平衡孔漏气对级性能影响研究

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1、28I圣言汔粉成2010年第2期lDONGFANGTURBINE孙惠芳李亮孔祥林(1．西安交通大学能源与动力工程学院，陕西西安，710049~2．东方汽轮机有限责任公司，I~1]11德阳，618000)摘要：针对平衡孑L漏气对透平级性能的影响问题进行了试验和数值研究。根据试验和计算结果，阐述了汽轮机组通流部分级问吸漏状况，剖析了其内部基理，并对其影响级性能的因素作了论述，为汽轮机通流部分的设计提供了参考。关键词：叶轮平衡孔；级问吸漏：级性能ResearchofTurbineStageEficiencyInfluencedbytheBalanceHoleLeakageSunHuif

2、ang，LiLiang，KongXianglinf1Xi’anJiaotongUniversityXi’an7100492．DongfangTurbineCo．，Ltd．DeyangSichuan618000)Abstract：Thispaperstudiestheinfluenceofturbinestageeficiencyfollowtheleakoutflowbetweenthebalanceholeleakage．researchinfluenceofturbinestageeficiencythroughthetestandnumericalstudy．Accordi

3、ngtothetestandcalculationresults，thispaperexpoundsbetweenflowingunitofsteamturbinedischargeandabsorbstatus．analysestheinternalfactors，basetheinternalfactorsofinfluencediscussedforsteamturbine，providesguidanceforthedesignofflowingunit．Keywords：balancehole，leakoutflow,stageeficiency品的核心竞争力，东方汽轮

4、机有限公司对汽轮机0引言组级间吸漏气量以及叶轮平衡孔特性对级性能的影响进行了试验和对比计算，得到了级间气流对提高汽轮机效率最关键的是要提高通流部分级性能的影响规律，为设计高效率的汽轮机组提的效率，汽轮机组通流部分级间吸漏情况以及吸供了技术支撑。漏气量对通流部分的效率影响很大，对于冲动式机组，如何合理选取叶轮平衡孔的面积也是困扰试验条件与计算模型设计者的问题。由于条件所限，国内各汽轮机制造商对级问流场的详细研究基本限于理论计算方1．1试验条件面’。由于缺乏试验数据的支撑，理论结果的应本次研究对象为东方汽轮机有限公司600MW机用价值受到限制。空气透平试验模拟气流在汽轮组的某高压级，

5、其静叶为弯曲分流叶栅，动叶为机通流部分的流动，采用一定的模化技术，可以高负荷叶片。图1给出试验透平级的各流量定义更好地模拟实际汽轮机中的流动b。为了设计更图，以及各流量的流动方向。高效率的汽轮机组，在未来的技术竞争中增强产试验中工质为实际空气。试验透平级为轴向作者简介：孙惠芳(1973一)，女。工程师，西安交通大学能源与动力工程学院在读研究生(工程硕士)，现从事机械设计与机制工艺工作。2O10年第2期圣言沲粉揍29DONGFANGTURBINE进气，来流总压Po*=l11540Pa，总温To=306．2K。Matching边界处理方法。来流湍流运动粘度为1．62×i0m／s。透平

6、级出口压力P=102523．6Pa。试验叶轮根径为400mm，试验透平级马赫数约为0．3-0．4，雷诺数达到自模化区。对叶轮平衡孔试验采用两种方案：第1种方案平衡孔总面积模化试验对象的当量面积；第2种方案平衡孔面积减半。图2计算模型不意图分析中求解雷诺时均NS方程，湍流模型采用低雷诺数Spalart—A1imaras模型，空间差分采用Jamson中心差分格式；时问项采用四阶Rung—Kutta方法离散；求解中应用全多重网格、局部时间步长和隐式残差光顺加速收敛；迭代收敛标准为全局残差标准降为le一6。2平衡孔漏气对级性能影响特性g。一透平级的总流量；g一静叶流量；g一动叶流量(含叶

7、顶漏气量)；gd一平衡孔漏气量；g一级间叶根抽漏量；吸气量为正，从主流漏出的气量为负；g2一隔板漏气量。随着隔板漏气量g。的增加，叶轮与隔板间腔图1试验透平级示意图室内的压力增大，平衡孔的漏气量及静动叶间从根部吸入主流的流量也随之增大。1．2计算模型模型级的数值计算采用NUMECA软件进行。为2．1隔板漏气量为零时的级特性隔板漏气量为零时的级特性是研究漏气量对简化计算，满足计算中平衡孔数目的要求，采用级特性影响的基础，因此显得十分重要。该级在了一只静叶对五只动叶的形式。其计算模型