汽轮机调节级固体颗粒冲蚀特性的研究

发布时间：2023-09-14 02:06

　　随着我国电力需求的不断增长,汽轮机正朝着高参数、大容量方向发展。在发展高参数大容量机组的过程中,由于蒸汽初温和初压的提高,更易造成锅炉及蒸汽管道内的氧化物脱落,产生的氧化铁粒子随同高温高压蒸汽而进入汽轮机,对汽轮机通流部分造成严重的冲蚀破坏,导致机组由于蒸汽初参数的改善所带来的高效率优势大大降低。因此,开展汽轮机内固体颗粒冲蚀问题的研究至关重要。本文以某600MW汽轮机为研究对象,基于欧拉-拉格朗日法和Finnie冲蚀模型,采用计算流体动力学ANSYS-CFX软件分别对调节级整周叶栅及调节阀内固体颗粒冲蚀问题进行三维数值模拟研究,主要工作如下:首先,建立调节级整周模型,对四个调阀控制的高压喷嘴室和调节级叶栅内的气固流动进行全面的数值模拟。详细研究两种调节方式对调节级叶片固体颗粒冲蚀特性的影响。并结合粗糙度引起的调节级效率变化来分析固体颗粒冲蚀对汽轮机经济性的影响。结果表明:不同圆周方向喷嘴的冲蚀率密度存在着很大的不同,冲蚀最严重喷嘴的冲蚀率密度约为冲蚀最轻喷嘴的4×103倍。顺序阀调节下喷嘴的最大冲蚀率密度高于单阀调节,其中粒子撞击角度对冲蚀率密度的影响较小,而粒子撞击速度起决定性作用...

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 实验研究现状
        1.2.2 数值研究现状
    1.3 影响冲蚀磨损的主要因素
        1.3.1 粒子性能
        1.3.2 靶材料性质
    1.4 存在的主要问题
    1.5 本文主要研究内容
第2章 数值计算与理论基础
    2.1 软件介绍
    2.2 网格生成技术
    2.3 气固两相流分类
    2.4 汽相流场的数值计算方法
        2.4.1 控制方程
        2.4.2 湍流模型
        2.4.3 离散方法
        2.4.4 动静交界面
    2.5 固体颗粒冲蚀计算方法
        2.5.1 固体颗粒的受力分析
        2.5.2 固体颗粒的冲蚀计算方法
    2.6 边界条件
    2.7 本章小结
第3章 汽轮机调节方式对调节级固体颗粒冲蚀及效率的影响
    3.1 调节级整周几何模型
    3.2 网格划分及网格无关性验证
    3.3 固体颗粒选取以及边界条件设定
    3.4 不同调节方式对调节级流动特性的影响
        3.4.1 不同调节方式下高压喷嘴室及调节级叶栅内蒸汽流线
        3.4.2 不同调节方式下调节级叶栅中径面蒸汽压力分布
    3.5 不同调节方式对调节级叶片冲蚀特性的影响
        3.5.1 不同调节方式下喷嘴最大冲蚀率密度
        3.5.2 不同调节方式下高压喷嘴室及调节级叶栅内固体颗粒运动轨迹
        3.5.3 不同调节方式下喷嘴组A中喷嘴的冲蚀率密度分布
        3.5.4 不同调节方式下喷嘴A1的固体颗粒冲蚀参数
    3.6 固体颗粒冲蚀引起的粗糙度变化对调节级效率的影响
        3.6.1 粗糙度设置
        3.6.2 不同调节方式下调节级效率变化
    3.7 本章小结
第4章 汽轮机调节阀开度对固体颗粒冲蚀的影响
    4.1 调节阀几何模型
    4.2 网格划分及无关性验证
    4.3 固体颗粒选取以及边界条件设定
    4.4 调节阀开度对气固流动特性的影响
        4.4.1 不同阀门开度下调节阀内三维蒸汽流线
        4.4.2 不同阀门开度下调节阀中分面上压力分布
        4.4.3 不同阀门开度下调节阀固体颗粒运动轨迹
    4.5 阀门开度对冲蚀特性的影响
        4.5.1 不同阀门开度下调节阀表面冲蚀率密度分布
        4.5.2 不同阀门开度下调节阀的最大冲蚀率密度
        4.5.3 不同阀门开度下调节阀的固体颗粒冲蚀参数
        4.5.4 不同粒径下粒子相对撞击数
    4.6 结果有效性验证
    4.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3846343