汽輪機末級變工況性能研究與流道改進設(shè)計.pdf

1、汽輪機是實現(xiàn)熱能向機械能和電能轉(zhuǎn)化的主要機械,是能源轉(zhuǎn)換的重要裝置。本文使用ANSYS Workbench平臺,對某25 MW凝汽式汽輪機的末級進行氣動和強度性能分析,并對其結(jié)構(gòu)進行改進,以提高機組的效率和性能。主要內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　 1)由于原熱力設(shè)計參數(shù)不全,本文首先根據(jù)現(xiàn)有熱力參數(shù)對其設(shè)計工況和六種非設(shè)計工況進行了熱力計算,為數(shù)值模擬結(jié)果的考證提供了參考數(shù)據(jù)；
　　 2)采用四級透平的模擬結(jié)果與實驗值和設(shè)計值進

2、行比較,結(jié)果表明,模擬值與實驗值相差4.22％,與設(shè)計值相差2.74％,驗證了本文計算模型的準確性；
　　 3)通過將末級的數(shù)值模擬結(jié)果與熱力計算參數(shù)比較表明,除等熵效率和軸功率與設(shè)計值相差較大外,出口靜溫等參數(shù)與設(shè)計值吻合較好。通過對各工況下等效應(yīng)力的分析表明,該級動葉的等效應(yīng)力遠小于許用應(yīng)力,滿足強度要求；
　　 4)通過分析等熵效率、壓力系數(shù)、內(nèi)部流場以及應(yīng)力分布情況,獲得了影響流道效率的因素。根據(jù)分析結(jié)果,使用B

3、ladeGen對流道結(jié)構(gòu)進行改進,通過分析氣動和強度性能來評價改進的效果。流道的改進方式和效果如下:
　　 a)通過修改靜葉前緣和尾緣的橢圓率,可使噴嘴效率提高0.23％,末級等熵效率提高0.067％；該方法用于動葉可使末級等熵效率提高0.2％左右;b)通過修改靜葉和動葉型線,可使末級等熵效率分別提高0.65％和2.16％；c)通過調(diào)整中弧線角度,改進級間配比,可使末級等熵效率提高0.3％左右；d)五種靜葉子午端壁形狀的模擬結(jié)果