發(fā)布時(shí)間：2020-12-06 07:25

　　隨著我國(guó)工業(yè)的迅猛增長(zhǎng),電力需求也隨之不斷增加。目前超臨界、超超臨界參數(shù)的火電機(jī)組由于其良好的經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢(shì)目前已成為600MW、1000MW等級(jí)新機(jī)組的發(fā)展目標(biāo)。由于超臨界、超超臨界機(jī)組蒸汽初溫的提高,加劇了鍋爐過(guò)熱器、再熱器等管道內(nèi)壁的高溫氧化過(guò)程,高速流動(dòng)的蒸汽將管道內(nèi)壁脫落的氧化物攜帶至汽輪機(jī)中,使汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)、再熱第一級(jí)發(fā)生嚴(yán)重的沖蝕。超臨界、超超臨界機(jī)組因葉片受到嚴(yán)重沖蝕其良好的經(jīng)濟(jì)性也大打折扣。因此,通過(guò)對(duì)葉片固體顆粒沖蝕問(wèn)題的研究來(lái)提高葉片的抗沖蝕性能具有重要的工程實(shí)踐意義。本文通過(guò)CFD數(shù)值模擬軟件ANSYS-CFX,采用基于有限元的有限體積法來(lái)求解時(shí)均連續(xù)Navier-Stokes方程。葉片流道中的固體顆粒的軌跡追蹤采用基于拉格朗日法且僅對(duì)稀相流有效的固體顆粒傳輸模型,固體顆粒在葉片表面的沖蝕行為采用Finnie沖蝕模型來(lái)計(jì)算。論文的主要工作如下:以某600MW超臨界汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)為研究對(duì)象,主要分析了調(diào)節(jié)級(jí)靜、動(dòng)葉中的固體顆粒運(yùn)動(dòng)特性以及沖蝕特性。對(duì)調(diào)節(jié)級(jí)靜、動(dòng)葉中的固體顆粒運(yùn)動(dòng)特性以及沖蝕特性研究結(jié)果表明:調(diào)節(jié)級(jí)中,固體顆粒在靜、動(dòng)葉片壓力面的撞擊速度均呈現(xiàn)隨顆粒粒... 

【文章來(lái)源】：東北電力大學(xué)吉林省

【文章頁(yè)數(shù)】：53 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴的沖蝕情況

東北電力大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文面積擴(kuò)大至 10%，則該級(jí)效率降低 3%。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)沖蝕損傷嚴(yán)重程度可以嚴(yán)重到如圖1-1 和圖 1-2 所示的程度 9 。固體顆粒沖蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失是很大的。日本戶畑火電廠一臺(tái)亞臨界強(qiáng)制循環(huán)鍋爐定壓運(yùn)行 3 年以后，其調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴中多出現(xiàn)嚴(yán)重的 SPE 磨損現(xiàn)象，第二年更新噴嘴葉片后運(yùn)行沒(méi)多久葉片又出現(xiàn)磨損，5 年后不得已又更換了新的葉片 10 。據(jù)早期的美國(guó) EPRI 報(bào)道，因固體顆粒沖蝕（SPE）問(wèn)題使得美國(guó)的電力行業(yè)每年損失高達(dá) 1.5 億美元 11 。綜上所述，固體顆粒沖蝕（SPE）問(wèn)題能否解決，是決定高參數(shù)、大容量機(jī)組是否能夠真正發(fā)揮經(jīng)濟(jì)性、安全性和穩(wěn)定性的關(guān)鍵 12 。

行 3 年以后，其調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴中多出現(xiàn)嚴(yán)重的 SPE 磨損現(xiàn)象，第二年更新噴嘴葉片多久葉片又出現(xiàn)磨損，5 年后不得已又更換了新的葉片 10 。據(jù)早期的美國(guó) EPRI 體顆粒沖蝕（SPE）問(wèn)題使得美國(guó)的電力行業(yè)每年損失高達(dá) 1.5 億美元 11 。綜上顆粒沖蝕（SPE）問(wèn)題能否解決，是決定高參數(shù)、大容量機(jī)組是否能夠真正發(fā)揮安全性和穩(wěn)定性的關(guān)鍵 12 。圖 1-1 調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴的沖蝕情況 圖 1-2 調(diào)節(jié)級(jí)動(dòng)葉的沖蝕情況

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]汽輪機(jī)再熱后級(jí)內(nèi)顆粒沖蝕特性[J]. 李勇,胡鵬飛,曹麗華,張濤.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(16)
[2]斜置靜葉對(duì)噴嘴內(nèi)固體顆粒沖蝕作用的影響[J]. 張艾萍,張媛媛,張棋,丁權(quán),何瑩,楊釗.  汽輪機(jī)技術(shù). 2016(03)
[3]高參數(shù)汽輪機(jī)噴嘴材料抗固體顆粒沖蝕機(jī)制研究[J]. 蔡柳溪,王順森,毛靖儒,豐鎮(zhèn)平.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(11)
[4]大功率汽輪機(jī)再熱第一級(jí)固粒沖蝕的數(shù)值研究[J]. 張莉,鄭玉婷.  汽輪機(jī)技術(shù). 2012(05)
[5]Unsteady Numerical Simulation of Steam-Solid Two-Phase Flow in the Governing Stage of a Steam Turbine[J]. Yufeng Li~(1,2),Peigang Yan~1 and Wanjin Han~11.School of Energy Science & Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin,Heilongjiang 150001,China2.Harbin Turbine Company Limited,Harbin,Heilongjiang 150046,China Professor.  Journal of Thermal Science. 2009(04)
[6]1000MW超超臨界汽輪機(jī)中壓缸第一級(jí)斜置靜葉的數(shù)值模擬研究[J]. 李成勤,陽(yáng)虹,楊建道,張宏武.  汽輪機(jī)技術(shù). 2009(01)
[7]汽輪機(jī)噴嘴固粒沖蝕�；�試驗(yàn)系統(tǒng)及測(cè)試方法[J]. 王順森,劉觀偉,毛靖儒,郭輝,馬迅,豐鎮(zhèn)平.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2007(11)
[8]超超臨界機(jī)組蒸汽氧化及固體顆粒侵蝕的綜合防治[J]. 馮偉忠.  中國(guó)電力. 2007(01)
[9]上汽-西門(mén)子型百萬(wàn)千瓦超超臨界汽輪機(jī)[J]. 何阿平,彭澤瑛.  熱力透平. 2006(01)
[10]顆粒加料器流量脈動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)理及抑制新方法[J]. 王順森,毛靖儒,劉觀偉.  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(11)



本文編號(hào)：2900969