基于设计理论和经验,对一台兆瓦级低温离心压缩机可调导叶从结构设计、防卡涩设计、叶片设计、材料选择、执行器选型等方面阐述了设计要点和注意事项.其结构设计合理,设计方案可行.
某厂3 号汽轮机为GE设计生产的350-16.7/538/538 型凝汽式汽轮机,在 2021 年 10 月份检修过程中发现汽轮机侧和电机侧低压第2 级叶片多个叶根及多处叶轮存在裂纹.通过叶片故障调查,叶片材料和断口理化检验分析,叶片数值计算分析评估,结果显示:第2 级叶片和叶轮的裂纹失效模式均为微动磨损引起的疲劳开裂,源区位于第1 齿叶根和叶轮接触的磨损部位;叶根和叶轮开裂的主要原因是运行工况下叶根3 对齿受力不均匀致使叶根与叶轮第1 齿局部接触应力偏低,从而造成叶片组的一阶动态振动落入k =20 共振区域,叶片组振动下传至叶根和叶轮的接触处,使叶根与叶轮第1 齿接触面处出现微动滑移并造成疲劳损伤,接触处逐渐萌生微裂纹并扩展,直至断裂;机组负荷频繁波动和深度调峰运行加速叶根和叶轮的微动磨损及微裂纹萌生,促进了叶根和叶轮裂纹萌生与扩展.
以某燃气-蒸汽联合循环机组为对象,建立了机组及其系统的数学模型,给出了投入汽轮机调频功能后机组的改进模型,通过实测数据验证了模型的准确性.采用仿真方法,分析了两组扰动作用下不同运行模式时机组的动态特性,结果表明,汽轮机参与调频时,燃机输出功率并无变化,而汽轮机输出功率增加了理论输出变化量的42%左右,可以改善机组一次调频的能力.所做工作对改善联合循环机组的调频性能和负荷稳定性具有一定的参考价值.
以某重型燃气轮机压气机的典型级静叶为研究对象,设计制造模化比为1.0 的扇形叶栅试验件,在亚音速环形叶栅风洞中进行气动特性试验,考察其在不同冲角条件下的气动特性.试验结果表明,叶栅出口截面总压损失系数在叶高方向逐渐变小,径向上同一高度截面,总压损失系数随冲角增加而变大;扩压因子沿叶高逐渐增加,在相同叶高位置,随着冲角由负值向正值增加,扩压因子增大,且一定范围区域的扩压因子超过叶栅许用负荷极限值0.6,存在附面层分离现象.
通过数值模拟研究了错列排布的截断扰流柱高度及布置方式对涡轮叶片前缘双层壁冲击冷却通道的流动和换热特性的影响.通过对通道内不同截面二维流线以及涡核图分析增强了对弯曲双层壁冷却通道内的流动特征的理解,并进一步结合近靶面极限流线和流动特征图印证该流动特征以及壁面流动,基于此,分析了靶面局部换热特性,并讨论了不同方案下的靶面平均努塞尔数、流阻损失和综合换热性能.数值模拟结果表明,截断扰流柱方案较常规全尺寸扰流柱在换热性能上有明显提升且其流阻有一定降低.当截断扰流柱布置在于冲击孔壁面,截断扰流柱相对高度为0.75 时,整个靶面的平均换热和综合换热性能最高.基于本文研究结果,在燃气轮机涡轮叶片前缘双层壁通道中,推荐在冲击孔壁上布置一定高度的截断扰流柱,有助于综合换热性能的提升.
