2.3動葉片采用紅旗葉型
在改造機組設計中,高壓缸各級直葉片采用公認高效的紅旗葉型,其余采用變截面葉片。該組變截面葉片的型線是經過大量的氣動性能實驗研究后得到的,其氣動性能是良好的。
2.4彎扭靜葉柵
高壓缸靜葉全部采用彎扭造型設計,經理論分析和環型葉柵吹風試驗證明,采用后加載葉型的靜葉柵,其總損失系數比原設計下降25%以上。彎扭靜葉片采用精密鑄造工藝,葉身與兩端圍帶鑄為一體,以加強隔板的剛性。
2.5采用自帶圍帶動葉片
采用自帶圍帶動葉片有以下好處:
a.圍帶內側可制成斜面,使子午面流道光滑,減少流動損失。
b.圍帶外側可制成平面或城墻狀,可增加汽封齒,減少漏汽損失。新設計機組的圍帶汽封由2道增加到3道或4道。
c.動葉取消拉筋,可減少流動損失。
d.動葉頂部形成整圈聯接,便于調頻和減少動葉應力,使運行更加安全可靠。 2.6子午面流道光滑
國內外機組的運行經驗表明,子午面型線對通流效率會產生很大影響。調整通流尺寸,采用光滑的子午面通道,可使汽缸效率提高2.5%,同時動葉平均直徑適當提高,使各級U/Co趨合理。
2.7增大動靜軸向間隙
重新調整軸向間隙后,動葉與隔板軸向間隙放大到4mm,使機組的快速啟停與調峰性能得到保證。
2.8采用徑向汽封
更換轉子,采用徑向汽封,能很好地解決漏汽量大及動靜碰磨等問題,并且對機組調峰時快速啟停非常有利。
2.9性能優良的末級葉片
末級668mm長葉片是新一代產品,葉片的強度、振動特性好,氣動效率高。葉片改造方案為:靜葉出氣角沿葉高反扭4°,下部相對徑向彎曲,上部為徑向,中部略有彎曲。動葉片出氣角沿葉高反扭7°,準確地計算出連接件的效應后,使葉片出氣角與計算結果相一致。
復合彎扭長葉片級的優越性還在于可以提高根部反動度,從而更加有效地提高級效率。根據全三維分析和多種彎曲靜葉柵的吹風試驗結果,采用這一匹配將使末級效率提高1.8%,改進后的末級效率比原末級效率提高5.16%,如表1所示。
表1末級葉片效率增益表
改造前結構 |
改造后結構 |
末級效率提高(%) |
等到流型 |
可控渦+彎曲靜葉流型 |
1.84 |
靜葉亞音速葉型 |
靜葉跨音速葉型 |
0.60 |
動葉老葉型 |
動葉新型跨音速葉型 |
1.72 |
功角大 |
攻角小 |
0.40 |
拱型圍帶漏汽 |
自帶圍帶封汽,紊流損失小 |
0.60 |
總計 |
|
5.16 |
3 機組改造后安全性校核及負荷適應性分析
對各級動靜部分的強度進行詳細的校核計算,結果表明,機組改造后的高低壓缸強度安全可靠,能夠保證機組長期安全運行。
a.“魚頭”葉型對進汽攻角的敏感性差,汽流進汽角范圍廣,在很大負荷范圍內葉型損失不增加,流動穩定,不脫流,不增加激波強度,有利于機組安全運行。
b.動、靜葉片軸向間隙的增加,使機組的快速啟停與調峰得到了保證。
c.668mm新葉片采用可控渦設計,在頂部反動度不超過70%的情況下,可將根部反動度提高到20%以上,不僅大大減小了端部損失,而且在變負荷運行時根部不出現負反動度、大的渦流和超高的激波強度,大大提高了機組對負荷的適應能力。
4 結束語
采用當代汽輪機先進技術對老式機組通流部分進行改造,可大幅度增容降耗,延長機組壽命。對熱電聯供的電廠,結合通流改造,將機組改造成抽氣式機組,可做到少投入,增容降耗,實現熱電聯供,延長機組壽命,提高機組運行可靠性和負荷適應性。
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