汽轮机调节阀的汽流激振分析与解决方法
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300MW汽轮机组汽流激振问题及处理分析一、引言汽轮机是现代大型电厂的主要动力装置之一,汽轮机组的安全稳定运行对电厂的正常运营至关重要。
在汽轮机组的运行过程中,由于各种原因导致的汽流激振问题经常出现,给汽轮机组的安全稳定运行带来了很大的挑战。
本文主要围绕300MW汽轮机组汽流激振问题展开讨论,对该问题的产生原因、影响、处理方法等进行深入分析,以期为相关从业人员提供一定的参考。
二、汽流激振问题的产生原因汽流激振是指由于汽轮机内部高速气流的作用而引起的振动问题。
其主要产生原因如下:1. 气动力不平衡在汽轮机组的设计和运行过程中,往往会产生气动力不平衡,导致气流在汽轮机内部产生过大的压力差,从而引起振动。
2. 气动力瞬变汽轮机组在启动和停机的过程中,往往会出现气动力的瞬变现象,这种气动力的不稳定性会导致汽流产生激振。
3. 非定常气动力当汽轮机组在部分负载、变负载或其他非定常运行状态下,气流也会产生非定常的特性,从而引起汽流激振。
三、汽流激振问题的影响汽流激振问题在汽轮机组运行过程中会产生一系列的不良影响,主要表现为:1. 振动增加汽流激振会导致汽轮机组内部的振动增加,严重时甚至会引起零部件的破坏。
2. 动、静叶片损伤汽流激振会引起汽轮机组内部动、静叶片的损伤,降低汽轮机的效率,缩短零部件的使用寿命。
3. 声音扩散汽流激振会引起汽轮机组内部的噪音扩散,影响电厂的生产环境和周边居民的生活环境。
四、汽流激振问题处理方法针对汽流激振问题,需要采取一系列的处理方法,以减轻其不良影响,保障汽轮机组的安全稳定运行。
主要的处理方法如下:1. 设计改进在汽轮机组的设计过程中,应当充分考虑气动力平衡和流场分布等因素,尽量减少气流激振的产生。
2. 运行调整在汽轮机组的运行过程中,应当根据实际情况,调整气动力的平衡和流场的分布,减少汽流激振的发生。
3. 监测诊断通过对汽流激振进行监测和诊断,及时发现问题,采取相应的措施,减少其对汽轮机组的影响。
汽轮发电机组汽流激振故障的分析及处理
一、汽流激振故障的原因
汽轮机内部的高温高压汽流在通过叶轮、驱动轴等部件时,随着速度的变化也会产生
不同程度的振动和冲击。
一般来说,如叶轮的弯曲刚度不足、转子不平衡、轴承支承变形
等原因都会引起部件振动,产生危及设备安全的汽流激振故障。
汽流激振故障的主要特征是设备受到的振动加速度随着频率的变化呈现出明显的峰值。
而汽轮发电机组汽流激振故障的频率一般较高,多数在3000Hz以上。
此外,激振仅出现
在某些特定的工况下,而不是一直存在。
汽流激振故障的处理方法分为两个方面:一是通过改变汽轮机的结构和参数来改善叶
轮和驱动轴等部件的结构性能,减少激振引起的危害;二是应用现代检测技术进行在线监测,及时发现故障并采取相应的维修或更换措施。
具体措施如下:
1、加强设计优化。
改良汽轮机的结构设计,增加立面负载承载能力,提高叶轮的弯
曲刚度,降低叶轮的振动幅值,减轻驱动轴的振动疲劳。
2、进行现场调试。
采用位移传感器、加速度传感器等现代检测技术对汽轮机内部的
振动状态进行在线监测,辅以传统的振动计测量,以确保汽轮机在运行中始终保持稳定和
安全。
3、及时维修带荷调整。
发现汽轮机存在汽流激振现象时,应及时停机检查,进行相
应的调整和维修,确保轴承平稳、轴线与叶轮轴线间的间隙稳定,消除故障隐患。
总之,通过加强设计优化、现场调试以及及时维修带荷调整等方法,我们可以有效地
避免汽轮发电机组汽流激振故障的发生,提高设备的可靠性和安全性。
汽轮机组汽流激振原因分析及处理方法摘要:我国发电厂汽轮机组在使用中会经常遇到汽轮机组汽流激振问题。
本文针对汽轮机叶片偏心造成各级叶轮间隙沿周向分布不均导致的内部汽流激振,提出了基于微控的多阀门调节技术,利用优化阀位指令和反馈修正来解决汽轮机组汽流激振问题,经过对阀门控制逻辑的验证及实践,证明了该解决方案的作用和效果,对汽轮机正常运作提供了保障。
关键词:汽轮机汽流激振、叶片偏心、多阀门微控调节1前言汽轮机属于热力电厂中最重要的设备,汽轮机的正常运作对热电厂稳定运行起到了到决定性效果,对于社会的正常秩序也起到了相应的维稳作用。
汽轮机在我国电厂的广泛使用中,随着社会对电力需求的不断提升,相对应的电力设施也在不断的更新扩容中,各类汽轮机不断推出高参数、大负荷机组的投入运营。
但由于汽轮机在设计生产及安装调试中的问题隐患,在后期投入使用后带来了不少的问题。
在工业设计生产过程中,对于叶轮偏心问题的研究由来已久,早在20世纪40年代便由美国通用电气公司提出了通过配平来平衡叶轮偏心,从而在轴承结构上解决了汽流激振问题。
随着工业科技的进步,在工业化标准不断提升的今天,制程工艺问题已经不再困扰着汽轮机的稳定运行,影响汽轮机汽流激振的多发生在汽轮机的安装和调控中。
本文以汽轮机运作中汽流激振问题展开研究,分析了导致汽轮机汽流激振的主要问题,根据汽流激振问题主要发生在轴承转子偏心导致的汽轮机在高负荷运转时引起叶顶汽流激振力和汽封汽流激振力,该问题可造成汽轮机轴承的强烈振动,轻则影响汽轮机运作效率、减少使用寿命,重则可能直接导致汽轮机宕机,在我国近几年多起因汽轮机故障的案例中,均对汽轮机汽流激振问题给予了重视。
1汽轮机汽流激振现象的产生本文以某电厂二期工程配套的某MTP400MW汽轮机组为单轴、双缸两排汽、五级抽汽、间接空冷、一次中间再热、抽汽凝汽式机组。
整机组预热启动后,测试在78%负荷区以上发生轴振X及Y方向偶发性的振动,至95%负荷量过程中,振动频率及次数也随之增加,并伴发强烈振动至自动降速状态;自动降速过程中,振动频率降低,负荷降低至78%以下振动消失,异常振动参数如表1所示。
气动调节阀出现波动振荡或振动的原因及处理方法1.阀门失调:阀门的失调是最常见的波动、振荡或振动的原因之一、失调可能是由于阀门安装不当、内部部件磨损或粘附造成的。
处理方法包括重新调整阀门的位置和方向,更换磨损的部件或清洁粘附的部件。
2.阀门带宽不当:阀门的带宽是指流量变化与阀门位置变化的比率。
如果阀门的带宽不当,就可能导致波动、振荡或振动。
处理方法包括调整阀门带宽,使其适应实际流量需求。
3.空气源压力不稳定:气动调节阀通常使用空气作为动力源。
如果空气源的压力不稳定,就可能导致阀门波动、振荡或振动。
处理方法包括检查和调整空气源的压力,确保其稳定。
4.管道震荡:管道震荡是由于流体在管道中流动引起的机械振动。
这种振动可能会传导到气动调节阀,并导致波动、振荡或振动。
处理方法包括增加管道的刚度和稳定性,减少流体的速度和压力,或使用吸振器减震。
5.控制系统失效:控制系统的失效可能导致气动调节阀波动、振荡或振动。
处理方法包括检查和修复控制系统中的故障,确保其正常工作。
6.阀门内部部件磨损或粘附:阀门内部部件的磨损或粘附可能会导致阀门的工作不稳定,从而引起波动、振荡或振动。
处理方法包括定期检查和更换磨损的部件,清洁粘附的部件。
7.过大的媒体压力差:如果气动调节阀在过大的媒体压力差下工作,可能会导致波动、振荡或振动。
处理方法包括减小媒体压力差,或采用耐高压的阀门。
总之,波动、振荡或振动对气动调节阀的正常运行会带来一系列问题。
为了解决这些问题,需要仔细分析可能的原因,并采取相应的处理方法。
定期维护和保养气动调节阀也是非常重要的,以确保其正常工作和长期稳定性。
大型汽轮机汽流激振问题的分析和处理轴承油膜振荡(或油膜半速涡动)和汽流激振(或蒸汽激振、蒸汽涡动)是汽轮发电机组运行中轴系最可能产生的两类不稳定自激振动。
它们呈现突发性的振动特征,均为低频振动,造成的危害较大。
前者产生的振动主要与转速有关,可能发生在机组各转子的支撑轴承上,后者则通常与机组所带的负荷有关,主要产生于大容量高参数机组的高压和高中压转子上。
对于轴承油膜不稳定产生的振动问题,在国内外已作了充分的理论和试验研究,并总结出一些处理该类故障的切实可行措施,如改变轴承型式、轴承比压、轴承间隙、润滑油的粘度等。
而对于汽流激振引起的低频振动,由于以前机组运行中发生的次数相对较少,其机理分析和故障处理较为复杂,处理效果有时也不十分理想,在国内未能引起足够的重视。
随着300MW、600MW等级的大型机组大量投运,汽流激振问题日益暴露出来。
目前国内已有一些机组的高压(或高中压)转子在运行中发生汽流激振引起的不稳定低频振动。
例如,作为当前我国火力发电主力的国产300MW机组,据不完全统计,已有20多台机组的高压(或高中压)转子发生过汽流激振故障,严重影响电厂的安全运行。
国内个别200MW及以下容量机组的高压转子也发生过突发性汽流激振。
此外,已有多台进口的超临界机组投运以来,也陆续出现过高压转子支撑轴承不稳定的汽流激振问题。
根据汽流激振机理和国外大机组的运行经验,已确认汽流激振问题更容易发生在高参数、大容量汽轮机的高压转子上,尤其是超临界汽轮机组上。
由于蒸汽激振力近似地正比于机组的出力,因此,由汽流激振引起的不稳定振动就成为限制超临界机组出力的重要因素。
例如,在前苏联和美国早期生产和投运的超临界机组中,这类低频振动问题比较突出,带负荷工况运行时,因振动大引起的跳机故障或被迫限制负荷运行,都直接影响了机组的可用率。
随着国产超临界机组的加紧研制和将来的陆续投运,也必将会面临此类低频振动问题。
因此,加强超临界机组汽流激振的研究显得非常重要。
汽轮发电机组汽流激振故障的分析及处理汽轮发电机组是大型电力设施,其稳定性直接影响电网的正常运行。
但在使用过程中,往往会出现故障。
其中,汽流激振故障是一种典型的故障类型。
本文将对汽流激振故障的成因、特征及处理方法进行详细分析。
1. 成因汽流激振故障的主要成因是转子受到气体流动的作用,从而产生振荡。
具体来说,当转子旋转时,周围气体也跟随转动,形成较大的气体旋转强度。
该旋转强度会通过气体与转子间的相互作用力,传递到转子上,从而导致振动。
此外,转子的支撑结构刚度较低也是一种可能的成因。
如果支撑结构不能提供足够的刚度,转子受到的气体作用力将更明显,进而促使振动。
2. 特征汽流激振故障的特征表现为噪音和振动。
噪音产生的原理与成因雷同,来自转子受到气体作用力的运动。
振动则是由于转子在旋转过程中,受到激振力的作用产生。
锅炉磨损过重和其他因素的影响也会使得其发生更加严重的振动。
汽流激振故障通常表现为一定的频率和振幅,主要集中在低频或中低频带,可通过频率分析来判定是否存在此类故障。
然而,某些情况下,激振幅值可非常小,且只出现在一特定转速附近,这增加了隐蔽性,也使故障诊断更加困难。
3. 处理方法汽流激振故障的处理方法一般分为三类:结构强化、动态平衡与控制动力性能。
结构强化:可通过提高转子支撑结构刚性来减缓振动,例如增加支撑点、提高支撑刚度或加装支撑件等。
此外,合理的支撑结构设计也可以减弱转子失衡和轴向力的影响。
动态平衡:若因转子失衡而导致振动,则需要进行动态平衡。
该方法适用于不同转速下存在较大失衡量的情况,能够减小振动幅值。
控制动力性能:可通过控制机组的运行参数,例如改变喷气角度、调节喷嘴压力、减小机组负荷等,来改善转子受力情况,降低振动水平,稳定机组运行。
此方法适用于在一定运行范围内发生振动的情况。
综上所述,汽流激振故障是汽轮发电机组常见故障之一,特征是噪音和振动。
处理方法包括结构强化、动态平衡和控制动力性能等。
诊断和处理此类故障,可采用振动监测技术,检测相关频率,分析其原因,采取相应的措施解决问题,以达到稳定机组运行的目的。
汽轮发电机组汽流激振故障的分析及处理汽轮发电机组是一种常用的发电设备,它通过汽轮机驱动发电机发电。
但是在运行过程中,由于各种原因导致的汽流激振故障是不可避免的。
本文将对汽流激振故障进行分析和处理。
汽流激振故障是指汽轮机运行过程中,在流体动压力的作用下,装置或装置元件的振动频率和振动幅值不断增大,最终导致超过了设备的振动极限而引发的振动故障。
汽流激振故障对汽轮机的安全性和可靠性都有很大的影响。
汽流激振故障的原因有很多,主要可以分为以下几点:1.元件失稳:汽轮机的元件在长时间运行后,可能出现疲劳、断裂或者松动等情况,导致元件失稳,从而引起汽流激振故障。
2.设计不合理:如果汽轮机的设计不合理,例如流道形状不当或者装置结构不合理等,都可能导致汽流激振故障。
3.操作不当:如果操作人员在运行过程中没有按照正确的操作规程进行操作,例如不按照规定的负载运行、周期性起停等,都可能增加汽流激振故障的发生概率。
针对这些原因,我们可以采取以下措施进行处理:1.定期检查和维护:对汽轮机进行定期检查和维护,可以及时发现和解决元件失稳的问题,避免其演变为汽流激振故障。
2.优化设计:对已经发生汽流激振故障的汽轮机,可以通过对流道形状进行调整或者对装置结构进行改进来解决问题。
3.加强操作人员培训:通过对操作人员进行培训,提高他们的操作技能,确保他们能够按照正确的操作规程进行操作,从而减少操作不当引起的汽流激振故障。
我们还可以对已经发生汽流激振故障的汽轮机进行以下处理措施:1.降低负载:在汽流激振故障发生后,可以通过降低负载来减少振动的幅值,从而降低振动对设备的影响。
2.加强监测:对汽流激振故障发生后的汽轮机,可以加强振动监测,及时发现振动异常,进行处理。
汽流激振故障是汽轮发电机组运行过程中常见的故障之一,对汽轮机的安全性和可靠性都有很大的影响。
通过加强检查和维护、优化设计、加强操作人员培训等措施,可以有效地减少汽流激振故障的发生。
汽轮发电机组汽流激振故障的分析及处理汽轮发电机组是一种常见的发电装置,使用汽轮机驱动发电机发电。
在使用过程中,有时会出现汽流激振故障,这会影响到发电机组的正常运行。
本文将对汽流激振故障进行分析,并提供处理故障的方法。
一、汽流激振故障的原因分析1. 气体流动不稳定:在汽轮机内部,气体是以高速流动的方式进入和流出。
如果气体流动不稳定,会引起汽流激振故障。
造成气体流动不稳定的原因可能包括定子叶片损伤、进气量不足、排气系统阻力过大等。
2. 汽轮机顶盖失稳:汽轮机的顶盖是固定在转子上的零件,如果顶盖在高速运转中失稳,会产生振动力,导致汽流激振故障。
顶盖失稳的原因可能包括材料疲劳、安装不稳、转子不平衡等。
3. 转子不平衡:转子不平衡是导致汽流激振故障的一个常见原因。
转子不平衡可能是由于零件制造不精确、装配过程中的错误等引起的。
二、汽流激振故障的处理方法1. 定期维护保养:定期对汽轮发电机组进行维护保养,包括定期清洗空气滤清器、检查叶片是否有损坏、检查排气系统是否通畅等。
通过定期维护保养,可以确保发电机组的稳定运行,减少汽流激振故障的发生。
2. 检查顶盖安装:检查汽轮机顶盖的安装情况,确保顶盖安装牢固,防止顶盖失稳引起的振动力。
如果顶盖材料疲劳,应及时更换。
3. 平衡转子:对转子进行平衡校正,消除转子不平衡引起的振动力。
可以使用动态平衡仪进行转子平衡校正,确保转子平衡。
4. 增强检测手段:增加汽轮发电机组的振动监测和故障检测手段,及时发现和处理潜在的汽流激振故障。
可以使用振动传感器等设备,监测发电机组的振动情况,及时判断是否存在汽流激振故障。
5. 提高制造精度:加强对汽轮发电机组零部件的制造精度控制,减少由于制造不精确导致的汽流激振故障。
加强装配过程中的质量控制,确保零部件的精确装配。
三、汽流激振故障的处理注意事项1. 处理汽流激振故障时,应先确定故障的具体原因。
可以通过检查设备、振动监测等手段进行故障诊断,找出故障的真正原因。
汽轮机调节阀门波动的原因分析汽轮机是一种常见的能源转换装置,广泛应用于电力、制造业等领域。
在汽轮机运行过程中,调节阀门波动是一个常见的问题。
本文将分析汽轮机调节阀门波动的原因,并提供相应的解决方案。
一、压力波动汽轮机工作过程中,燃烧产生的高温高压气体经过部分膨胀,驱动汽轮机旋转,进而产生功。
调节阀门用于调节进气量,以保持汽轮机的运行稳定。
然而,压力波动会导致阀门的开度不断变化,从而引发阀门波动。
导致压力波动的原因主要有以下几点:1.燃烧不稳定:如果燃烧室内的混合气比例不均匀,会导致燃烧不稳定,进而引起高温高压气体的波动。
解决方案:优化燃烧室设计,确保混合气的均匀分布,提高燃烧效率,减少压力波动。
2.进气系统失效:进气系统中的设备故障或负荷突然变化,会导致进气量的波动,从而引发阀门波动。
解决方案:加强进气系统的维护和管理,确保设备正常运行,减少进气量波动。
3.管道堵塞:管道堵塞会导致进气阻力的变化,进而引起压力波动。
解决方案:定期检查清理管道,确保畅通无阻,减少压力波动。
二、温度波动汽轮机工作过程中,温度波动也是引发调节阀门波动的原因之一。
主要原因如下:1.外界环境温度变化:外界环境的温度变化会直接影响汽轮机进气温度,从而引起温度波动。
解决方案:根据外界温度变化情况,及时调整进气温度控制策略,使进气温度保持稳定。
2.燃料热值波动:燃料的热值不稳定会导致燃烧温度的波动,进而引发调节阀门的波动。
解决方案:优化燃料选择和储存,确保燃料质量稳定,减少热值波动。
三、机械振动汽轮机工作时,由于旋转部件和运动部件的存在,机械振动也是导致调节阀门波动的原因之一。
1.旋转部件不平衡:汽轮机旋转部件的不平衡会引起振动,从而影响阀门的稳定性。
解决方案:定期进行动平衡校正,保证旋转部件平衡。
2.机械磨损:长时间运行会导致汽轮机部件磨损,增加了机械振动的可能性。
解决方案:定期检修和更换磨损严重的部件,减少机械振动。
3.安装和固定不牢固:汽轮机阀门系统的安装和固定不牢固会导致振动过大,影响阀门的工作稳定性。
大型汽轮机气流激振问题的分析与处理新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州轮台县841000摘要:随着我国电力工业的结构调整,研究、生产和发展超临界压力机组是火力发电节能、环保、提高发电效率、降低发电成本的必然趋势。
但汽轮机蒸汽参数的增加会导致高压缸进汽密度和流速的增加,作用在高压转子上的切向力会提高动静间隙、密封结构和转子-汽缸对中的灵敏度,从而增加作用在高压转子上的激振力。
这些都会降低轴系的振动稳定性,严重时会诱发高压转子失稳,产生很大的低频振动。
由于蒸汽激振力与机组的出力近似成正比,因此。
蒸汽激振引起的不稳定振动成为限制超临界机组出力的重要因素。
例如,在苏联和美国超临界压力机组的早期生产和运行中。
这种低频振动问题比较突出。
当在负载条件下运行时,机器跳闸或被迫在有限负载下运行,这直接影响机组的可用性。
在我国,随着国产超临界机组的发展和将来的投产,将会面临这种低频振动问题。
因此,加强对超临界机组蒸汽激振的研究十分重要。
关键词:汽流激振;低频振动;振动稳定性;超临界汽轮机;介绍汽轮机汽流激振的机理和振动特征,以及近年来国内若干大型汽轮机高压转子汽流激振引起的低频振动的分析和现场处理情况,归纳总结引起该类振动的主要因素,提出了我国在发展高参数、大容量机组,特别是超临界机组中对汽流激振应采取的对策。
一、汽流激振机理根据目前的研究结果,汽轮机汽流激振力通常来自3个方面。
1.叶顶间隙激振力。
汽轮机叶轮在偏心位置时,由于叶顶间隙沿圆周方向不同,蒸汽在不同间隙位置处的泄漏量不均匀,使得作用在叶轮沿圆周向的切向力不相等,就会产生一作用于叶轮中心的横向力(合力),也称为间隙激振力。
该横向力趋向于使转子产生自激振动。
在1个振动周期内,当系统阻尼消耗的能量小于该横向力所做的功,这种振动就会被激发起来。
叶顶间隙不均匀产生的间隙激振力大小与叶轮的级功率成正比,与动叶的平均节径、高度和工作转速成反比。
因此,间隙激振容易发生在大功率汽轮机及叶轮直径较小和短叶片的转子上,即大型汽轮机的高压转子上。
试论汽轮机调节阀的汽流激振分析与解决方法摘要汽轮机作为动力机械广泛应用,其调速系统的安全、稳定、经济运行直接关乎企业安全生产,因此保证汽轮机调速系统能够稳定、正常的工作十分重要。
本文针对汽轮机调节阀的汽流激振分析问题,进行了调节汽阀结构与汽流场的关系研究,对于为汽轮机调速系统在用户现场出现不稳定情况时,提供切实有效的处理手段。
关键词汽轮机;调节阀;调速系统;不稳定性
中图分类号tm621 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2011)37-0202-01
工业汽轮机作为驱动鼓风机、压缩机、发电机及给水泵的原动机,在冶金、石化和发电领域得到了广泛使用。
杭州汽轮机股份有限公司引进德国西门子公司的三系列工业汽轮机的设计、制造技术,已经生产千余台不同型号的汽轮机,满足用户的使用要求。
随着我国工业的长足发展,近年来对大功率、高参数汽轮机的需求不断增加。
大功率、高参数汽轮机除对调速系统稳定性有很高要求外,对调速系统的每个调速执行部件也有严格设计要求。
调节阀就是调速系统重要的执行部件之一,它的工作状态好坏,直接影响汽轮机组运行稳定。
近年来,个别汽轮机在运行的过程中出现调节阀振动严重的现象,危及机组的安全运行,也影响了工艺流程的正常进行[1,2]。
研究表明,调节阀的振动主要是由于汽流的不稳定而诱发的。
而汽流的不稳定又与流动工况和调节阀的内部结构有密切关
系。
本文提出了钟罩阀的阀碟类似一个钟罩扣在阀座上,阀座生出三根筋板支撑上部的导流锥,通过阀碟的上下移动改变开度实现对流量的控制,从而解决了汽轮机调节阀的汽流激振问题。
1 调节阀内流场分析
调节阀在高温高压的蒸汽条件下工作,其流动为三维、可压缩、粘性湍流流动。
控制方程采用navier-stokes方程,湍流模型选用标准k-ε模型,工作介质为水蒸汽,热力性质参数的计算基于iapws —if97。
调阀升程按实际运行情况选取,相对升程8.3%。
边界条件按实际运行数据给定。
进口条件为,汽流总温406.6℃,总压4.31mpa;出口条件为静压3.11mpa。
壁面采用绝热假定。
对建立的调节阔模型进行计算。
得出了汽流在阀内的流动情况。
对采用改进的钟罩阀和原溢流阀所得出的结果进行比较;并在钟罩阀的基础上,通过改变阀座的装配角度,得出不同的结果进行比较。
2 改进的钟罩阀与原溢流阀比较
已有的研究表明,调节阀内流场的变化主要体现在阀碟下端部与阀座上端部构成的渐缩通道和阀座通道固定的喷管喉部两个位置。
当蒸汽流入这部分时,随着流通面积的减少,静压迅速降低,压力势能转化为动能,速度增加。
在流入阀座的扩压段后,静压又会逐渐地增加至阀门出口,这种流动情境况在本次研究的两种阀内的流场数值模拟结果相吻合。
对原溢流阀进行模拟,由于调阀升程较小,调阀内的流动呈现
高速的自由射流。
汽流在阀碟端部出现分离,有一部分汽流上扬流向阀碟的内部空腔。
并且在离进气侧的远端尤为明显。
调节阀运行过程中,这部分非对称的汽流涡动不断冲刷阀碟内部,在顶端阀杆和阀碟的连接部位,汽流发生碰撞滞止,产生汽流激振,有可能诱发阀体纵向的振动。
汽流的对撞、滞止造成压力的波动是诱发阀碟振动的主要原因。
此外,在汽流涡团切向力及附面层流体粘性的作用下,非稳定汽流涡团还有可能带动阀碟一齐周向转动。
在现场拆卸下来的阀座也发现有明显的转动磨损,与模拟结果分析结论吻合。
从钟罩阀内部流场的纵剖面图和阀碟位置的横剖面图可以看出,钟罩阀的阀座填充掉了阀碟内部的空腔,消除了原溢流阀汽流上扬的情况;其下部设计有尾锥,补充了常规调节阀阀碟下面的“空穴区”。
阀座上的导流箭板抑制了涡流的形成。
阀座填充块的下方尽管也存在小的涡流。
但是阀座牢牢地固定在阀壳上,不会在周向和轴向产生振动。
另外,从两种阀纵剖面ma数的分布来看,ma数的最大值均出线在阀碟下方与阀座喉部之间的位置。
钟罩阀最大ma数为0.7936,而溢流阀的最大ma数为0.947,明显大于前者,流动损失更太。
从整个流场ma数的分布来看,溢流阀也都大于钟罩阀。
可见钟罩阀的稳定性和原溢流阀相比,得到了显著的改善。
在升程相同的情况下,蒸汽在原溢流阀和钟罩阀内通过的流量
分别为58.67kg/s和42.13kg/s,这种流量减小,是由于钟罩阀的阀碟是由三块筋板固定在阀座上,这样就减少了阀的有效流通面积,使钟罩阀的通流能力有所降低,但改善流动,减小气流激振,使机组安全运行更有保证,是主要解决的问题。
钟罩阀的改进主要体现在闽座结构的改变。
钟罩阀的阀座上有三根筋板,是均布在圆周上的。
设计中要求装配时其中一根筋板正对进气口。
本文将阀座在设计的基础上周向偏转600进行模拟计算,与原设计方案进行比较。
改变后的钟罩阀流堆为42.4kg/s,与原设计方案相差不大。
经过比较,在阀座偏转后,正对进气侧的流通部分存在两个明显的涡流,构成了不稳定的因素。
改变后的钟罩阀内,ma数最大值为0.925,整个流场ma数的分布均大于原设计方案。
与原溢流阀相近。
可见阀座偏转后,虽然蒸汽流量相差不大。
但是不稳定因素增多,并不可取。
3 结论
钟罩阀是针对原溢流阀在现场运行时出现的问题,进行具有针对性的结构改造后的产品。
通过对其和原溢流阀以及改变阀座装配位置3种流动模拟计算的结果比较,得出以下结论:
1)原溢流阀阀碟内部有空腔。
阀碟端部汽流会流入空腔,对阀碟造成冲击。
流入空腔的汽流还伴有涡流的存在,这些都是造成阀体振动的重要原因;
2)钟罩阀的运行稳定性比原溢流阀有了显著的提高。
阀座的结
构改造,减少了诱发阀体振动的影响因素。
尤其在小升程、小流量的控制上具有优越性;
3)钟罩阀与溢流阀相比,在相同的提升行程时,由于有效面积较小,因此流量较小;
4)钟罩阀内阀座的周向装配位置会影响汽流在阀内的流动。
要求安装时,其中一根筋板正对进气口。
参考文献
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