发电技术 ›› 2021, Vol. 42 ›› Issue (4): 464-472.DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.21067
收稿日期:
2021-05-28
出版日期:
2021-08-31
发布日期:
2021-07-22
通讯作者:
徐钢
作者简介:
王玉亭(1997), 男, 本科生, 研究方向为火电厂冷端综合优化, 18678515021@163.com基金资助:
Yuting WANG(), Yanqi CHEN, Gang XU(
), Heng CHEN
Received:
2021-05-28
Published:
2021-08-31
Online:
2021-07-22
Contact:
Gang XU
Supported by:
摘要:
针对河北某电厂600 MW湿冷机组,运用ANSYS Fluent软件对汽轮机排汽通道流场进行数值模拟。研究发现:在原设计下,由于排汽缸轴向排汽及凝汽器接颈存在扩散角,排汽通道内出现了较大的低速漩涡区域,对凝汽器换热性能具有负面作用,而给水泵汽轮机排汽对低速漩涡区域具有一定的补充作用,能够一定程度上改善流场。针对这种现象,通过设计导流结构,对排汽通道流场进行了优化,结果表明:经过流场优化后,机组排汽在主凝结区最上层管束平面处的流速均匀性得到了显著提升,从而有利于提高凝汽器换热系数、降低机组背压、提升机组发电效率。
中图分类号:
王玉亭, 陈彦奇, 徐钢, 陈衡. 大型燃煤电站汽轮机排汽通道结构优化研究[J]. 发电技术, 2021, 42(4): 464-472.
Yuting WANG, Yanqi CHEN, Gang XU, Heng CHEN. Study on Structure Optimization of Exhaust Steam Passage of Steam Turbine in Large Coal-fired Power Station[J]. Power Generation Technology, 2021, 42(4): 464-472.
内缸 | 内导流环 | 外缸 | 外导流环 | |||||||
直径 | 高度 | 直径 | 高度 | 直径 | 高度 | 直径 | 高度 | |||
3 260 | 7 721 | 8 90 | 7 721 | 3 454 | 7 721 | 4 657 | 7 721 |
表1 排汽缸几何结构
Tab. 1 Exhaust hood geometry mm
内缸 | 内导流环 | 外缸 | 外导流环 | |||||||
直径 | 高度 | 直径 | 高度 | 直径 | 高度 | 直径 | 高度 | |||
3 260 | 7 721 | 8 90 | 7 721 | 3 454 | 7 721 | 4 657 | 7 721 |
低压加热器 | 给水泵汽轮机排汽口 | 减温减压装置进汽口 | 最上层管束平面 | |||||||
直径 | 高度 | 直径 | 高度 | 直径 | 高度 | 高度 | ||||
1 860 | 1 920 | 2 100 | 1 945 | 820 | 1 920 | -850 |
表2 凝汽器接颈内构件结构
Tab. 2 Internal component structure of condenser throat mm
低压加热器 | 给水泵汽轮机排汽口 | 减温减压装置进汽口 | 最上层管束平面 | |||||||
直径 | 高度 | 直径 | 高度 | 直径 | 高度 | 高度 | ||||
1 860 | 1 920 | 2 100 | 1 945 | 820 | 1 920 | -850 |
进口尺寸/mm | 高度/mm | 出口尺寸/mm | 扩散角/(°) |
6 680×7 580 | 4 622 | 10 892×7 580 | 62.5 |
表3 凝汽器接颈几何结构
Tab. 3 Condenser throat geometry
进口尺寸/mm | 高度/mm | 出口尺寸/mm | 扩散角/(°) |
6 680×7 580 | 4 622 | 10 892×7 580 | 62.5 |
参数 | 原结构 | 优化方案 |
静压恢复系数 | 0.216 | 0.176 |
总压损失系数 | 0.502 | 0.593 |
均匀性系数 | 0.607 | 0.705 |
表4 优化前后流场特性指标对比
Tab. 4 Comparison of flow field characteristic indexes before and after optimization
参数 | 原结构 | 优化方案 |
静压恢复系数 | 0.216 | 0.176 |
总压损失系数 | 0.502 | 0.593 |
均匀性系数 | 0.607 | 0.705 |
工况 | 给水泵汽轮机排汽量/(t/h) | 主汽排汽量/(t/h) |
阀门全开工况 | 65.167 | 1 109.332 |
额定工况 | 69 | 1 153.9 |
表5 阀门全开工况与额定工况排汽量对比
Tab. 5 Comparison of exhaust volume between valve in full open condition and rated condition
工况 | 给水泵汽轮机排汽量/(t/h) | 主汽排汽量/(t/h) |
阀门全开工况 | 65.167 | 1 109.332 |
额定工况 | 69 | 1 153.9 |
温度/℃ | ≤20 | 100 | 150 | 200 |
许用应力/MPa | 113 | 113 | 113 | 105 |
表6 导流板在各温度下的许用应力
Tab. 6 Allowable stresses of guide plate at various temperatures
温度/℃ | ≤20 | 100 | 150 | 200 |
许用应力/MPa | 113 | 113 | 113 | 105 |
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