2.3动叶片采用红旗叶型
在改造机组设计中,高压缸各级直叶片采用公认高效的红旗叶型,其余采用变截面叶片。该组变截面叶片的型线是经过大量的气动性能实验研究后得到的,其气动性能是良好的。
2.4弯扭静叶栅
高压缸静叶全部采用弯扭造型设计,经理论分析和环型叶栅吹风试验证明,采用后加载叶型的静叶栅,其总损失系数比原设计下降25%以上。弯扭静叶片采用精密铸造工艺,叶身与两端围带铸为一体,以加强隔板的刚性。
2.5采用自带围带动叶片
采用自带围带动叶片有以下好处:
a.围带内侧可制成斜面,使子午面流道光滑,减少流动损失。
b.围带外侧可制成平面或城墙状,可增加汽封齿,减少漏汽损失。新设计机组的围带汽封由2道增加到3道或4道。
c.动叶取消拉筋,可减少流动损失。
d.动叶顶部形成整圈联接,便于调频和减少动叶应力,使运行更加安全可靠。 2.6子午面流道光滑
国内外机组的运行经验表明,子午面型线对通流效率会产生很大影响。调整通流尺寸,采用光滑的子午面通道,可使汽缸效率提高2.5%,同时动叶平均直径适当提高,使各级U/Co趋合理。
2.7增大动静轴向间隙
重新调整轴向间隙后,动叶与隔板轴向间隙放大到4mm,使机组的快速启停与调峰性能得到保证。
2.8采用径向汽封
更换转子,采用径向汽封,能很好地解决漏汽量大及动静碰磨等问题,并且对机组调峰时快速启停非常有利。
2.9性能优良的末级叶片
末级668mm长叶片是新一代产品,叶片的强度、振动特性好,气动效率高。叶片改造方案为:静叶出气角沿叶高反扭4°,下部相对径向弯曲,上部为径向,中部略有弯曲。动叶片出气角沿叶高反扭7°,准确地计算出连接件的效应后,使叶片出气角与计算结果相一致。
复合弯扭长叶片级的优越性还在于可以提高根部反动度,从而更加有效地提高级效率。根据全三维分析和多种弯曲静叶栅的吹风试验结果,采用这一匹配将使末级效率提高1.8%,改进后的末级效率比原末级效率提高5.16%,如表1所示。
表1末级叶片效率增益表
改造前结构 |
改造后结构 |
末级效率提高(%) |
等到流型 |
可控涡+弯曲静叶流型 |
1.84 |
静叶亚音速叶型 |
静叶跨音速叶型 |
0.60 |
动叶老叶型 |
动叶新型跨音速叶型 |
1.72 |
功角大 |
攻角小 |
0.40 |
拱型围带漏汽 |
自带围带封汽,紊流损失小 |
0.60 |
总计 |
|
5.16 |
3 机组改造后安全性校核及负荷适应性分析
对各级动静部分的强度进行详细的校核计算,结果表明,机组改造后的高低压缸强度安全可靠,能够保证机组长期安全运行。
a.“鱼头”叶型对进汽攻角的敏感性差,汽流进汽角范围广,在很大负荷范围内叶型损失不增加,流动稳定,不脱流,不增加激波强度,有利于机组安全运行。
b.动、静叶片轴向间隙的增加,使机组的快速启停与调峰得到了保证。
c.668mm新叶片采用可控涡设计,在顶部反动度不超过70%的情况下,可将根部反动度提高到20%以上,不仅大大减小了端部损失,而且在变负荷运行时根部不出现负反动度、大的涡流和超高的激波强度,大大提高了机组对负荷的适应能力。
4 结束语
采用当代汽轮机先进技术对老式机组通流部分进行改造,可大幅度增容降耗,延长机组寿命。对热电联供的电厂,结合通流改造,将机组改造成抽气式机组,可做到少投入,增容降耗,实现热电联供,延长机组寿命,提高机组运行可靠性和负荷适应性。
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