一種小功率汽輪機熱力系統的改進結構的製作方法

2023-06-03 05:04:16

專利名稱：：一種小功率汽輪機熱力系統的改進結構的製作方法
技術領域：
：本實用新型系一種通用機械的改進結構，特別是涉及一種提高3謹W以下小功率汽輪機熱力系統性能的改進結構。(二)
背景技術：
：汽輪機將蒸汽的能量轉換成為機械功的旋轉式動力機械。又稱蒸汽透平。主要用作發電用的原動機，也可直接驅動各種泵、風機、壓縮機和船舶螺旋槳等。還可以利用汽輪機的排汽或中間抽汽滿足生產和生活上的供熱需要。汽輪機是將蒸汽的熱能轉換成機械能的蝸輪式機械。在汽輪機中，蒸汽在噴嘴中發生膨脹，壓力降低，速度增加，熱能轉變為動能。高速汽流流經動葉片時，由於汽流方向改變，產生了對葉片的衝動力，推動葉輪旋轉做功，將蒸汽的動能變成軸旋轉的機械能。汽輪機主要由轉動部分(轉子)和固定部分(靜體或靜子)組成。轉動部分包括葉柵、葉輪或轉子、主軸和聯軸器及緊固件等旋轉部件。固定部件包括氣缸、蒸汽室、噴嘴室、隔板、隔板套(或靜葉持環)、汽封、軸承、軸承座、機座、滑銷系統以及有關緊固零件等。汽輪機主要用途是在熱力發電廠中做帶動發電機的原動機。為了保證汽輪機正常工作，需配置必要的附屬設備，如管道、閥門、凝汽器等，汽輪機及其附屬設備的組合稱為汽輪機設備。來自蒸汽發生器的高溫高壓蒸汽經主汽閥、調節閥進入汽輪機。由於汽輪機排汽口的壓力大大低於進汽壓力，蒸汽在這個壓差作用下向排汽口流動，其壓力和溫度逐漸降低，部分熱能轉換為汽輪機轉子旋轉的機械能。總之，汽輪機設備是以汽輪機為核心，包括凝汽設備、回熱加熱設備、調節和保護裝置及供油系統等附屬設備在內的一系列動力設備組合。正是靠它們協調有序地工作，才得以完成能量轉換的任務。抽汽凝汽式汽輪機C系列為單缸、單軸、抽汽凝汽式汽輪機，進汽參數從2.34Mpa、390。C到8.89Mpa、535。C,分為3MW、6MW、12MW、15MW、25MW、50MW6個類別19個基型。汽輪機轉速為3000轉/分，汽輪機與發電機為剛性直聯。通過對現有技術單缸直聯調整抽汽冷凝式汽輪機氣動分析發覺30匿以下小功率汽輪機的結構尚有進一步提高高壓段效率的需要和可能。該機機型高壓段效率偏低的主要原因是葉片展弦比低、葉片次流損失過大、採用的葉片型線陳舊、調節級噴管、導葉以及壓力級隔板所用的葉片型線流動效率偏低。
實用新型內容本實用新型的目的是，提供一種對30MW以下小功率的汽輪機結構進行改進，以提高其工作效率。本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的-一種小功率汽輪機熱力系統的改進結構，包括動葉片和靜葉柵，其特徵在於提高葉片展弦比，葉片的寬度a比高度b為4.8—5.6;調整葉片的反動度為零；採用後加載葉片型線；調節級噴管採用靜葉柵子午收縮型線；採用分流葉片。本實用新型的優越性和有益效果是所述的提高葉片展弦比，葉片的寬度a比高度b為至4.8—5.6，較現有技術2.4—3.2有明顯提高，降低了次流損失。所述的調整級的反動度，使葉片根部的反動度實際接近於零。所述的採用後加載葉片型線。後加載技術是使葉柵的最大氣動負荷位置明顯向下遊移動，相對於弦長的6070%處，在葉片型線吸力面上的喉部前氣流加速，而在喉部以後適當擴壓。"後部加載"型載荷分布不僅可以推遲轉捩的發生、降低其葉型損失，更重要的在於能夠削弱三維通道的二次流損失，從而較大幅度地降低三維總損失，後加載型線可使葉柵的總損失下降2030%，同時在來流的攻角變化±20°範圍內損失基本不變，其變工況性能良好。所述的調節級噴管採用靜葉柵子午收縮型線，子午收縮調節級靜葉柵主要是在流道曲率最大的地方減小橫向壓力梯度，從而減小葉柵的二次流損失；在斜切部分增加流道的收斂度，以減薄出汽邊背弧的附面層厚度；把氣流擠向葉片根部。本技術可降低靜葉柵損失的2025%,提高級效率1.52%。所述的採用分流葉片，分流葉片由寬的主流葉片代替原來加強筋和窄的靜葉片，並按一定規律排列組合成葉柵，既保證隔板的強度和剛度要求，又使流動損失大幅度降低，分流葉片使汽流在主流葉片後段連續加速，可大幅度地減薄邊界層，使整個葉柵的二次流損失降低，使級的相對內效率提高4%以上。通過以上改進，可以大大提高該機型高壓段相對內效率，降低汽耗和煤耗。如果大量推廣，可以為國家節省大量電煤消耗。利用該種改造技術，對某熱電公司1#機(C6-3.43/0.785型)進行了改造。改造前後的試驗數據及分析如下tableseeoriginaldocumentpage5tableseeoriginaldocumentpage6試驗證明該機型高壓級段的相對內效率相對改造前提高了14.63%，降低汽耗和煤耗。以減少生產成本的方法計算效益，年減少耗煤折合標準煤4500噸，該汽輪機改造項目的經濟效益和社會效益十分顯著。圖1是現有技術小功率汽輪機熱力系統動葉片輪的結構主視圖2是現有技術小功率汽輪機熱力系統動葉片的結構視圖，顯示了2.4—3.2的葉片展弦比；圖3是本實用新型小功率汽輪機熱力系統的改進結構葉片輪的結構主視圖，使葉片根部的反動度實際接近於零；圖4是本實用新型小功率汽輪機熱力系統的改進結構葉片的結構視圖，顯示了4.8—5.6的葉片展弦比。圖中，1.葉片，a.葉片寬度，b.葉片高度。具體實施方式以下結合附圖和實施例，對本實用新型作詳細說明。所述的提高葉片1展弦比至4.8—5.6，較現有技術2.4—3.2有明顯提高，降低了次流損失。所述的調整級的反動度，使葉片l根部的反動度實際接近於零。所述的採用後加載葉片型線。後加載技術是使葉柵的最大氣動負荷位置明顯向下遊移動，相對於弦長的6070^處，在葉片型線吸力面上的喉部前氣流加速，而在喉部以後適當擴壓。"後部加載"型載荷分布不僅可以推遲轉捩的發生、降低其葉型損失，更重要的在於能夠削弱三維通道的二次流損失，從而較大幅度地降低三維總損失，後加載型線可使葉柵的總損失下降2030%，同時在來流的攻角變化±20°範圍內損失基本不變，其變工況性能良好；所述的調節級噴管採用靜葉柵子午收縮型線，子午收縮調節級靜葉柵主要是在流道曲率最大的地方減小橫向壓力梯度，從而減小葉柵的二次流損失；在斜切部分增加流道的收斂度，以減薄出汽邊背弧的附面層厚度；把氣流擠向葉片1根部。本技術可降低靜葉柵損失的2025%,提高級效率1.52%;所述的採用分流葉片1，分流葉片1由寬的主流葉片1代替原來加強筋和窄的靜葉片，並按一定規律排列組合成葉柵，既保證隔板的強度和剛度要求，又使流動損失大幅度降低，分流葉片l使汽流在主流葉片l後段連續加速，可大幅度地減薄邊界層，使整個葉柵的二次流損失降低，使級的相對內效率提高4%以上。權利要求1.一種小功率汽輪機熱力系統的改進結構，包括動葉片(1)和靜葉柵，其特徵在於提高葉片(1)展弦比，葉片(1)的寬度(a)比高度(b)為4.8—5.6；調整葉片(1)的反動度為零；採用後加載葉片型線；調節級噴管採用靜葉柵子午收縮型線；採用分流葉片(1)。專利摘要本實用新型系一種通用機械的改進結構，特別是涉及一種提高30MW以下小功率汽輪機熱力系統性能的改進結構。一種小功率汽輪機熱力系統的改進結構，包括動葉片(1)和靜葉柵，其特徵在於提高葉片(1)展弦比為4.8-5.6；調整葉片(1)的反動度為零；採用後加載葉片型線；調節級噴管採用靜葉柵子午收縮型線；採用分流葉片(1)。通過以上改進，可以大大提高該機型高壓段相對內效率，降低汽耗和煤耗。如果大量推廣，可以節省大量電煤消耗。文檔編號F01D5/14GK201206476SQ200820057448公開日2009年3月11日申請日期2008年4月18日優先權日2008年4月18日發明者劉曙光,周國盈,王凌峰,程代京,程伯鴻,閻新鋒申請人:上海國源電力科技有限公司