二、排汽缸设计方法的进步.ppt

四、投资回报 功率 末级蒸汽量 排汽余速动能损失 改后压力恢复系数 多回收的排汽动能 降低的热耗 电煤发热量 节煤量g/kwh 300MWh 700 t/h 45 kJ/kg 0.3 15 kJ/kg 35 kJ/kWh 25 kJ/g 1.4 600MWh 1100t/h 15 kJ/kg 27.5 kJ/kWh 1.1 汽轮机低压排汽缸内导流环改造 * 预期收益 注：末级蒸汽量依据制造厂热平衡图数据。 以300MW机组为例，煤耗降低1.4克。按400元煤价，5000发电小时计算，年收益84万元。 投资/收益=4年 投资回报期 五、导流环改造流程及工期 收集图纸、机组运行参数 末级透平、排汽缸图纸 机组运行参数 初步设计 开缸核实装配尺寸确定最终设计 厂家制造、运输 安 装 改造前 性能核算 判断导流环 是否需要改造？ 结 束 15天 15天 4~6天 1~2天 25天 开 缸 约33天 汽轮机低压排汽缸内导流环改造 * 四 结 论 国科工创（北京）科技有限公司 程晓鹏 汽轮机低压排汽缸导流环改造技术介绍 国科工创（北京）科技有限公司 中科院工程热物理研究所 2015年10月 汽轮机低压排汽缸内导流环改造 * 研 发 背 景 排汽缸设计方法的进步 排汽缸改进设计及应用效果 预期收益及客户回收成本 主要内容 导流环改造流程及工期 结 论 汽轮机低压排汽缸内导流环改造 * 蒸汽轮机排汽缸整体布置图 ? 低压排汽缸功能: ? 引导气流从末级透平流向冷凝器 ? 回收透平余速动能，降低透平出口背压 Tindell et.al. 1996 一、研发背景 汽轮机低压排汽缸内导流环改造 * 一、研发背景 汽轮机部件布置 Pc Pc Pc Pc Pc ≠ Pc A: Exhaust Leaving Loss B: Exhaust Internal Loss C: Exhaust Recovered Energy A+B+C: Turbine Leaving Energy D: Turbine Work Gain (relative to Pc) Pc: 冷凝器入口压力 Pc : 透平出口压力 理想情况下 Pc Pc Pc 汽轮机低压排汽缸内导流环改造 * 汽轮机内热力过程线 一、研发背景 实际运行情况下 1000MW机组各部分气动损失[Toshiba,2011] Pc Pc Pc Pc 汽轮机低压排汽缸内导流环改造 * 700MW汽轮机排汽损失约占整个汽轮机损失的15%，在600MW汽轮机中排汽缸内的损失高达整个透平焓降的2%，排汽缸设计存在着改进空间。 据GE的报告：30MW汽轮机设计工况下透平出口余速动能达到750kW，如果回收1/3的余速动能，机组低压缸部分功率提高2.5%，整机功率提高0.8%；（2012） 改造排汽缸是提高汽轮机经济性极具潜力的途径 一、研发背景 汽轮机低压排汽缸内导流环改造 * 一、研发背景 传统排汽缸设计流程 透平叶片综合设计 排汽缸选型 透平功率 末叶高度 末级排汽面积 排汽压力 排汽流量 确定排汽缸结构 强度 校核 气动 校核 综合判定 综合判定 特 点： 1.排汽缸与透平分别设计，为不同设计阶段； 2.排汽缸选型、气动性能评估过程中不考虑上级透平出口流场的影响。 均匀入口假设下 排汽缸设计阶段 透平 设计阶段 汽轮机低压排汽缸内导流环改造 * 一、研发背景 汽轮机低压排汽缸内导流环改造 * 如何获得高性能 的排汽缸？ 二、排汽缸设计方法的进步 汽轮机低压排汽缸内导流环改造 * 计算得到的压力恢复系数随透平出口马赫数的变化 影响因素: ? 不同几何结构 (L-1 、 S-2) ? 入口条件 (均匀入口、非均匀入口) Tindell, et.al., 1996 二、排汽缸设计方法的进步 导流环对低压排汽缸气动性能的影响 汽轮机低压排汽缸内导流环改造 * 模型入口 ?=0?位置总压P0 和气流角? 分布 模型入口 ?=90?位置总压P0 和气流角? 分布 ? 实验工况A: 均匀入口 无滤网和导叶 平均入口速度：62m/s 雷诺数: 2.8 ?105 ? 实验工况B: 非均匀入口 有滤网和导叶 平均入口速