大功率燃气轮机关键轴承采用压缩气体辅助密封,密封气冷却器使用海水作为冷却介质,在某些特定工况有海水渗漏进入滑油系统进而损伤核心机的风险。本文针对上述隐患提出优化改造,并系统阐述将密封气海水冷却改造为风冷的技术方案:利用风冷器、变频器、中央控制系统等设备,借助原有通讯经PID调节控制,实现空气冷却器风机的自动变频控制和温度保护启停,解决环境温度和机组负载对冷却器温度控制的波动影响,最终实现对燃气轮机轴承密封气风冷系统恒温控制,解决限制其稳定运行的关键难题。

为研究典型迷宫-刷子密封结构的泄漏特性,搭建了研究密封泄漏特性的试验平台,进行了变高低齿齿隙、变刷子间隙、变压比、变转速等泄漏特性试验。试验结果表明:迷宫-刷子密封的流量系数随着刷子密封的相对间隙增大而增大,且增大到某一值时(0.7~0.8)与原常规的迷宫式密封流量系数相同;相同的刷子密封间隙下,流量系数随着压比的增大而降低;密封流量系数随着转速的升高略有下降。试验结果对迷宫-刷子密封在燃气轮机上的应用具有重要指导价值。

流体密封技术是燃气轮机设计的重要部分之一,被用于减少泄漏和提高燃气轮机的效率。在传统迷宫密封结构的基础上,设计一系列具有旋向槽的密封叶片,对级间射流进行分流和导向,以降低环流速度,从而获得一种动力学性能更优的旋向槽-迷宫密封结构。通过Fluent求解新结构与传统结构的流场,并对其动力学特性与泄露性能进行对比分析。结果表明:旋向槽的添加可以大幅降低工质的环流速度,在齿顶间隙与腔室内分别可获得约44.47%、71.56%的降幅;相比传统迷宫密封,旋向槽-迷宫密封可获得约4.2%的直接刚度提升与33.4%的交叉耦合刚度降低,但同时会带来3.2%的泄漏量提升;旋向槽周向宽度0.6°、深度6 mm、轴向偏转角60°并在周向均布16个时,能获得较好的动力学特性与尽可能低的泄露量。

国内某燃气轮机电厂进行了首轮国产化尾筒密封件试制,其目的是打破OEM厂家技术垄断,推进燃气轮机热部件国产化技术,节省企业运维成本。实验件针对进口原件进行了部分改进并挂机实验,经过一段时间运行后,实验件损坏严重,不可继续使用。本文通过对实验件缺陷分析及与同批次原件对比分析,判定了损坏原因,通过金相分析和工艺改进,针对性提出了改进方案。在总结了首轮挂机实验经验教训后,进行了新一轮实验件制造,择机继续进行挂机实验,持续推进燃机国产化技术实践与研究。

为防止燃气入侵涡轮盘腔,提高运行安全性,对盘腔和轮缘密封间隙内非定常流动机理进行了深入研究。采用数值求解三维URANS(Unsteady Reynolds Averaged Navier-Stokes)和SST湍流模型的方法,研究了涡轮径向轮缘密封的非定常燃气入侵和封严效率。数值计算的径向轮缘密封的封严效率和环量比与实验数据吻合一致,验证了数值方法的可靠性。分析了6种冷气流量下径向轮缘密封的非定常压力分布、封严效率和燃气入侵与冷气出流特性。研究表明:冷气流量的增加阻止了径向轮缘密封处的燃气入侵和强化了冷气出流,径向轮缘密封盘腔内的封严效率随着冷气流量的增加而增加;动盘附近的封严效率高于静盘;入侵燃气基本被限制在径向轮缘密封的间隙区域。径向轮缘密封间隙出口处的主流周向时均压力随着冷气流量的增加而增加,周向时均压力最大值与最小值的差值随着冷...

某燃气轮机机组使用驻极体空气过滤器作为末级过滤,一段时间后出现效率曲线快速下降、压气机水洗频率增加等异常。基于EN 779—2012标准,在EN3600实验台等试验设备上设计了褶尖检测试验和多工况效率试验。结果表明,驻极体空气过滤器静电效应随使用时长增加下降过快;对于需长期连续使用的过滤系统末级,在静电电荷逸失较快的问题未得到改善之前,应慎重选用驻极体过滤器。研究结果可为相关从业人员的设计、选型和科研提供参考。

对燃气轮机红套轮盘结构进行分析,利用有限元计算方法研究红套轮盘结构中间轴、轮盘摩擦力计算、叶轮设计、轮盘配合面设计原则、过盈量计算方法,通过深入讨论和分步验证,并通过企业的应用表明了该算法的正确性和有效性,达到了燃机红套轮盘结构设计过程精确、高效地目的。

介绍了新型燃气轮机主要部件的有限元模拟的强度和振动计算过程，以及为保证其设计寿命，如何借鉴成功经验及正确选择安全系数的方法。

针对30MW燃气轮机钛合金轮盘枞树型榫槽,通过机床选用,设计合理夹具、拉刀,成功实现榫槽的拉削。

重型燃机转子压气机轮盘榫槽为燕尾型轮槽,位置复杂、精度高,现有工艺及检测手段无法实现其加工后基点位置检测的问题,文中通过设计测量榫槽径向基点中燕尾槽与转子轴线倾角与轮盘辐射线位置度的综合量具,解决了基点位置的测量问题。