[发明专利]基于CFD分析确定汽轮机叶片防蚀片形状尺寸的方法

说明书

本发明提供基于CFD分析确定汽轮机叶片防蚀片形状尺寸的方法，属于汽轮机技术领域。本发明首先进行包括建模与网格划分的前处理：基于低压缸通流图建立末级几何模型，将建立的末级几何模型导入网格划分软件进行结构化网格的划分；然后利用求解器进行求解，得到收敛到稳定的模型；最后进行结果分析：应用后处理POST软件，观察末级叶片的流动情况，结合末级叶片表面、子午面的马赫数云图，以及末级动叶片表面的湿度分布来综合确定末级叶片应安装的防蚀片形状、尺寸。本发明解决了现有汽轮机叶片防蚀片形状尺寸确定主要依靠经验，形状尺寸确定不够精准，导致防蚀效果较差的问题。本发明可用于汽轮机末级动叶片防蚀片的设计。

技术领域

本发明涉及确定汽轮机叶片防蚀片形状尺寸的方法，属于汽轮机技术领域。

背景技术

随着火电机组灵活性的不断增强，多工况、回热、供热等运行方案将会成为电厂汽轮机发电的趋势，末级叶片的水蚀情况也趋于严重，目前针对湿度较大的末级叶片，主要的防护措施是在动叶片上镶嵌司太立合金的防蚀片。但是对于防蚀片的形状、大小及在末级动叶片的镶嵌位置的确定，主要是依靠工程师经验。有些汽轮机的运行工况与以往存在很大差别，这造成工程师的经验失效，导致叶片因水蚀结垢甚至断裂。

发明内容

本发明为解决现有汽轮机叶片防蚀片形状尺寸确定主要依靠经验，形状尺寸确定不够精准，导致防蚀效果较差的问题，提供了基于CFD分析确定汽轮机叶片防蚀片形状尺寸的方法。

本发明所述基于CFD分析确定汽轮机叶片防蚀片形状尺寸的方法，通过以下技术方案实现：

(1)进行包括建模与网格划分的前处理：

首先基于低压缸通流图建立末级几何模型，然后将建立的末级几何模型导入网格划分软件进行结构化网格的划分；

(2)利用求解器进行求解：

将叶片的网格文件导入ANSYS CFX软件中，进行模型设置、参数设置，ANSYS CFX是一款CFD软件；采用ANSYS CFX自带的求解器，对求解器设置离散格式、收敛因子后进行迭代求解计算；得到收敛到稳定的模型；

(3)进行结果分析：

应用ANSYS CFX自带的后处理POST软件，观察末级叶片的流动情况，结合末级叶片表面、子午面的马赫数云图，以及末级动叶片表面的湿度分布来综合确定末级叶片应安装的防蚀片形状、尺寸。

本发明最为突出的特点和显著的有益效果是：

本发明所涉及的基于CFD分析确定汽轮机叶片防蚀片形状尺寸的方法，基于CFD分析能够为汽轮机组的末级叶片提供简洁精准有效的防蚀片设计。发明效果具体如下：

1.确定的形状尺寸非常精准，防蚀效果提升2倍。

2.提高了效率。利用CFD计算分析，选出最佳设计，相比依靠工程师经验人工确定，省时省力，大大提高了工作效率，具有较好的应用前景和经济价值。

3.增加了安全性。可以有效减少低压末级动叶片因水蚀结垢导致的断裂，提高了安全性。

4.降低了成本。采用本发明效率大大提高，从而降低了生产成本，同时减少了质量事故成本。

附图说明

图1为本发明流程图；

图2为本发明实施例中末级静叶片实体图；

图3为本发明实施例中末级动叶片实体图；

图4为本发明实施例中末级静叶片网格划分示意图；

图5为本发明实施例中末级叶片根截面的马赫数云图；Mach Number表示马赫数；