1 設(shè)備概述

某電廠一期汽輪機(jī)為上海汽輪機(jī)廠與德國(guó)西門子公司聯(lián)合設(shè)計(jì)制造的超超臨界汽輪機(jī)，型號(hào) N660-28/600/620，低壓加熱器為上汽輔機(jī)廠生產(chǎn)的 JD-1250型管式換熱器，回?zé)嵯到y(tǒng)配置3臺(tái)高壓加熱器、1臺(tái)除氧器、4臺(tái)低壓加熱器。7號(hào)低加殼程工作壓力為0.0376MPa，殼程工作溫度為74.4℃，8號(hào)低加殼程工作壓力為0.0186MPa，殼程工作溫度為58.5℃，配置 VAGAFX65型導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)。測(cè)量管路敷設(shè)如圖1。

機(jī)組運(yùn)行期間7號(hào)、8號(hào)低加液位測(cè)量經(jīng)常出現(xiàn)液位大幅度波動(dòng)有0~200mm 左右，尤其在機(jī)組變負(fù)荷過程中更加明顯，對(duì)測(cè)量筒進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)每次都有200~300ml 的冷凝水排出。由于殼程抽汽系統(tǒng)經(jīng)常工作在負(fù)壓區(qū)間約30~55kPa(A) 環(huán)境下，因此加熱器殼程基本處于無水的工況，所以測(cè)量筒中

冷凝水現(xiàn)象反映測(cè)量管路的通流存在問題。經(jīng)過對(duì)就地管路溫度的多點(diǎn)測(cè)量，發(fā)現(xiàn)在取樣管路的第三個(gè)彎頭處溫差為5度左右，因此判斷該出可能存在著節(jié)流或堵塞的問題。

 

在火力發(fā)電廠的儀表安裝過程中，諸如此類負(fù)壓測(cè)量管路較多。如凝汽器壓力，低加液位等管路的安裝過程中經(jīng)常出現(xiàn)此類因管路敷設(shè)不合理而導(dǎo)致的測(cè)量問題 [1]，給機(jī)組的運(yùn)行帶來麻煩。而現(xiàn)行的安裝技術(shù)規(guī)范中只給出指導(dǎo)性的要求，具體的敷設(shè)方式，則完全靠安裝技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)和對(duì)流場(chǎng)的認(rèn)知情況來進(jìn)行二次設(shè)計(jì)和施工，因此照搬照抄、人云亦云的現(xiàn)象屢見不鮮，缺乏一種明晰的方法對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的規(guī)范。

 

2 改進(jìn)方法和措施

近年來隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展，基于有限元分析的 CFD 流體仿真技術(shù)融3D 建模和流體仿真技術(shù)于一身，可以對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和優(yōu)化起到重要的指導(dǎo)意義。在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、航空航天設(shè)備研發(fā)方面起到重要的作用。本文另辟蹊徑，采用solidwork 軟件對(duì)液位測(cè)量管路進(jìn)行建模，并應(yīng)用ANSYS FLUNT 仿真軟件對(duì)測(cè)量管路的流場(chǎng)進(jìn)行了可視化的分析，通過流場(chǎng)分析基本驗(yàn)證了之前的推斷，通過對(duì)管路進(jìn)行改造解決了流場(chǎng)中的低流速和不均勻的問題，改造后液位測(cè)量準(zhǔn)確，未再出現(xiàn)測(cè)量筒積水引起的液位波動(dòng)問題。具體過程如下 ：

3D 建模。使用 Solidweok 軟件對(duì)測(cè)量管路進(jìn)行近似建模，考慮閥門的尺寸較小，使用管路對(duì)其進(jìn)行替代，主要利用制圖軟件的草圖工具和特征工具對(duì)實(shí)體進(jìn)行建模。

利用 ansys flunt 軟件進(jìn)行模型導(dǎo)入和網(wǎng)格劃分及網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量檢查 [2]。通過流場(chǎng)仿真可以看出，在水側(cè)第三個(gè)彎頭處壓力場(chǎng)變化較大且出現(xiàn)了強(qiáng)烈的變化，因此判斷出現(xiàn)了節(jié)流，通過溫度場(chǎng)分布可以看出此區(qū)域有明顯的的溫度梯度，因此判斷此處通流存在問題。通過圖7可以看出，測(cè)量筒上下部基本處于同一壓力場(chǎng)中、并且無劇烈的壓力變化梯度出現(xiàn)，因此通流順暢測(cè)量基本準(zhǔn)確。

 

3 結(jié)語

通過上述的分析可以看出，經(jīng)驗(yàn)判斷的結(jié)論得到了驗(yàn)證，通過流場(chǎng)分析直觀的看出管路設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題。該方法雖在操作上對(duì)技術(shù)人員的計(jì)算機(jī)技術(shù)提出較高要求，但對(duì)熱工取樣和管路敷設(shè)的二次設(shè)計(jì)及問題的驗(yàn)證，找到了新的方法和手段。