燃氣輪機排氣煙道內(nèi)部流場模擬與流動阻力分析

方 偉，梁松彬，任建興

(上海電力學(xué)院能源與環(huán)境工程學(xué)院，上海 200009)

燃用天然氣和燃煤的燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組已成為中國電力工業(yè)中的一個重要組成部分.2006年我國開始組裝9E機組，并在同年投入試運行.現(xiàn)在更大型的9FA機型也在國內(nèi)得到廣泛應(yīng)用.

但是，在燃氣輪機的大型化過程中也出現(xiàn)了一些需要解決的技術(shù)問題，其中，作為連接燃氣輪機和余熱鍋爐的必不可少的組件，過渡煙道的金屬風道長期在高溫、高速、大流量的環(huán)境下，劇烈振動對風道的穩(wěn)定和壽命都有很大的不利影響.漏風會減少余熱鍋爐的有效熱利用率，降低機組的效率.因此，研究過渡煙道內(nèi)部流場與流場阻力顯得十分重要.

1 過渡煙道的結(jié)構(gòu)對流體速度均勻性的影響

過渡煙道的特殊位置決定了其特殊的結(jié)構(gòu)形式，圖1顯示的是過渡煙道的截面形狀.燃機排氣口與鍋爐受熱面尺寸相差較大，中間需要有過渡煙道相連.過渡煙道連接著燃氣輪機的出口，高溫高壓的煙氣，開始在漸擴段射流，在這里壓力和速度發(fā)生陡然變化.這種變化對高溫下風道的影響是不利的，會產(chǎn)生劇烈的振動和明顯的熱脹.高頻的振動對機組的可靠性影響較大.這些都是由于煙氣在各個方向上的速度梯度不均勻，造成了壓力梯度的不同引起的.因此，改變速度的不均勻性，對于減少振動也是有利的.

圖1 過渡煙道的截面形狀

隨著燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組的大型化，燃……