基于CFD的蒸汽調節閥流量特性研究之一

2024年12月17日 15:16永嘉順輝自控儀表有限公司點擊量：1

汽輪機進汽機構通過改變進入汽輪機的蒸汽流量或流量參數，從而改變其功率或轉速，以適應不同工況的需要。作為汽輪機進汽機構的重要組成部分，調節閥的氣動性能和安全性能會對整個汽輪機組的經濟性產生直接的影響，因而調節閥的設計一直以來受到設計者的重視［1］。調節閥型腔結構復雜，受研究手段限制，長期以來以理論計算和試驗研究作為主要的研究手段。由于調節閥在不同開啟位置時，其通流面積不是常數，而且閥后壓力又隨閥門開度變化，關系比較復雜，因此通過理論計算準確地得到閥門流量有很大困難，而一些文獻中給出的經驗曲線通常是針對特定的閥門型線，其通用性受到限制，且精度和準確度往往難以達到要求［2］；而通過試驗研究雖可以得出閥門的總體性能，例如流量升程曲線、提升力曲線、閥門損失等特性，但難以了解閥門內部的復雜流動細節。傳統的設計手段從模型設計、加工、試驗到數據轉換直到真實調節閥工作狀態的實物設計完成，整個過程不僅周期長花費大，而且存在不少的不確定性［3］。

近年來，隨著計算流體動力學（CFD）和計算機技術的飛速發展，采用數值模擬手段對其內部的復雜流動進行研究成為可能。數值模擬手段不僅可以節約大量的人力和資金，更可以模擬和捕捉到調節閥真實工作狀況下內部流場以及參數的變化和分布規律，使設計者和科研人員對其內部的復雜流動得到更深層次的認識，進而改進其內部流場結構，降低流動損失，最終改善閥門的調節特性及穩定性能［4］。

1 研究對象

本文以某型汽輪發電機進汽調節閥作為研究對象，通過理論推導并結合數值模擬手段對其進行研究。為滿足發電機組額定參數啟動時對流量微調的要求，本文調節閥閥碟采用梨形閥結構，如圖1所示。該閥在開度較小時，流量變化曲率不大，便于進行低工況時的流量調節。

關鍵詞：調節閥發電機發電機組

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