大型汽轮机长叶片全工况动应力数值计算及试验研究

来源：上海理工大学学报杂志2023年第6期北京时间：

作者：关淳，杨其国，李宇峰，马义良，曹登庆，梁天赋

单位：哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨 150046,上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093,哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨 150046,哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨 150046,哈尔滨工业大学 航天学院，哈尔滨 150001,哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨 150046

摘要：针对当代大型汽轮机全工况灵活性运行关注的突出问题，以哈尔滨汽轮机厂有限责任公司1000 MW等级空冷汽轮机低压末级叶片为研究对象，提出了一种长叶片动应力仿真分析方法。结合长叶片动态试验，论证了计算方法的有效性。理论分析表明，汽轮机低负荷运行工况下流动分离引起叶片表面涡激效应是叶片动应力增加的重要因素。从工程应用的角度出发，将气动流场叶片表面压力脉动值作为结构场激振力的激振因子，进而计算分析叶片在不同工况下的动应力是可行且有效的。经过多方案比较，仿真计算与试验结果取得了很好的一致性。叶片仿真和动态试验的结果表明，末级叶片最大动应力出现在20%负荷附近，叶身动应力峰值约为许用值5%，具有足够的耐振强度和安全裕度，能很好满足大型汽轮机全工况灵活性安全可靠运行要求。

关键词：全工况;长叶片;动应力;激振因子;动态试验

基金资助：国家重点研发计划项目（2020YFB1506702-03）