【摘要】：鍋爐給水泵屬于火電機(jī)組水系統(tǒng)關(guān)鍵部件,將除氧器、儲(chǔ)水箱內(nèi)具有一定溫度、除過氧的給水、提高壓力后輸送給鍋爐,為鍋爐提供穩(wěn)定的給水壓力和流量,滿足鍋爐用水需求。350MW以上超(超)臨界火電機(jī)組快速發(fā)展對(duì)鍋爐給水泵的安全性、穩(wěn)定性、效率提出了更高的要求。一旦鍋爐給水泵在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障,將造成機(jī)組停機(jī),并給電廠造成重大經(jīng)濟(jì)損失。本課題根據(jù)某企業(yè)關(guān)于鍋爐給水泵的研發(fā)需求,對(duì)葉輪和導(dǎo)葉等水力部件,及軸向力平衡機(jī)構(gòu)等主要部件分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。在完成DG80-100型鍋爐給水泵的水力和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以后,采用數(shù)值模擬對(duì)該泵的外特性進(jìn)行預(yù)測(cè),并通過試驗(yàn)驗(yàn)證外特性預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性,從而在數(shù)值仿真環(huán)境下對(duì)DG80-100鍋爐給水泵的一些特性進(jìn)行分析研究。論文具體內(nèi)容如下:1)根據(jù)企業(yè)設(shè)計(jì)參數(shù)要求,按照比較可靠的速度系數(shù)法進(jìn)行葉輪和導(dǎo)葉等水力部件進(jìn)行設(shè)計(jì),并繪制出葉輪和導(dǎo)葉的水力設(shè)計(jì)圖;參照典型軸向力平衡機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì)符合鍋爐給水泵使用要求的平衡結(jié)構(gòu),提出了DG80-100型鍋爐給水泵結(jié)構(gòu)方案并繪制出裝配圖。2)根據(jù)設(shè)計(jì)的DG80-100型鍋爐給水泵水力模型,利用相關(guān)軟件對(duì)葉輪、導(dǎo)葉、進(jìn)口流道以及出口流道等流體域進(jìn)行實(shí)體三維建模,并采用實(shí)體貼合技術(shù)良好的非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格完成流體域的網(wǎng)格劃分,預(yù)測(cè)DG80-100型鍋爐給水泵的水力性能,利用試驗(yàn)驗(yàn)證數(shù)值仿真的正確性,并在此基礎(chǔ)上分析不同工況下泵內(nèi)流場(chǎng)的壓力、速度分布變化規(guī)律,為鍋爐給水泵性能的改進(jìn)提供參考。通過計(jì)算得到該泵內(nèi)部流動(dòng)特性可知,所進(jìn)行的水力計(jì)算模型與試驗(yàn)結(jié)果比較吻合,說明仿真計(jì)算模型可以如實(shí)反映該泵的真實(shí)工作情況;通過內(nèi)部流動(dòng)分析可知,該泵內(nèi)部流動(dòng)規(guī)律合理且水力設(shè)計(jì)正確,能夠滿足所需設(shè)計(jì)參數(shù)要求。3)以第三章的流場(chǎng)分析結(jié)果為基礎(chǔ),判斷DG80-100型鍋爐給水泵所設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和材料是否合理,需要對(duì)該泵轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行流-固-熱耦合分析。首先對(duì)該泵轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行流-熱耦合分析,得到其在輸送高溫介質(zhì)時(shí)內(nèi)部的溫度場(chǎng)。建立轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的實(shí)體模型,將與之對(duì)應(yīng)的流場(chǎng)分析結(jié)果耦合到實(shí)體模型的表面,添加介質(zhì)溫度因素,從結(jié)果中可知泵轉(zhuǎn)子系統(tǒng)內(nèi)部溫度分布比較合理且溫差變化較小;其次對(duì)其轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行流-固-熱耦合分析,將上述計(jì)算所得的該泵轉(zhuǎn)子系統(tǒng)內(nèi)部流場(chǎng)和溫度場(chǎng)加載在固體結(jié)構(gòu)中,從而獲得溫度場(chǎng)和流場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子固體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和應(yīng)變,通過計(jì)算可知所設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理,選材正確。4)將DG80-100型鍋爐給水泵轉(zhuǎn)子系統(tǒng)作為研究對(duì)象,分析無預(yù)應(yīng)力和有預(yù)應(yīng)力兩種情況下該泵的轉(zhuǎn)子動(dòng)力特性,使用WORKBENCH軟件計(jì)算泵轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速,結(jié)果表明轉(zhuǎn)子的激振頻率能夠避開共振的固有頻率。
【圖文】：

圖 1.1 火電站汽水系統(tǒng)300MW 的發(fā)電機(jī)組國(guó)內(nèi)很多火電建設(shè)中對(duì)國(guó)外進(jìn)口鍋爐給水泵依賴程度較高，其關(guān)鍵技術(shù)掌握在國(guó)外若干廠家和國(guó)內(nèi)少數(shù)廠家。國(guó)外廠家如日本三菱重工、美國(guó) FLOWSEVERPUMP 等都在高參數(shù)鍋爐給水泵技術(shù)的研發(fā)上走在世界前列[2]；國(guó)內(nèi)廠家如沈陽水泵股份有限公司、鄭州電力機(jī)械廠也有一定的加工制造能力，，但跟國(guó)外成熟的技術(shù)仍然有一定的差距。本文以 DG80-100 型鍋爐給水泵為研究對(duì)象，圍繞鍋爐給水泵可靠穩(wěn)定運(yùn)行展開研究。從溫度、軸向力、以及軸系動(dòng)態(tài)平衡角度探尋保證鍋爐給水泵穩(wěn)定運(yùn)行的措施，反饋指導(dǎo)鍋爐給水泵設(shè)計(jì)及制造。鍋爐給水泵作為電廠水系統(tǒng)的重要單元，保證其可靠穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析1.2.1 鍋爐給水泵的發(fā)展概述

圖 1.2 課題研究主要問題關(guān)于鍋爐給水泵的參數(shù)要求，參考度系數(shù)和相似換算進(jìn)行多組數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)。參照同類鍋爐給水泵，提出裝配圖設(shè)計(jì)。-100 型鍋爐給水泵的水力設(shè)計(jì)，建立流區(qū)域流體為研究對(duì)象，利用廣泛爐給水泵的水力設(shè)計(jì)起到反饋指導(dǎo)爐給水泵抽送高溫介質(zhì)將產(chǎn)生軸、中現(xiàn)象。為了避免軸承卡死或密封。因此有必要結(jié)合前面已經(jīng)完成的點(diǎn)分析，使用 ANSYS Workbench與流-固-熱耦合分析，驗(yàn)證 DG80
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM623.2

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本文編號(hào)：2597289