1000MW级超超临界给水泵流态分析及性能预测

摘要

大容量高参数给水泵是1000 MW等级火电超超临界机组中的关键辅机,流场结构复杂,建模计算难度大。水泵内部流动特性对其水力性能的发挥起决定作用,在设计时应充分分析水泵内部流动特性。该文通过对一台电站调速给水泵进行内部流态分析,建立了水泵流道全三维模型,完成了离散模型的网格无关性分析。基于N-S方程采用κ-ε湍流模型对其进行数值模拟,从计算结果中提取水泵核心零件内部流场的压力、速度云图及湍流涡结构,对泵内流体出现的流动状态做出阐释。同时,预测出给水泵的流量-扬程、流量-效率外部性能曲线,将预测结果与工厂真实试验数据进行对比,得到具体误差范围。结论:该水泵叶轮、导叶内压力分布较为均匀,整体流动状态良好;叶轮和导叶内均存在少量不稳定涡结构,表明了高速高压多级给水泵内部流动的复杂性,首级叶轮内不稳定涡较少,导叶内涡黏性较低,内部能量损失稍大;预测数值与实测试验数据吻合良好,扬程相对误差值小于3%,效率相对误差小于4.5%。