某大型汽轮机组旁排阀流固耦合特性分析

摘要

某1750 MW大型汽轮机组在启动联调期间发生多起由振动引发的旁路调节阀(旁排阀)部件疲劳断裂情况,影响机组的安全运行.本文旨在揭示旁排阀流致振动机理及振动规律,为旁排阀结构优化和运行方式优化提供参考.通过对阀内介质流体动力学仿真分析,发现阀内介质存在明显的旋涡脱落和边界层分离现象,且随着阀门开度变化,流动特性发生显著变化.结合流体、结构动力学仿真结果及振动测试结果,开展了流固耦合综合分析.分析结果表明:阀内漩涡脱落激发的抖振是阀杆及连轴器断裂的主要原因,阀门结构优化改善了介质湍流及旋涡脱落程度,但是阀门在大开度下反复调节流量时,依然会激发阀杆及联轴器较高的振动水平;阀门大开度下激发的涡激共振是紊流罩破坏的主要原因.