喷雾降温对燃气轮机涡轮叶片损伤的影响

作者：肖旺; 方勇; 黄忠胜; 陈成

来源：热能动力工程, 2020, 35(03): 73-80.

DOI：10.16146/j.cnki.rndlgc.2020.03.010

• 燃气轮机
• 高温叶片
• 喷雾冷却降温
• 损伤评估
• 蠕变与疲劳

建立了燃气轮机高温涡轮叶片损伤评估模型,包括热力学性能计算模型、应力评估模型、热评估模型和交互损伤分析模型,无法测量参数由热力学性能计算模型计算,作为应力评估模型和热评估模型的输入。根据蠕变与疲劳损伤模型分析结果,对进气道内使用喷雾冷却降温的燃气轮机高温涡轮叶片进行损伤评估,比较了燃气轮机在不同转速以及负荷下,使用喷雾冷却系统前后,高温涡轮叶片损伤的变化,定量评估喷水量对高温叶片寿命的改善。结果表明:启用喷雾冷却系统可以大幅减小因蠕变造成的叶片损伤,在低负荷(30%)时损伤减小的幅度尤为明显,其预期寿命从40 000 h延长到50 000 h以上,可以大幅延长叶片的使用寿命;在夏季运行时(53%负荷),如果以减少蠕变损伤为目标,可以考虑增加喷水量,从40%～100%,叶片各级蠕变损伤最高可减小13.5%。

• 单位
  中国船舶重工集团公司第七〇三研究所