苟慧智，王 信，张 磊

(1.中国国电集团公司，北京 100034；2.华北电力大学，河北 保定 071003)

2017-06-02

苟慧智(1980-)，男，高级工程师，主要从事发电企业管理与经济运行研究工作 。

电站轴流风机动叶异常偏转及失速状态下的叶轮应力特性分析

苟慧智1，王 信2，张 磊2

(1.中国国电集团公司，北京 100034；2.华北电力大学，河北 保定 071003)

基于N-S方程和Realizable k-ε湍流模型，采用数值计算方法模拟了某电站轴流风机相邻两动叶+9°异常偏转及失速工况下叶轮内部的非定常流场特征，并研究了动叶异常偏转及失速工况下的叶轮应力特性，研究结果表明，失速发生后，叶轮流道内产生一个大约占据一半流道的完整失速团；+9°异常偏转叶片能够减弱失速团带来的气动载荷扰动，但最大等效应力值增加幅度较大，降低了叶轮的安全系数；旋转失速发生后，正常叶轮和异常叶轮的最大等效应力均小于屈服强度，未达到屈服状态。

轴流风机；数值模拟；流固耦合；应力特性

1 概述

轴流风机是电站常用的轴流增压式叶轮机械，是电厂的重要设备之一，其中动叶可调式轴流风机因其变工况调节效率高、运行稳定、容量大等优点得到了广泛的应用。电厂运行工况的复杂性和多变性经常导致风机出现诸多问题，其中风机在大流量工况调整动叶安装角的过程中，经常会发生一个或多个安装角的漂移，导致动叶调整不同步，从而影响了轴流风机的性能和效率[1-2]。运行实践表明，动叶角度的异常偏转会不同程度的影响风机的失速特性，而风机在失速状态下长期运行会导致叶片出现裂纹、磨损甚至断裂[3-4]。……