设备管理与维修2023№2（上）0引言动叶片是烟气轮机的旋转部件；烟气流向动叶片时，动叶片在压力差的作用下高速旋转，而动叶围带位于动叶片外围，主要作用是控制动叶片叶顶与动叶围带之间的间隙，烟气在叶顶间隙处会发生分离现象，最终气流从吸力面间隙出口处流出，并与烟气主流掺混，形成泄漏流，泄漏流在间隙内部产生的损失和与主流之间的掺混损失，约占烟气轮机气动总损失的1/3[1-2]。目前叶顶间隙设计中仅以轮盘直径为参考基准，采用烟气轮机技术标准中的经验数据作为参考间隙值，见表1。在实际设计中，需确定一个具体的数值作为间隙值，但在一定范围内选择间隙值时界限比较模糊，一般选取确定范围内的中间值作为最终间隙值，该方法会对参数设计的合理性产生一定影响，造成设计的间隙值偏小或偏大，间隙值偏小则会使动叶片与动叶围带发生碰磨现象，影响运行的安全性；间隙值偏大则动叶片顶部的泄漏量会增大，气动损失也就随之增大[3]。本文首先分析动叶片在热—结构耦合作用下的应变分布云图，得出叶顶部位的应变值，其次通过分析动叶围带在热载荷作用下的应变分布云图，得出动叶围带内侧和端面的应变值，最后计算出动叶围带与动叶片之间需预留的最小间隙值，确保烟气轮机在安全运行的前提下，最大程度地减少气动损失。该仿真结果可为烟气轮机的结构设计提供理论依据。1分析方法以1台3000kW功率的烟气轮机作为研究对象，该烟气轮机为单级透平，轮盘直径为700mm，采用轴向进气悬臂转子结构，动叶片叶根采用轴向安装的形式，动叶片旋转工作时，会产生巨大的离心力；动叶片在高温的工作环境中，会因热应力产生热变形。而动叶片内部的温度分布取决于其内部的热量交换，以及动叶片与外部介质之间的热量交换，一般认为是与时间相关的。动叶片内部的热交换采用以下的热传导方程来描述：ρc∂T∂t=∂∂xλx∂T∂x()+∂∂yλy∂T∂y()+∂∂zλz∂T∂z()+Q�（1）其中，ρ为密度，c为比热容，λx、λy、λz为导热系数，T为温度，t为时间，Q为内热源密度。对于各向同性材料，不同方向上的导热系数相同，热传导方程可写为以下形式：ρc∂T∂t=λ∂2T∂x2+λ∂2T∂y2+λ∂2T∂z2+Q�（2）动叶片热固耦合分析时，首先要对动叶片进行热稳态分析，再将计算结果加载到结构分析中，稳态分析时不需要考虑初始条件，只需将换热边界条件设置完整即可。2前期处理2.1建立模型在对动叶片和动叶围带进行数值分析时，先创建三维模型：①建立动叶片模型（图1）；②装配模型...
