Análisis de un álabe en la rueda L-2 de una turbina de vapor de una central termoeléctrica de 350 MW

Abstract

In this work was developed the fluid-dynamic analysis between two mobile blades of a low pressure turbine of a power plant with 350 MW, as a first step in this work, the geometry in a coordinate table machine was made, to be subsequently translated to the analysis programs. The programs that were used are Gambit ®, Fluent ®, ANSYS ® and the EES ®. The fluid-dynamic analysis permitted to determine the pressure and velocity distribution in the pass flow zone, which were used in the ANSYS program to determine the stresses concentration in the blade, to compare the results with the hypothesis established in this work. To give compliance to the planned objectives in this work were made mesh discretizations with different densities and using the method solution in each of them, similar results were found to the operations parameters of this power plant. This allowed the use of the pressure values obtained in the ANSYS ® program and get on this basis, the concentrations of blade stresses. In this program was selected the element SOLSH190, wish provides 8 degrees of freedom and one of the characteristics that the element includes in the analysis from wall with different thicknesses, which is well adapted to the geometry of the blade under study. The results of the distribution of the stresses in the blade indicated that their concentration is at the bottom, fixed with greater emphasis at the entrance of the fluid. For the realization of this analysis other forces are neglected such as vibration and centrifugal forces, which will be considered in further studies.

En este trabajo se desarrolló el análisis fluido dinámico de la región entre dos álabes móviles de una turbina de baja presión de una central termoeléctrica de 350 MW, para este trabajo como primer paso se obtuvo la geometría del álabe en una meza de coordenadas, para posteriormente ser transportado a los programas de análisis. Los programas de análisis que se utilizaron fueron Gambit ®, Fluent ®, ANSYS ® y el EES ®. El análisis fluidodinámico permitió determinar la distribución de presión y velocidades en la región de paso, mismas que fueron utilizadas en el programa de ANSYS ® para determinar la concentración de esfuerzos en el álabe, obteniéndose resultados satisfactorios en concordancia con la hipótesis planteada en este trabajo. Para dar cumplimiento a los objetivos planteados en este trabajo, se realizaron discretizaciónes de malla con diferentes densidades y utilizando el método de solución , en cada una de ellas, se encontraron resultados parecidos a la de los parámetros operativos de esta central termoeléctrica. Esto permitió hacer uso de los valores de presión obtenidos en estos cálculos para utilizarlos en el programa de ANSYS ® y obtener en base a esto las concentraciones de esfuerzos en el álabe. En este programa se seleccionó el elemento SOLSH190, el cual contempla 8 grados de libertad y una de sus características es que el elemento contempla el análisis desde una pared delgada a una gruesa, lo cual se adapta bien a la geometría del álabe en estudio. Los resultados de la distribución de esfuerzos en el álabe indicaron que su concentración se encuentra en la parte inferior del mismo, fijándose con mayor énfasis en la entrada del fluido. Para la realización de este análisis se despreciaron otras fuerzas como las de vibración y fuerzas centrifugas, que serán consideradas en otros estudios.