In order to investigate the cooling mechanism of the turbine blade and to enrich and supplement the experimental study of the blade, a numerical study of a steam-cooled blade with five cooling channels was carried out based on the response surface model. The surface cooling efficiency and dimensionless temperature distribution of the steam-cooled blade were obtained with different mainstream inlet temperature, outlet pressure, pressure ratio of inlet to outlet, temperature ratio and flow ratio of steam to mainstream by using the flow-solid coupling numerical method. The influence of the working parameters on the cooling performance of air-cooled blade and steam-cooled blade, including the average cooling efficiency, temperature non-uniformity, and average dimensionless temperature, was comparatively investigated; the correlation equation of the working parameters on the cooling performance of the steam-cooled blade was obtained. The results show that the influence of mainstream inlet temperature and outlet pressure on the cooling performance of the steam-cooled blade is not significant; the cooling efficiency of the steam-cooled blade increases by 5.92%, 7.35% and 26.51% respectively as the mainstream inlet to outlet pressure ratio, the temperature ratio and the flow ratio of steam to mainstream increase; the dimensionless temperature increases by 3.74% as the temperature ratio increases and decreases by 0.93% and 4.09% as mainstream inlet to outlet pressure ratio and flow ratio increase; the temperature non-uniformity decreases by 4.09% and 30.08% respectively, as the mainstream inlet to outlet pressure ratio and temperature ratio increase and increases by 37.99% as the flow ratio increases; the effect of working parameters on air-cooled blade and steam-cooled blade is the same, but the steam-cooled blade has 14.06–17.81% higher cooling efficiency, 18.47–29.01% higher temperature non-uniformity and 1.86–2.58% lower dimensionless temperature compared to the air-cooled blade under the same working parameters; the correlation equation obtained by fitting the response surface model has higher accuracy.
励磁系统的运行与发电机及电力系统稳定性息息相关.EX2100e系统是目前GE公司燃气轮机的主流励磁控制系统,该系统封装程度高、输出信息少,与国产励磁系统差异较大,不利于运行维护人员及时发现并处理故障.针对这种情况,对该系统的保护逻辑、故障报警进行了分析梳理,并实施了故障预警优化方案,提升了系统的可靠性.
随着电力市场改革的不断深入,燃气机组在与燃煤机组竞争市场时成本劣势凸显.本文通过对天然气发电厂生产对标指标的研究与应用实例,有助于引导天然气发电厂重视企业生产技术管理的几个重要生产对标指标,用对标方法开展生产技术改造项目等全过程管理,用对标结果衡量天然气发电厂生产企业的绩效水平,从而提高企业综合竞争能力.
本文提出了一种基于相变仿真技术的排气降温装置设计优化方法.通过构建排气降温装置的几何参数化模型,搭建网格生成和CFD仿真的自动化流程,优化算法以驱动参数来实现对不同设计方案的自动寻优,最终获得最优的设计方案.以国内某重型燃气轮机燃烧试验台高温排气喷水冷却装置的设计为例,验证了该方法的有效性.该方法有利于降低设计门槛,缩短设计时间,提升设计质量.
某海上钻井平台燃气轮机在无风天气条件下能正常运转,在当地风速达到7 级(17 m/s)左右时,发生通风系统箱装体压差报警停机.通过研究燃气轮机箱装体压差探测原理,对燃气轮机通风系统整体进行数值模拟,重点分析外界风速的影响.综合得到故障原因为压差变送器在箱装体外的取样口受到风力影响,压差表示数不能正常反映风机工作情况,导致压差低报警停机.通过整改现场压差引压管位置,并多次验证,故障得到解决.
针对燃烧室的结构设计与性能优化,基于三维数值模拟方法研究了不同主燃孔位置下的燃烧室空气分配特性、多物理场分布以及性能参数的变化规律.结果表明,主燃孔位置改变对空气分配比例、燃烧效率以及总压损失的影响较小,而对回流区结构、高温区以及出口温度场分布的影响较大;随着内侧主燃孔向上游移动,燃烧室的回流区和出口温度场分布得到有效改善;当内侧主燃孔与喷嘴之间的距离由65.3 mm减小到63.3 mm时,燃烧室出口温度分布系数(outlet temperature distribution factor,OTDF)可降低0.043.
下部传动箱是燃气轮机的关键部件之一,起到传递扭矩、驱动燃/滑油泵的重要作用.为解决其机械效率测试难、耐久性试验成本高的现状,研制出能模拟下部传动箱在燃气轮机上实际运行状态的试验台.该试验台主要包括机械结构、润滑系统、负载系统和测控系统.总体设计方案采用了相似的安装方式,并用有限元软件对底架进行模态分析,采用电涡流测功器作为加、卸负载设备,并使用LabView和PLC编制测控系统软件.应用该试验台可进行下部传动箱机械效率分析,以及实时获取转速、功率、扭矩、振动等参数.该试验台长周期无故障的应用,进一步证明研制的试验台可满足下部传动箱耐久性试验要求.
介绍了ABB AC800F控制器组成的系统特点,并以国外某联合循环电站项目的性能考核试验为案例,设计了基于AC800F系统的联合循环电厂机组性能测试的便携式装置,研究了修正曲线,编写了相关参数修正子程序,建立了热力性能指标的在线修正计算模块,实现了机组设备在线性能监测和修正计算,大大提高了性能考核试验测试效率,为机组最终性能计算打下了良好的基础.
本文主要针对安萨尔多燃气轮机AE94.3A配套汽轮机冷态启动时间长,不能适应电网调峰要求,在现有系统的基础上进行技术改造,从而大幅缩短冷态启动时间,满足电网要求,同时可大幅节约冷态启动中燃料的消耗,从而达到节能增效的目的,为燃气-蒸汽联合循环优化冷态启动提供了新的思路.
某工业型燃气轮机出现过多次超温停机故障,主要分为起动过程超温停机故障和工况运行超温停机故障.针对该型燃气轮机超温停机故障问题,从燃气超温停机控制原理出发,并结合燃气轮机运行工作中出现的典型故障进行分析,总结出了适用于该型燃气轮机超温停机故障分析方法,对燃气轮机的稳定运行具有重要意义.
燃气轮机的发电原理是利用燃料与空气在一定压力下燃烧产生的高温燃气进入透平膨胀做功、将热能转换为机械能带动发电机发电的热力学过程.为了追求高发电效率,透平前的进气初温可达 1 400℃左右,导致测温原件难以长时间持续有效地对进气温度进行监控,进气温度是表征燃料燃烧是否稳定的重要判别依据.以TCS国产化改造后的某电厂9FA机组为研究对象,首先从燃烧监测保护的原理出发,由排气温度计算得到允许的排气分散度区间,进而间接映射出透平进气温度场的均匀程度,制定控制及保护策略,分析改造前后控制逻辑的差异性,进一步提高鉴别燃烧工况正常与否的精度与准度.
提出了一种旋转爆震涡喷组合发动机构型,并基于GSP计算平台针对该组合发动机搭建了总体性能分析模型,针对爆震燃烧模块建立了气动热力学等效计算模型,重点进行了发动机设计点循环参数选择和性能敏感度分析计算.根据建立的模型,研究并分析了不同设计点的选择对组合发动机循环参数选择的影响,获得了爆震燃烧室出口温度的变化以及从涡轮机引气给爆震燃烧室的最佳引气比例(文中定义为分流比)对组合发动机性能的影响规律.结果表明:可满足该组合发动机性能需求的最优设计点涡轮前温度和压气机压比分别为1 173K和6.5;组合发动机推力性能随爆震燃烧室出口温度升高而提高,燃油经济性随爆震燃烧室出口温度升高而降低;控制其他变量不变,发动机推力随分流比增大而增大,耗油率随分流比增大而升高;在H =15 km、Ma =2 的巡航状态点,组合发动机推力最大时对应的分流比为0.45.
阐述汽轮机启动冲转过程,从汽轮机结构特点、冲转过程汽轮机重点参数入手,深度分析汽轮机冷态启动冲转过程中重点参数不完美的原因,找到汽轮机冷态启动冲转过程中重点参数的影响因素.实际操作中,依据厂家提供的启动曲线和实际重点参数,进行优化调整.通过对汽轮机冷态启动冲转过程中的暖机时间优化,实现汽轮机启动过程安全、经济的冲转优化.
随着新能源装机容量的增长,由于海南电网的特殊性,对于分布式能源供热机组,还需承担调峰任务.为了掌握调峰模式下供热机组运行特点及其协同关系,实现热电解耦,对补燃余热锅炉联合循环方案进行了研究.根据机组特性,给出无补燃方案的热电耦合关系以及机组负荷调节范围.通过分析余热锅炉补燃的基本原理及特点,给出补燃量与机组负荷率及供热负荷之间的关系和基于补燃的机组负荷调节范围,对比补燃对机组效率及排放的影响,分析余热锅炉补燃在调峰模式下的供热协同和运行控制策略,优化机组设计方案.最后通过对两种方案经济性对比和敏感性分析,确定基于补燃的机组设计方案的合理性,提升项目经济效益和抵御风险的能力.
针对总压比20 以上的某10 级轴流压气机,使用一维无反射和通量守恒两类转静交界面模型进行单通道定常数值仿真,并与试验结果对比,从交界面的守恒和无反射两方面特性分析对计算结果的影响及其机理.结果表明:一维无反射交界面可有效消除激波反射,但无法保证交界面守恒性;对于本文研究对象,设计点流量、峰值效率和最高压比分别偏高5％、2.6％和4％;转静交界面通量不守恒导致的误差,会随着级数增加而累加.通量守恒交界面虽然存在激波反射等误差,但仍可求出与试验形状接近的性能曲线,除流量偏高3％,其余主要指标均与试验吻合.因此,计算中需综合考虑压气机的级数、负荷水平和反动度、叶尖间隙、激波的形状和强度、超跨音叶片前缘与交界面的距离,以选择合适的交界面模型.
TTCAN总线是一种基于事件和时间共同触发的数据总线,既有事件触发总线灵活性高、响应速度快的优势,也兼顾时间触发总线确定性强、稳定性高的优点.本文以Zynq-7000 系列芯片为平台,设计了一种高集成度的燃气轮机分布式控制系统TTCAN智能节点.通过搭建燃气轮机分布式控制系统半物理仿真平台,验证了智能节点的通信可靠性、实时性,满足了燃气轮机分布式控制的应用需求.
针对某型发动机低压压气机第2 级转子叶片于飞机起飞时发生的断裂故障,通过外观检查、断口表面检查、成分分析、硬度测试、强度计算以及对叶片修理过程排查等手段,对故障叶片断裂性质和产生原因进行分析.结果表明:叶片故障为疲劳断裂,断口疲劳裂纹起源于叶根转接圆弧处的凹坑损伤边缘.强度计算显示叶片凹坑损伤处叶身最大静应力比正常叶片增加42.8％,振动应力增加 58％,应力增加、强度降低是促使故障叶片产生疲劳裂纹的主要原因.在叶片修理转运过程中叶片与转运工装铁质部件发生磕碰造成凹坑损伤,该缺陷在现有修理工艺中具有较强的隐蔽性.提出在叶片喷丸工序前增加表面质量检查,将叶片转运工装用材料由木质和铁质部件结合改为整体塑料成型,以避免类似故障的发生.
结合某电厂PG9171E型燃气-蒸汽联合循环机组利用储能系统实现燃气轮机黑启动及辅助调频功能,在分析联合循环机组正常启动负荷特性的基础上,提出了储能系统的容量和电量配置要求,对原有 110 kV电气接线图及厂用电系统提出储能系统接入方案,介绍了实现黑启动及辅助调频的控制策略.
在三轴燃气轮机串级PID-MPC控制器设计基础上,提出了一种基于多模型的主动容错控制方案.首先对标典型的燃气轮机故障特征,构建表征不同燃气轮机故障的预测模型.然后在每个仿真步长内根据设计的决策逻辑,实时选择与当前燃气轮机适配度最好的模型,并通过切换逻辑保证控制器输出的平稳性.最后对燃气轮机部件级模型进行故障注入仿真.结果表明在预测模型有较大的失配情况下,所设计的控制器能够对预测模型进行实时切换,并且保证平稳地输出燃油流量,验证了所设计控制方案的有效性.
某型燃气轮机圆柱滚子轴承在加速寿命试验时发生了外圈滚道承载区域疲劳剥落现象.为查明失效原因,针对轴承试验件开展了尺寸精度、径向游隙、滚动表面轮廓、材料化学成分、显微组织等 9 项检测工作,并复查了试验系统和设备的工装尺寸和加载头设计原理.经综合分析,判断轴承试验件的失效原因为:加载套内径尺寸偏小,且选用材料硬度偏低,在使用紧固螺栓拉紧固定时,加载套导致自身及试验轴承的椭圆变形,进而引起轴承外圈的提前疲劳剥落.上述分析工作准确地定位了轴承失效原因,改进试验系统,有力地保证了某型燃气轮机圆柱滚子轴承加速寿命试验的顺利开展.
