气体循环泵国内外研究现状

气体循环泵是燃料电池系统中关键元器件,能为系统提供动力氢气和氧气,满足电化学反应足够的气体压力要求。本文以氢气循环泵和富氧循环泵为研究对象,详细介绍了其工作原理,简述了不同型式气体循环泵的优缺点,分析了国内外研究应用现状并对比了差距,指出了国内目前存在的短板问题,得出了产业链和关键核心部件需要完善突破的结论,为今后气体循环泵的国产化研究提供了方向。

基于多维振动特征图谱的特高压换流阀主循环泵轻量化故障诊断模型

针对特高压换流阀阀冷系统中主循环泵故障特征提取难和故障诊断模型规模大的问题,提出一种基于多维振动特征图谱的轻量化主循环泵故障诊断模型。首先,基于振动轨迹图像(vibration locus image,VLI)和伪颜色编码的时域特征提取方法,构建主循环泵的时域特征图谱。其次,融合马尔科夫变迁场(Markov transition fields,MTF)和小波包变换(wavelet packet transform,WPT),全尺度提取振动信号的低频和高频故障特征,构建主循环泵的频域、时频域特征图谱。最后,通过全维度动态卷积(omni-dimensional dynamic convolution,ODconv)优化轻量化卷积神经网络模型框架,构建了轻量化主循环泵故障诊断模型(OD-ShuffleNet)。并融合时域、频域和时频域故障特征,在减少硬件资源占用的基础上进一步提升模型的故障诊断精度。分析结果表明,模型的诊断准确率为95.0%,优于经典卷积神经网络架构。

燃料电池凸轮式氢气循环泵内流场仿真与气动特性研究

为降低燃料电池氢气循环泵运行产生的振动及噪声,基于凸轮式氢气循环泵基本理论,建立某循环泵内流场CFD仿真模型,通过仿真分析得出:随着转速增加循环泵的实际排气流量逐渐增大;理论排气流量与数值模拟结果误差低于4.4%,可以较准确地反应氢气循环泵内部气体脉动的规律;当转速在8000 r/min时内泄漏量最小,容积效率最大,氢气循环泵的转速影响内泄漏量从而影响容积效率;压力脉动频率与转速负相关,压力脉动强度与转速正相关。因此,需选择合适的额定转速,避免因转速过高造成工作效率降低。

清洗段碱液循环泵的故障分析及改进

本文分析阐述了碱液循环泵在连续退火机组清洗段生产使用中出现的循环泵机械密封漏液、泵体轴承损坏、循环泵泵轴断裂等故障。为解决这些问题,详细分析了出现这三种故障的具体原因,循环泵机械密封漏液是因为碱液杂质多导致机械密封石墨环损坏、机封装配过程有杂质进入机械密封内;泵体轴承损坏是由于碱液进入轴承箱导致轴承润滑不良、原设计轴承选型不合适;循环泵泵轴断裂是由于循环泵轴承频繁损坏,轴承损坏后泵转动不平衡导致的。针对以上主要故障采取的有效改进措施:在循环泵机封和轴承箱之间加装挡水环,选择能够承受轴向窜动的角接触球轴承、后置改为双轴承,提高循环泵装配精度和清洁度。改进后循环泵的问题得到解决,泵的使用寿命大大提高。

燃煤机组脱硫浆液循环泵定频运行控制策略优化及节能分析

为消纳可再生能源大规模并网发电,燃煤发电机组的调峰调频任务剧增,长时间处于深度调峰和变负荷过程,导致湿法烟气脱硫系统的性能下降、厂用电率大幅上升。为此,建立了超超临界660 MW燃煤发电机组的动态模型及基于双膜理论的湿法脱硫系统动态模型;模拟了变负荷过程中不同工况点切换浆液循环泵时脱硫系统的性能,发现变负荷过程中浆液和烟气流量的精准匹配可使脱硫系统在满足SO2排放的前提下实现最小的电能消耗;进一步,获得了变负荷过程中浆液循环流量阶跃变化时SO2出口质量浓度的预测模型,提出了浆液循环泵定频运行优化控制策略,可实现变负荷过程中浆液与烟气流量的最佳匹配;最后,分析了优化控制策略的节能潜力。研究结果表明:75%THA~50%THA降负荷过程中,变负荷速率为1.0%、1.5%和2.0%Pe/min,分别可节能20.12%、21.52%和22.82%;而在升负荷过程中,分别可节能10.04%、9.90%和8.66%,变负荷过程中烟气流速变化的差异是造成降负荷和升负荷过程中节能潜力不同的根本原因。

核电循环泵齿轮箱人字齿圈加工工艺优化及工装设计

人字齿圈作为核电循环泵齿轮箱关键构件,结构复杂,精度要求高,且要求在长时间重载运行条件下具有极高的可靠性和抗疲劳性能,传统加工方法难以保证稳定的品质。本文开展关键构件加工工艺优化研究,设计专用加工工装,配合加工精度保障技术,从而提高成品合格率,降低制造成本。

核电厂海水循环泵肘形进水流道优化设计

为提高核电厂海水循环泵运行的稳定性,基于CFD数值模拟对海水循环泵肘形进水流道进行优化设计。以国内某核电厂的进水流道为研究对象,建立全新坐标系,通过理论推导得出肘形流道控制参数之间的函数关系,根据流道性能评判指标等参数,通过数值模拟研究肘形进水流道4个重要控制参数对流道水力性能的影响,优选出最佳方案并进行试验验证。结果表明,在设计流量下优化后的流道出口平均流速提高了0.026 m/s,流速分布均匀度降低0.13%,水流平均角度提高0.034°,水力损失降低11.2%。本文的研究结果显示提出的肘形流道优化设计方法快速、可靠,具有出口流态较好、水力损失较小等优点,可为工程建立提供一定的参考。

核电循环泵行星齿轮热弹流润滑研究

核电齿轮箱的良好润滑性能是核电循环泵可靠运行的重要保障,充分考虑齿面形貌和齿廓修形等因素对内/外啮合齿轮副的影响是准确评估其润滑特性的前提。建立典型工况下核电循环泵行星传动系统斜齿轮热弹流润滑模型,首先将斜齿轮副的啮合状态几何等效为圆锥滚子的接触问题,然后考虑斜齿轮接触变形和齿廓偏差,计算得到内/外啮合齿轮副接触区域不同位置的油膜厚度、承载压力、摩擦应力和闪温等参数。考虑齿面磨合作用,采用移动平均滤波方法对未经磨合的初始形貌进行光滑处理,分析了齿面形貌对润滑行为的影响,最后采取齿廓修形改善润滑特性。结果表明:粗糙度和齿廓修形均会对润滑特性产生明显的影响,齿面粗糙形貌会造成油膜厚度减小,进而影响其润滑特性,弱化润滑油膜的承载能力;通过齿廓修形可以改善齿轮啮合边界处的几何过渡,降低该区域的应力集中和表面温度,从而明显改善啮合线终端的润滑状态。

用于催化裂化装置强制循环泵的三元导叶设计方法及性能分析研究

强制循环泵是催化裂化装置烟气热量回收系统中重要的水循环动力设备,蜗壳为半球形结构带导叶的LUV型泵是一种广泛应用的强制循环泵,其导叶结构对泵的性能有着至关重要的影响。本文针对强制循环泵二元导叶在不同叶高处的进口叶片安装角与水流角不匹配的问题,发展了采用后盖板和前盖板的叶片中弧线角度分布和叶片厚度分布来构建叶型的三元导叶叶片结构设计方法,并数值研究了导叶后盖板和前盖板处进出口叶片安装角对泵额定工况效率和内部流动特性的影响。结果表明:随着前后盖板叶片进出口安装角中一个变量的增大,额定流量点效率均先增大后减小;设计的三元导叶方案比二元导叶方案在额定工况下的效率提高了0.9%;后盖板附近的叶片安装角与水流角的匹配性对泵的效率起到了更加重要的作用;三元导叶方案在后盖板附近0.1叶高截面上进口水流角与叶片安装角的匹配关系得到改善,此截面上的旋涡区减少,导叶内的能量耗散减小。

火电厂脱硫循环泵叶轮的冲蚀磨损数值分析

火电厂脱硫循环泵叶轮易受腐蚀性浆液冲击腐蚀而失效,为进一步研究现实工况下叶轮发生冲击腐蚀的影响因素及规律,采用CFD数值模拟的方法,基于稠密离散相(DDPM)模型对循环泵叶轮在不同固相颗粒粒径和不同固相颗粒体积分数工况下进行数值模拟。结果表明:当粒径d<0.20 mm时叶片工作面冲蚀量增长速率最快,达到了38%,随着粒径增加,工作面上的冲蚀位置向后盖板处偏移,且叶片进口边出现冲蚀量极值。在不同颗粒体积分数工况下,随着颗粒体积分数增加,工作面上冲蚀位置会向出口处偏移。当颗粒体积分数在30%以上会加剧叶片工作面的冲蚀量。叶片进口边、叶片背面冲蚀量增长速率较为稳定,基本保持在20%上下。可见小粒径颗粒对叶片工作面冲蚀量影响较大,大粒径颗粒更容易加速叶片进口边的冲蚀。高颗粒体积分数对工作面的冲蚀更为明显。

烟气脱硫用碳化硅复合陶瓷浆液循环泵的优化与改进

简要阐述了碳化硅复合陶瓷浆液循环泵的应用场景和工学设计,指出了应用过程中存在的薄弱环节。根据应用现场的实际情况,对循环泵的结构设计、成型工艺和材料选择进行了针对性优化,确保其在烟气脱硫吸收塔工位的长效工作。循环泵的服役时间显著增加,产生了良好的经济效益和节能效果。

转子螺旋角对氢气循环泵流动特性的影响

氢气循环泵是氢燃料电池系统重要动力设备,主要作用是由阳极回收未消耗的氢气,并将其运输回电池堆入口,以提高氢气利用效率。针对一款常规氢气循环泵,研究了转子螺旋角变化对性能的影响规律,结果表明:随着转子螺旋角从0°增加到60°,氢气循环泵的平均流量呈现先减小再增大的趋势,在螺旋角为22.5°时具有最小值,在螺旋角为60°时具有最大值;氢气循环泵的流量和压力脉动因数呈现先增大后减小的趋势,增大的幅度不高,但降低幅度较大,在螺旋角为60°时具有最小值。该氢气循环泵转子的最优螺旋角为60°,对氢气循环泵的整体性能改善具有重要作用。

间接空冷背压预测及变频循环泵控制优化

根据山西省河坡电厂2×350 MW循环流化床一号机组2019年7月15日到8月15日电厂与背压有关的实际运行数据,通过分析其影响因素(环境温度,机组负荷,凝汽器温度、压力等),使用相关系数法和主成分分析法对数据降维,在Python平台上使用Keras、TensorFlow等库编写预测算法,建立背压预测模型,使用RNN神经网络对背压建模预测,分析预测结果。结合现场实际运行实验数据,辨识变频循环泵的模型,并使用模糊PID对其控制进行优化。

蒸发系统循环泵能耗分析

文章重点讨论了蒸发系统循环泵的能耗问题,旨在为降低蒸发系统能耗提供参考。文章首先介绍了循环泵在蒸发系统中的作用和重要性,随后简述国内强制循环泵发展历程,重点分析强制循环泵水力模型选定对能耗的影响。最后,提出了一些降低循环泵能耗的建议和措施。

一种长输供热循环泵优化控制算法研究

随着国内长输供热技术发展,越来越多的城市在规划建设长输供热项目,长输供热系统的安全运行和优化控制对项目的成功实施至关重要。为了降低长输供热系统循环泵输送电耗,本文提出了一种基于遗传算法的长输供热循环泵优化控制算法,可在满足长输供热系统安全运行的前提下,最大限度地降低长输供热循环泵输送电耗和运行成本。本文以国内某长输供热项目为例进行了应用案例分析,分析结果表明,本文的长输供热循环泵优化控制算法可快速计算出某一长输流量下的循环泵最优运行参数组合,降低长输供热项目的输送电耗和运行成本,保障长输供热项目的安全和节能运行。

特高压换流站主循环泵泵轴拆装平台与操作控制方法研究

为了满足特高压换流站阀内水冷系统核心设备主循环泵运维过程中泵轴拆装需求,提高运维效率,分析了换流站水冷系统构成和工作原理,对比了主循环泵的特点;利用ZigBee通信、压力传感、人机交互等技术,设计了一种针对卧式离心主泵泵轴高效拆装的平台及其操作终端,研究了该平台的操作控制方法;通过三维仿真,与已有泵轴拆装平台进行了对比。结果表明,该平台在智能化、工作效率、操作控制等方面均具有明显优势,能够满足多个场景泵轴和紧固连接元件拆装需求,具有推广应用价值。

脱硫浆液循环泵叶轮修复再制造工艺研究及应用

分析脱硫浆液循环泵叶轮磨损失效原因,提出利用刷涂陶瓷技术进行修复,研究脱硫浆液循环泵叶轮刷涂陶瓷修复再制造工艺并进行实际应用,修复再制造的叶轮经电厂实际运行验证效果良好。

渗沥液处理系统低负荷下射流循环泵节能技术应用评估

射流循环曝气是MBR技术中重要的工艺系统,在渗沥液处理系统低负荷状态下,如何减少非必要的电耗是渗滤液处理项目响应国家深化实施节能减排、发展循环经济政策的瓶颈。本文针对传统MBR射流曝气系统,在实际处理量小于设计处理量的情况下,通过对射流循环泵进行节能设计、电气改造、变频器加装、集成创新,在不影响MBR系统出水水质的前提下,实现射流曝气循环泵的降频运行,降低电机功率。从而实现渗滤液处理系统节能降耗,并评估其应用在成本和能耗上的优势。

海水循环泵三元流节能改造分析

针对沿海地区电厂海水循环泵复杂多变的运行环境,提出了优化海水循环泵运行特性的综合节能改造方案。采用新一代三元流高效节能转子技术设计制造的新型三元流高效节能斜流泵叶轮和导叶体代替原有斜流泵叶轮和导叶体,大幅度提升海水循环泵在大流量工况下的运行效率,同时优化运行模式,从而实现循环水泵系统的综合节能。该技术方案在国能(福州)热电有限公司2~#机组B循环水泵改造中实施。现场实测结果表明,该海水循环泵综合节能改造方案节能效果显著,对提高大型火电机组的经济性有重大意义。

催化热水循环泵机封频繁泄漏问题分析及治理

宁夏石化公司炼油催化装置热水循环泵1202-P-101在使用过程中,出现机封频繁泄漏的问题,造成现场频繁检修,影响装置长周期稳定运行。设备专业组通过分析得出影响机封频繁泄漏的原因主要为循环水质较脏、循环水管线易堵塞、机封冷却器冷却效果不佳。针对以上原因,本单位进行隐患治理,现场更换并扩粗循环水进机封冷却器管线,同时针对其中一台机泵采取整体更换为换热面积更大的机封冷却器,以此增加机封冲洗水换热冷却效率,保障冲洗效果,延长动设备长周期运行寿命。