基于二维数值模拟的轴流压气机旋转失速研究

通过求解二维可压缩N-S方程,对多级低速轴流压气机的一级进行数值模拟。用定常计算得到了该级在不同转速下的稳态特性曲线,进而得到其喘振线。在该级出口加上节流阀进行瞬态计算,模拟压气机进入旋转失速的过程,重点是失速先兆的发展和内部流场的分析。

多级轴流压气机失稳及喘振的三维数值模拟与分析

通过划分网格的方法在Gambit中建立了轴流压气机的三维模型,求得了不同边界条件下的可压缩N-S方程,基于双方程模型中的标准k-ε湍流模型,采用有限体积法对方程进行离散,计算了压气机的各类工作参数并绘制了Fluent算法与经典公式算法下数值的压气机特征曲线。然后通过仿真实验,验证了三维数值模拟的可靠性,模拟分析了压气机失稳过程即在不同转速下的旋转失速和喘振特性以及失稳后的恢复计算过程。最后引入了紧连控制阀(CCV)执行机构,通过CCV的不同开度,改变压气机量纲1流量、压升的特性曲线,即压气机的最小流量有所减少,可以将压气机特性曲线向左移动,大大增加了稳定范围,这对于防止失稳是很重要的。

催化裂化装置气压机喘振控制的双时间尺度动态模拟

压缩机工作时,当负荷降低到一定程度时,会产生剧烈的喘振现象。喘振会严重损坏机体,产生严重后果。旨在模拟催化裂化富气压缩机喘振及其控制,由于喘振产生的时间很短,与催化裂化运行时间相差数千倍,所以要在两个不同尺度时间下进行模拟。本文基于压缩系统机理模型在UniSim中开发了一个适用于压缩机主动控制的模型,同时为克服主动执行机构在压缩机稳定区带来的附加损耗,针对压缩机喘振现象设计了切换控制方案,在压缩机喘振时采用主动控制进行喘振控制,而在稳定工况点则取消主动控制作用。最后将该方案应用于压缩机双时间尺度模拟中,并从不同的时间尺度下对比了喘振控制对催化裂化过程的影响,整个过程验证了方案的有效性以及该方案可以同时解决防喘振控制使压缩机无法在高性能区工作和主动执行机构所带来的能耗增加的问题。

基于人工免疫系统的沉积微相自动识别

为了采用测井曲线实现沉积微相的自动识别,通过测井曲线变化趋势的编码和人工免疫系统的克隆免疫、变异等算子,建立基于人工免疫系统的测井曲线识别模型,实现了不等长特征曲线匹配过程的快速收敛。对胜利油田150个沉积微相进行识别,正确率达到95%,证实了该模型应用的有效性。

催化裂化富气压缩机小型后主动控制方案设计与分析

压缩机工作时,当负荷降低到一定程度时,会产生剧烈的喘振现象。喘振会严重损坏机体,产生严重后果。催化裂化装置中,为避免压缩机的喘振,通常采用大功率压缩机使其稳定工作,常带来固定投资高、操作费用大等问题。通过采用主动控制,可以扩大压缩机的稳定工作范围,并使压缩机工作在高性能区,因此本文在选型时选择一个比实际较小的压缩机来实现压缩机的工作,虽然其结果可能使压缩机大部分时间工作于喘振区,但通过主动控制作用可以使其稳定工作,同时还可以达到减小压缩机的投资费用和操作费用的目的。文中分别对控制方案、控制算法进行了详细的描述,最后通过实际案例验证了该方案的可行性和有效性。

基于CCV的轴流压缩系统失稳主动控制

压缩机工作时,当负荷降低到一定程度时,会产生剧烈的失稳现象。旋转失速和喘振为轴流压缩系统的两类失稳现象,为其固有特性,传统的防喘振控制虽然能确保压缩机的安全运行,但却缩小了压缩机工作范围,使压缩机不能工作在高性能区域。为了改善防失稳现象的控制效果,首先选取结构简单、控制效果明显的紧连控制阀(CCV)作为主动控制执行机构,并基于轴流压缩系统经典MG模型和非定常理论,建立了包含CCV的动态响应数学模型;然后运用反步递推法(backstepping)设计推导了恒转速和变转速情况下抑制压缩系统失稳现象相应的主动控制律;最后针对压缩机恒转速和变转速下的旋转失速和喘振失稳现象在不同时间施加主动控制以及B参数变化的影响等多种情况进行了仿真实验,验证了CCV主动控制律的有效性以及CCV的执行高效性。

催化裂化富气压缩机喘振主动控制技术经济分析

催化裂化装置中,为避免压缩机的喘振,通常采用大功率压缩机使其稳定工作,常带来固定投资高、操作费用大等问题。采用主动控制可以扩大压缩机的稳定工作范围,并使压缩机工作在高性能区,因此笔者提出使用一个小功率压缩机通过主动控制作用的方法实现大压缩机相同的工作效果,同时还可以达到减小压缩机的投资费用和操作费用的目的,分别从可行性、经济节能性等方面验证了方案的有效性。