气负荷变化对天然气净化工艺及经济性的影响研究分析

天然气净化装置气负荷变化对装置运行的稳定性和天然气处理成本具有重要的影响。对川西北气矿两个气源气质相似的天然气净化厂的气负荷变化对装置运行的影响及经济性进行研究分析。结果表明:120%超负荷运行的A厂装置运行工艺参数与设计参数偏差不大,装置能够稳定运行,尾气SO_(2)排放浓度稳定且低于国家标准,天然气处理成本为0.014元/m^(3);B厂受气藏储量影响,气负荷持续走低,装置运行稳定性降低,导致尾气SO_(2)排放出现超标情况,装置运行能耗增加,天然气处理成本达到0.092元/m^(3),是A厂处理成本的6.6倍,天然气净化的经济性显著降低。

面向区域综合能源系统的电-气负荷联合预测研究

能源互联网中电力系统与天然气系统的依赖增强,给综合能源系统中电力系统与天然气系统的负荷预测带来了更高的挑战。文中提出了基于长短记忆网络与权值共享的电-气联合负荷预测方法。文中在预测模型中使用了相关系数对天气因素进行了分析,提取了对两种负荷的重要气象因素,将长短记忆网络作为主要预测算法,权值共享模式分析了电-气两种负荷之间的相关性。算例中使用云南省综合能源系统示范工程数据对算法有效性进行了验证,结果显示该算法有效提高了综合能源系统中电力与天然气负荷预测的精度,有着较高的应用价值。

燃气日用气负荷预测模型的研究

分析了北方城市的日用气负荷特点,分别介绍了小波理论和神经网络理论等技术,并对日用气负荷中的关键技术如网络结构及输入神经元的确定、小波基函数的选择及分解尺度的确定、激励函数的选择、数据的归一化等进行了详细分析,提出了适合我国北方城市的日用气负荷预测模型.

叶尖小翼周向最宽位置对高负荷压气机级特性影响的研究

针对叶尖小翼扩稳技术,采用数值方法在改变叶尖小翼宽度的基础上,考虑了叶尖小翼几何形状的周向最宽位置对高负荷压气机级性能的影响。研究结果表明,叶尖小翼宽度越大且最宽位置靠近叶片两端时,压气机级的稳定工作裕度的提升越明显。叶尖小翼宽度为2.0倍叶顶宽度时,且周向最宽位置位于转子前缘25%轴向弦长时,叶尖小翼最多使叶顶泄漏流的质量流量减少了7.66%,提升了压气机级通道内流体的轴向速度,抑制了转子及静子叶片叶表的分离情况,从而延缓了压气机级的失速,压气机级的稳定工作裕度提升了29.18%。

高负荷压气机旋转不稳定诱发转子叶片非同步振动的实验研究

为揭示高负荷压气机旋转不稳定诱发转子叶片高振幅值非同步振动的发展过程及其产生机理,本文从实验角度出发,详细揭示了一种由旋转不稳定涡激发转子叶片非同步振动瞬态过程中流体主动作用至被动响应的变化趋势。研究结果表明,在叶片振动触发前,第一级转子叶尖分离涡扰动已存在,但其频率与叶片固有频率未耦合。随级负荷进一步升高,分离涡频率小幅波动,诱发其与叶片一阶固有频率耦合,激发转子叶片高振幅值振动。气流扰动周向模态数由流体主动作用时的高模态发展为被动响应时的低模态。

高负荷压气机的轮毂型线三维气动优化及其CFD验证

针对高负荷压气机难以控制角区的二次流、叶片表面存在大规模边界层分离等技术瓶颈,本文提出了一种三维端壁型线的气动优化方法,对高负荷压气机轮毂型线优化进行了研究,并对所采用的方法进行了验证,开发了相应的优化系统。结果表明,所采用的端壁型线优化方法能有效抑制附面层分离,降低吸力面转角区域二次流的强度和规模。因此,叶片通道控制流动方向和优化流动条件的能力得到了扩展。压气机级的整体气动性能,如失速裕度和等熵效率也得到了提高。优化后,在通流能力较好的情况下,压气机级的气动效率达到了88.59%,提高了1.05%。本文提出的方法和相应的系统很好地促进了压气机气动设计系统的发展,具有良好的工程应用前景,为压缩系统获得更突出的通载能力和更好的流动结构提供了新的思路和解决方案。

转子叶尖间隙对高负荷压气机性能影响的数值计算和试验验证

为了研究高负荷压气机转子叶尖间隙对压气机性能的影响,采用数值模拟软件NUMECA对某4级压气机和其中的1个典型级进行了不同间隙的计算。计算结果表明:当间隙超过叶高的0.52%后,叶尖流场出现堵塞,喘点压比衰减速度开始加剧,直至5.24%性能衰减速度逐渐减弱;在多级环境中,4级压气机间隙增大叶高的0.5%,喘点压比降低了约0.6%~4.3%,间隙增大的叶排作功能力降低是压气机喘点总压比降低的主要原因,其中前2级间隙增大对总性能影响较大。同时,通过4级压气机试验验证了间隙对性能的影响,验证结果表明:间隙增大叶高的0.78%后,4级压气机喘点压比和峰值效率分别降低了1.4%和0.4%,在65%~88%叶高时的压比和效率的性能衰减较为明显。

10kV压气式负荷开关优化设计

基于现有压气式负荷开关产品的不足,对FKN12-12系列开关动触头部件、安装机架部件、双重联锁、灭弧装置进行设计优化,对触头部件结构进行优化,降低材料和装配成本。对安装机架部件及灭弧装置进行设计优化,实现左、右操作通用,节约材料成本,提高灭弧可靠性。并根据市场需求,增加一道联锁,实现防误操作双重联锁,让产品操作更安全、性价比更高。

高负荷压气机精细化设计

为保证压气机在负荷水平不断提高的同时仍具有良好的气动性能,需要对级间匹配、泄漏流和端区流动的控制进行精细化处理。为兼顾压气机效率和裕度2个指标,需要对流量系数进行精细筛选以获得其最佳取值;通过增加级的反力度,可以有效利用高负荷条件下转子的高稳定性,进而缓解负荷提高后静子易分离失稳的问题,同时使转、静子的扩散因子均得到较好地控制;级间引气流场对压气机的级间匹配有较大影响,需要对引气结构进行优化设计,并在气动设计过程中对相关叶片排的攻角、落后角作出补偿;合理控制篦齿封严泄漏流、转子叶尖泄漏流可以大幅提高高负荷压气机的气动性能;采用波浪壁流路可以较好地控制高负荷压气机的局部端区流动,实现其效率和裕度水平的提升。

城市燃气管网日负荷预测的灰色神经网络模型

将灰色预测理论和人工神经网络理论结合起来 ,利用灰色静态预测模型来弱化数据的随机性并建立规律的累加数据 ,再利用神经网络模型来解决数据的非线性 ,建立了既反映其时间序列的周期性变化趋势 ,又包括天气、气温等影响因素的燃气日负荷预测灰色神经网络模型 .对哈尔滨市燃气管网系统的日燃气用量进行了预测 ,表明模型不仅有较高的收敛速度和精度 。

化工装置真空系统设计负荷计算及影响因素探讨

介绍了化工装置中真空系统的气体负荷、空气泄漏率、初始抽气速度、抽气时间等基本概念,概括了真空系统设计负荷确定的主要步骤,总结了真空系统空气泄漏量的估算方法、工艺蒸汽流量及含量的计算方法和初始抽气速率的计算。通过实例计算,总结出减少真空系统的空气漏入量和降低真空系统入口温度是减小真空系统设计负荷的主要方法,为化工装置中常规真空系统设计负荷的确定,提供了思路和方法。

C4F7N/CO2混合气体在中压负荷开关中的开断性能实验研究

SF6气体因介电强度高、灭弧能力强等特点被广泛应用于中压气体绝缘环网柜中。然而SF6气体具有高的温室效应,为减少SF6气体的使用量,采用环保混合气体来达到与SF6相近的绝缘与灭弧性能,同时满足高压电器在可靠性和小型化等方面的要求是一项非常重要的研究内容。文中采用压气式负荷开关搭建开断实验平台,按照GB/T 3804—2017标准中有功负载开断要求对混合比例20%C4F7N+80%CO2、12%C4F7N+8%O2+80%CO2的混合气体和不同分闸速度的情况在实验平台上进行了开断实验,根据实验结果对这两种混合气体的开断性能进行了分析。开断实验后,发现电弧在C4F7N/CO2混合气体中燃烧产生了黑色固体分解物,并用X射线衍射(X⁃ray diffraction)方法对分解物进行了检测和分析,验证了其成分和导电性。

孔式非定常脉动抽吸控制高负荷压气机叶栅内流动分离的参数研究

为了探索非定常脉冲抽吸在高负荷压气机叶栅中控制流动分离的应用前景,掌握非定常脉动抽吸在不同激励参数条件下的适应性和可行性,首先对非定常脉动抽吸的不同激励参数包括激励频率、位置、前向倾角和侧向倾角进行了详细的讨论和分析。然后,基于最优激励参数,将非定常脉动抽吸与传统的定常抽吸进行了比较分析。结果表明:在流动分离的控制中,激励参数起着重要的作用,当激励参数在相应的最优范围内气动性能才能被明显地提升,如果远离相应的最优范围,控制分离的效果将会减弱,甚至导致总压损失增加。当所有激励参数都是其最优值时,在时均抽吸率只有0.4%的情况下,总压损失减小了19%。基于最优激励参数,在相同时均抽吸量的情况下,相比于定常抽吸,非定常脉动抽吸在控制流动分离、改善气动性能上具有更大的优势。

孔式抽吸对带间隙高负荷压气机性能的影响

实验研究了端壁孔式附面层抽吸对带间隙的高负荷直列叶栅流动特性和气动性能的影响,通过三种附面层抽吸方案与原型方案的对比分析,探讨了附面层抽吸抑制间隙流动、减小损失的机理。对叶片表面和下端壁进行了墨迹流动显示,并利用五孔探针对叶栅出口气动参数进行了测量,对比分析了叶栅流道内的流场特征和损失分布。结果表明,在间隙内布置抽吸孔能有效降低间隙流动动能,削弱间隙流与主流之间的相互掺混作用,减小因间隙流动引起的端壁区域流动分离,从而达到对三维流动分离的抑制,有效降低损失,且最大降幅达16.7%;间隙流动引起的流动分离和损失在流道中占主导地位,尽管在端壁沿周向合理布置抽吸孔能在一定程度上抑制近端壁的附面层或二次流发展,但这种局部效应仍不能显著改善叶栅的整体性能;端壁上不合理的抽吸控制策略反而可能影响主流的正常流动,导致损失增加,其中方案4损失增加了约3%。

变攻角下端壁非定常脉动抽吸对高负荷压气机叶栅性能的影响

为进一步探究非定常脉冲抽吸控制高负荷压气机叶栅流动分离的机理,考察非定常脉动抽吸在变攻角下的适应性和可行性,采用非定常数值方法,系统研究了变攻角下,非定常脉动抽吸对流场性能的影响,并将其与传统的定常抽吸进行了比较分析。结果表明,在设计攻角下,保证相同的时均抽吸量,非定常脉动抽吸控制效果明显优于定常抽吸;在时均抽吸量ms=0.4%时,在给定的激励频率范围内,非定常脉动抽吸都展现出更好的性能,在最优频率时,损失减小了9.4%,静压升提高了12.9%,相比于定常抽吸损失减小了4.2%,静压升提高了4.7%。在变攻角下,在给定的激励频率范围内,非定常脉动抽吸控制效果相比于定常抽吸仍具有较大优势;但大攻角下,非定常脉动抽吸和定常抽吸控制效果均有所下降。

复杂三维气动布局在高负荷压气机中应用的数值模拟

为了充分发挥主被动控制技术融合的复杂气动布局在高负荷压气机中的应用潜力,通过数值模拟的方式,设计了多台采用不同气动布局方式的单级高负荷压气机进行对比研究。研究结果表明,在静叶中融合应用三维叶片造型技术时,端弯叶片前缘所呈现的反弯形态会导致静叶损失增加,但端部气流角更好的匹配保证了压气机失速裕度的提高。在端弯叶片设计基础之上叠加应用正弯造型可以抵消由于端弯而导致的前缘反弯形态,并有效降低总压损失,进一步提高失速裕度。通过调节进口预旋,动叶的逆压梯度降低,效率得到较大幅度的提升。此时静叶将承担更多的静压升,可以通过叠加应用附面层抽吸技术来保证静叶的正常工作。在正弯曲造型的静叶栅中叠加应用仅在吸力面角区抽吸的主动流动控制结构,在负攻角的来流条件下,分离流动控制效果相对不明显。

高负荷氦气压气机的气体流动特点与改型设计

从氦气工质的特点入手,分析了氦气压气机设计参数选取区别于以空气为工质的压气机的特殊之处,重点分析了提高氦气压气机负荷的参数选择特点。由于氦气热物性与空气差别较大,气流经过压气机时的马赫数通常较低,造成单级压比较低,所以,氦气压气机的通流尺寸通常变化较小。为了提高单级负荷,减少压气机级数,需提高各级反动度。本文以多级氦气压气机为例,通过数值模拟分析了该压气机的三维流动特点,并进行了改型设计。

涡流发生器对高负荷压气机叶栅角区分离影响的实验研究

涡流发生器能有效控制叶栅通道内的流动分离。为探明涡流发生器对高负荷压气机叶栅角区分离的控制效果,设计了不同周向位置的涡流发生器并进行实验。实验结果表明:涡流发生器通过其产生的尾涡改变通道内的旋涡结构,加强端壁区的低能流体与主流的掺混,抑制角区分离的形成进而达到了改善流动的效果。相对于原型叶栅,在-3°~3°迎角下加入涡流发生器后损失系数降低了5%~14%,气流转折角提高2.49°~3.15°。相对于方案A,涡流发生器远离吸力面0.15倍栅距时,角涡强度增强,气动性能下降;反之,接近吸力面0.15倍栅距时会增加角区额外损失,其流动控制效果较差。

能源系统中电、气、冷、热负荷预测综述

负荷预测一直是能源系统规划和运营的重要组成部分。随着技术的进步,经济条件的变化和许多其他因素的影响,负荷预测变得越来越重要。负载预测所影响的因素和其自身的影响因素及其变化规律受到不同时间跨度的影响,由于其随机性和不确定性的特点,各能源系统准确地预测未来的负荷需求一直是一个具有挑战性的问题。本文主要概述了目前各能源系统中电、气、冷、热负荷预测的研究状况和模型方法,提出提高各负荷预测的精度不仅重视历史数据的积累,更应注重选择合适的预测模型,综合预测模型是未来能源系统负荷预测方法的发展方向。

高负荷高通流跨音压气机的研制和应用

介绍了高负荷高通流跨音压气机的研制和应用,新研制三级低压压气机平均加功量系数为0.319,进口单位迎面流量为191.0kg/m2·s,进口平均Ma为0.676,效率为0.82,进口轮毂比小于0.35。用到发动机上设计点稳定工作裕度为20.67%,使发动机性能提高14.3%。研制经过了设计、试验、工程应用、外场使用全过程,并已经广泛应用,表明新研制压气机在气动设计、方案选择和结构设计上很成功。