基于CFD的蒸汽调节阀流量特性研究之一

在以往调节阀的设计中,无论是理论计算还是试验研究,都无法准确掌握汽轮机进汽调节阀的调节特性以及流场细节,而数值模拟手段则可填补这一空缺。随着计算机水平以及CFD技术的不断发展完善,利用数值模拟方法来辅助设计成为了当今工程设计的趋势。结合调节阀结构尺寸,阀后喷嘴流量的计算,通过理论公式的推导,与CFD数值模拟相结合,得到了调节阀临界流量、彭台门系数的函数关系,从而得出阀门的流量特性。提供了一种新的阀门设计思路,得到了具有较高精度的阀门特性曲线,结果对今后汽轮机进汽调节阀的研究具有一定的指导借鉴意义。

基于CFD的蒸汽调节阀流量特性研究之二

汽轮机蒸汽调节阀采用阀后联通的方式可有效减小在低负荷运行、小流量调节时叶片的汽流弯应力,提高机组运行的安全可靠性。对阀后联通结构的调节阀进行了理论推导和计算,结合CFD数值模拟手段得到了阀门的流量特性。运用倒推法对阀门型线做出了改进,得到新的型线并进行了验算,结果表明阀门流量特性曲线光滑、平稳,调节性能良好。

套筒式蒸汽调节阀开孔优化与流动特性分析

套筒式蒸汽调节阀是热力系统中节流减压的关键部件,被称为工业系统的“咽喉”。随着装置的高参数和大型化,高温、高压差等复杂工况不断涌现。在工程设计中缺乏研发高参数阀门的理论依据,大多依赖试验验证,效率低。为了研究高参数工况下节流套筒对阀内流动特性的影响,设计了一种两级多孔套筒结构,并采用数值仿真的方法对比分析了套筒开孔优化前后流量特性、流阻特性以及阀芯底面压力分布,讨论了阀内流场在高温、高压差工况下随开度的变化情况,为套筒式蒸汽调节阀的选型设计及结构优化提供依据。分析结果表明,套筒优化后仿真流量系数与设计流量系数最大相对误差仅为2.60%,阀内能量损失减小,阀芯底面压力增大。

船用蒸汽调节阀选型设计及数值仿真研究

为解决某一实际工程项目中特殊使用工况下船用高温高压调节阀选型问题,基于对调节阀特性的理论研究,对比分析阀门结构形式、流体特性、调节特性及密封性能,形成适用于类似该运行工况的调节阀选型流程,最终确定了阀门结构型式;利用仿真分析,对阀门流道、热应力、振动展开了仿真研究,对所选阀门关键性能进行校核。结果表明,所选调节阀结构形式及相关性能指标满足该工况下的使用要求。

基于特征区间自动搜索的主蒸汽调节阀流量特性建模算法研究

在火力发电机组中,实发功率的变化通常是通过调节主蒸汽调节阀的开度来改变主蒸汽流量实现的。然而,主蒸汽调节阀往往存在非线性特性,对功率控制回路的性能产生不利影响。该文提出建立主蒸汽调节阀的特性模型,有利于获得阀门真实特性,以及方便为功率控制过程提供逆补偿。在顺阀和单阀方式下对阀门进行实验,提出自动搜索方法对样本数据进行线性区间划分,基于每个区间数据建立线性模型,采用最小二乘算法辨识模型参数,并为下一步迭代更新线性区间提供指导,线性区间和模型辨识交替进行直到达到模型拟合要求。实例分析表明,该方法能够准确地估计阀门流量特性,具有较强实用性。

裂解炉超高压蒸汽放空调节阀的改造

通过对茂名石化2#裂解装置超高压蒸汽放空调节阀内漏问题的分析,找出了原因,提出了改造方案,经试用效果良好。

某中央空调换热站蒸汽加热自动调节系统改造

文章结合某厂房中央空调系统的换热站供热系统进行了分析,找出了现有蒸汽调节系统中所存在的问题,并给出了解决方案。简单介绍了蒸汽自动调节系统的设计,包括蒸汽调节阀的选择;温度传感器的选择、安装;自动控制系统的实现。

减温减压装置中调节阀的计算与选型

在石油化工及天然气净化厂的蒸汽系统中,减温减压装置是其重要的组成部分,为提高减温减压装置的调节品质,达到节能降耗、节能减排目的,工程设计中除考虑结构选型外,减温水调节阀和蒸汽减压调节阀的流量系数C_V值计算与选型方法是至关重要的。针对分体式蒸汽减温减压装置的基本构成及特点、减温水调节阀和蒸汽减压调节阀的计算与选型进行研究论述,得出较优的调节阀计算与选型直接影响到减温减压装置的调节品质和能源消耗的结论,为下游装置/设备用汽质量,蒸汽系统的稳定运行提供了有力保障。

基于实验数据同化的湍流模型常数标定:含滤网蒸汽阀门通流特性数值预测

为准确预测含滤网蒸汽调节阀通流特性,采用集合卡尔曼滤波算法,通过拉丁超立方抽样生成湍流模型常数的样本库并获得对应流场计算结果,融合部分开度下的阀门蒸汽流动压比-流量实验数据,对k-ωSST湍流模型的常数进行了重新标定。针对独立实验测量所得的流量数据,对比分析计算结果表明:重新标定的模型常数可以有效提高通流特性预测模型的精度,适用于相近开度、不同压比的蒸汽流动工况计算,而对开度相差较大的情形,流量预测误差则较高;不同开度下的阀内流态和涡黏度在模型常数调整前后存在明显差异。本文通过修正模型常数以优化不同工况下涡黏度的分布,从而显著降低阀门通流特性预测误差,这一研究方法对于相关工程设计有很好的借鉴意义。

阀门套筒孔群对蒸汽阀内流动及噪声特性影响研究

调节阀在舰船管路系统中运行时受蒸汽流动激励产生噪声,降低阀内流动压力脉动是调节阀降噪设计的关键。针对调节阀内气动噪声问题,以窗型阀门套筒为基础,本文设计了四种不同孔型的阀套结构,进行了低噪声的优化设计。利用数值方法计算了调节阀内湍流场及其产生的噪声,研究阀套孔型对阀内流动及其噪声的影响规律。结果表明,小孔孔群阀套显著降低了阀门喉部及扩压段蒸汽气流流速,减小了在阀门壁面上的流动分离和压力脉动幅值,改变了气流振荡力引发的噪声。阀套采用S型总声压级比窗型孔降低9 dB,但流通能力减弱近18.4%,K型孔降噪效果最好,总声压级可比S型降低4 dB,流通能力则进一步减弱17.2%,压损提高2%。

日本三菱701F燃气轮机联合循环机组中压蒸汽旁路系统介绍

中压蒸汽旁路系统是日本三菱701F燃气轮机联合循环机组的重要组成部分,该系统主要功能是调节汽轮机再热蒸汽管路压力,当再热蒸汽管路压力超过设计允许值以后,迅速打开中压蒸汽旁路压力调节阀,将再热蒸汽管路的部分蒸汽排入凝汽器,保证汽轮机的安全稳定运行,同时,在启、停机阶段,也通过该旁路系统,使再热蒸汽管路蒸汽压力平滑升高至机组正常运行设计值。

大功率火电机组一次调频能力仿真与试验

为研究大功率火电机组的一次调频能力,建立了数字式电液控制系统(DEH)和协调控制系统(CCS)的耦合模型,分别仿真分析了DEH和CCS单独作用和协同作用的一次调频动态过程,同时针对低负荷滑压运行机组调频能力不足问题介绍了几种优化运行方式,并通过某百万机组的一次调频试验对提升滑压设定压力、给水小旁路以及混合调频方式进行了分析。结果表明:DEH和CCS协同一次调频效果最佳;通过增加主蒸汽调节阀节流提升滑压设定压力,是提升机组一次调频能力最直接有效的方法;给水小旁路单独作用初始响应较慢,在高负荷段调频特性较好,可作为主蒸汽调节阀调频的有效补充,其调频效果与主蒸汽调节阀节流效果类似。

1000MW机组多变量协同优化一次调频

为经济有效地提升深度调峰下火电机组一次调频响应能力,提出了一种多变量协同优化一次调频方案,该方案包括主蒸汽调节阀节流、凝结水变负荷、旁路给水调节以及调节附加抽汽等技术,通过变负荷特性试验对各项技术一次调频特性进行了详细分析,充分发挥了各项技术的优势及耦合增益,并成功应用于某超超临界1 000 MW机组。优化后该机组在一次调频响应能力不降低的基础上,主蒸汽调节阀的运行开度平均提高了5.3%,高压缸运行效率平均提高3.1%,折合供电煤耗降低约1.5 g/(kW·h),节能效果显著。该技术可应用于火电机组一次调频和自动发电控制(AGC)优化,以及提高机组灵活性等技术改造项目。

超级电容辅助燃煤机组快速调频技术研究

超级电容具有功率密度大、充放电速度快、循环寿命长等特点。为经济有效地提升深度调峰下火电机组一次调频响应能力,本文提出了一种超级电容辅助优化一次调频方案。基于目前电网调频需求以及机组调频能力,分析机组所需要的超级电容功率以及容量。结果表明:通过合理的电容选择与连接控制,可以实现主蒸汽调节阀的运行开度进一步提高,机组煤耗降低1.0 g/(kW·h)左右,节能收益显著,4.3年可收回成本。本文技术可应用于火电机组一次调频优化及提高机组灵活性等技术改造项目。

CO_2压缩机典型故障原因分析及处理

对河南能源化工集团中原大化公司尿素厂CO_2压缩机三段机封泄漏和低压蒸汽调节阀卡涩这两起典型故障的原因进行分析,采取有针对性的解决措施后,故障得以消除。

船用汽水板式换热器的应用研究

在舰船空调系统中,汽水板式换热器常用于冬季舱室供热。负荷变化导致蒸汽侧冷凝水难以排放,进而影响蒸汽调节阀的使用寿命和舱室环境控制。通过分析蒸汽侧冷凝水难以排放原因,提出四种方案解决冷凝水排放问题,为后续板式换热器的使用提供参考。分析汽水板式换热器蒸汽侧和水侧的换热机理,改变采用蒸汽调节阀控制汽水换热量的传统方法,而是调节板式换热器中冷凝水液位高低来控制汽水换热面积,进而达到控制汽水换热量的目的,实现相对恒温的热媒水供给,使舱室环境更加舒适稳定。

船舶燃油黏度自动控制系统研究

燃油黏度合理控制对船舶柴油机主机的正常运行有着至关重要的影响,文中着重介绍了VFA型燃油黏度控制系统,论述了它的四大组成部分:测黏计、差压变送器、调节器以及蒸汽调节阀,并简要介绍了在使用过程的注意事项。

核电机组蒸汽发生器和汽轮机裕度匹配研究

国内新投产的部分压水堆核电机组陆续出现了主蒸汽调节阀急剧晃动、新蒸汽压力缓慢降低等问题,对机组的安全性和经济性造成一定影响。本研究通过设计参数和试验数据对比,并利用换热计算模型分析发现,55/19B蒸汽发生器设计裕度较同类型的60F稍偏低,低于通常的1.6×10^(5) Pa的蒸汽压力裕度要求。蒸汽发生器新蒸汽压力、主蒸汽调节阀和汽轮机调节级通流面积在设计之初应进行综合匹配,尤其是要选用在超过70%的开度范围内都具有线性的调节特性的阀门,才能保证核电机组在整个寿期内的可靠性和经济性。

浅论集散型控制系统在发电厂燃烧自动调节中的应用

集散型综合控制系统是七十年代崛起的一门新技术。TDCS—2000集散型综合控制系统系由美国霍尼威尔公司和日本山武—霍尼威尔公司合作,于一九七五年十一月研制成功。这是一套具有先进水平的调节控制装置。我国引进了此项新技术。重庆自动化研究所已将TDCS—2000系统Ⅰ试制成功,为发电厂锅炉自动控制上推广和应用这项新技术提供了物质基础,本文介绍应用TDCS—2000系统Ⅰ构成的锅炉燃烧调节系统,供今后工作参考。

造气入炉蒸汽自调技术的应用

简要介绍间歇式固定床煤气炉入炉蒸汽自动调节系统试验过程和应用情况,用试验数据证实了采用油压调节阀实现入炉蒸汽自调的节能效果。