角度可调IGV控制系统的建模及分析

某型发动机可调进气口叶片(IGV)的工作原理及控制过程,建立对应的控制系统模型,经过仿真测试,所建模型具有较好的稳定性,能较好地实现对IGV角度的调节,以改善压气机的工作特性。最后,基于此模型,在不同情况下,通过系统仿真,分析IGV的角度对压气机的工作特性曲线的影响。

某M701DA型燃气-蒸汽联合循环机组IGV开度优化调整

针对某M701DA型燃气-蒸汽联合循环机组在部分负荷段燃气轮机透平排气温度偏离温控基准值过大,引起排气温度严重偏离余热锅炉最佳设计温度工作点,进而影响整个机组联合循环的热效率,通过对压气机进口导叶(IGV)控制逻辑的分析,提出了IGV优化调整措施,提高了燃气轮机的排气温度,最终达到降低燃气轮机发电气耗的目的。

重型F级燃气轮机IGV开度对压气机效率的影响

压气机是燃气轮机的重要设备,其性能的高低直接影响燃机最大输出能力及性能,而压气机进口导叶(inlet guide vane,IGV)开度的变化,对压气机的运行效率及性能实现具有重要影响。研究实际运行中燃机IGV开度的变化与压气机效率之间的关系,对压气机运行特性分析,机组运行效率及安全具有重要意义。对三菱M701F4燃机的压气机运行数据进行收集分析,通过实际运行中的数据分析发现,在外界环境压力及温度变化较小的情况下,IGV开度对压气机效率的影响存在一定的动态变化关系。当IGV开度达到某一个值之前,IGV开度对压气机的效率影响较大,而对压气机出口压力及温度的影响相对较小;随着IGV开度的增加,其对压气机出口压力及温度影响逐渐加强,直至IGV全开,压气机出口压力及温度达到稳定。

某型压气机IGV驱动机构的安装分析

本文通过介绍某型压气机IGV驱动机构的组成,结合实际工程安装经验,对安装过程可能遇到的问题进行了分析解决;着重对操纵环的同心问题及如何保证IGV的初始安装角度进行分析,并给出了解决方案。

烟气再循环联合循环中燃气轮机温度控制方案

在部分负荷工况下,采用余热锅炉排气再循环与压气机进口导叶调节联合应用(EGR-IGVC)策略,可有效改善燃气轮机联合循环性能.但此策略若配合联合循环电站部分负荷工况中燃气轮机常采用的等T3(透平入口温度)-T4_(m)(透平排气温度最大允许值)温控方案,在较低负荷下会造成较大的底循环[火用]损失,底循环做功能力下降明显.提出了一种更适用于EGR-IGVC策略的等T3-T4_(m)-T4_(d)(透平排气温度设计值)温控方案,以PG9351FA型燃气轮机联合循环为研究对象,采用能量与[火用]分析方法,对比研究了EGR-IGVC策略配合两种温控方案时的联合循环部分负荷性能.研究结果表明,当环境温度为15℃,部分负荷率在80%负荷以上时,EGR-IGVC策略配合等T3-T4_(m)方案效果仍为最佳;在30%~80%负荷时,与配合等T3-T4_(m)方案相比,EGR-IGVC策略配合等T3-T4_(m)-T4_(d)方案可使燃气轮机效率提高0.15~0.47个百分点,余热锅炉[火用]损失减少0.51%(2.15 MW)以上.研究亦表明,当环境温度在0~40℃间变化时,采用等T3-T4_(m)-T4_(d)方案总能获得更高的联合循环效率,且随环境温度上升,部分负荷效率增幅更为明显.

一起SFOG型单级高速离心压缩机的故障处理与原因分析

某900×10^(4)m^(3)/d天然气净化厂硫磺回收装置主风机KT-070801,为SFOG型单级高速离心压缩机。本文针对其近期多次出现的振动超高联锁故障,致使无法正常启机。从拆解、排查主机和附件,发现IGV叶片断裂被吸入机组,断裂叶片与压缩机叶轮剧烈碰撞,导致振动超高和叶轮损坏,在更换IGV叶片和压缩机叶轮后恢复正常。还从IGV阀位异常、IGV叶片材质和中控监盘3个方面深入探讨故障产生的根本原因。

某型发动机压气机第1级整流叶片疲劳试验研究

对某型发动机压气机第1级整流叶片进行了疲劳试验研究。确定了圆柱形榫头叶片的试验装夹方式,进行了2种工艺叶片振动疲劳强度试验的对比,根据对比结果,优化了加工工艺,进行了首批研制检验。对计算和试验结果进行了分析。

变几何叶片对压气机特性影响的实验研究及分析

利用带导叶的单级轴流压气机实验台 ,详细测量了进口导叶无预旋、全叶高预旋 2度和叶顶端部预旋 2度对压气机总性能、基元性能及失速边界的影响。在设计及非设计转速下 ,通过对比三种导叶几何条件下的性能曲线 ,探讨了导叶预旋在非设计转速下的扩稳效果及设计转速下对压气机性能的影响 ,分析了利用端弯技术扩大压气机稳定工作范围的机理 ,该研究进一步说明了端弯技术是推迟轴流压气机不稳定流动发生的有效手段之一 。

跨声速轴流压气机不同工况下转子激波与导流叶片尾迹相互干涉研究

应用3维黏性流动计算软件Fine/Numeca,对某型1.5级跨声速轴流压气机进行内部流场和全工况特性数值模拟,得到该压气机特性曲线。在最高效率点和近失速点,在2种质量流量下,对压气机内部流场进行非定常对比计算,分析了在质量流量变小时,压气机内部流场的变化情况。

导叶预旋对扩压器进口非定常流动的影响

使用X热线热膜技术,在设计流量下研究了3个不同进口导叶(inlet guide vanes,IGV)预旋角对叶片扩压器进口流场的影响。分析表明:集平均速度在不同预旋角下变化明显,且其在不同叶高处的变化规律不同。10%叶高处,3个预旋角下集平均绝对气流角均为负冲角;50%叶高处,?20°预旋角和0°预旋角下气流角为负冲角,但20°预旋角下在主叶片尾迹区附近出现正冲角;90%叶高处,集平均绝对气流角几乎均为负值。3个预旋角下,时间平均气流角在10%、50%和90%叶高处分别改变1.4°、2.2°和1.3°,表明预旋角对扩压器进口气流角影响较大,且对中间叶高处气流角的影响明显大于轮盘和轮盖侧;不同叶高处时间平均脉动角变化不超过0.6°,表明预旋角对脉动角影响相对较小。气流角沿叶高变化较大,推荐扩压器叶片进口缘沿轴向适当扭曲。

轴流压气机级内三维粘性流动的数值模拟

考虑轴流压气机中实际气流沿径向和周向都不均匀的特点,采用亚松弛方法改进传统的混合界面模型,发展了轴流式压气机级内全三维粘性流场的数值计算程序,并以某轴流式双排对转压气机的进口导叶/转子为研究对象,将本文发展的程序与商用NUMECA软件的结果进行对比,对本文发展的程序进行了验证。对比结果表明:由于混合界面法引入了"人工掺混",商业软件计算得出的总压在通过交界面时存在一定的总压损失,而自编程序计算结果保证了总压在交界面处的一致性。流场分析结果表明:该转子叶片在设计工况下处于负攻角状态,在导叶出口轮毂处、压力面50%弦长处、吸力面靠近尾缘处均出现了轻微的流动分离现象。

离心压缩机内进口导叶后面流场的实验研究

在不同的进口导叶预旋角度下对一单级离心压缩机级进口导叶后面的流场进行了测量,分析了进口导叶预旋角度对流动及性能的影响。结果表明:在适当的流量工况下,选择不同方式的进口导叶预旋,可以使得压缩机级的运行得到优化。-20°预旋角是在设计扩压器进口安装角下使压缩机运行最理想的工况。由于叶轮旋转的影响,以及非对称形状的蜗壳在叶轮进口形成的不均匀的流场,使得在进口导叶零预旋时,叶轮进口的流动具有预旋,其同轴向的夹角约为10°。当体积流量减小时,由叶轮旋转和蜗壳形状引起的预旋角度也相应的减小。

带前置导叶离心压缩机非定常流动的数值模拟

利用CFX对无导叶和前置导叶大预旋角度下离心压缩机内部流动进行了数值模拟,分析了叶轮表面的压力分布规律.前置导叶正预旋40°的非定常流动计算结果显示,导叶及叶轮表面均发生了流动分离,导致流场内产生了较大的压力波动,波动主频率为2 422 Hz,叶轮流道内旋涡的周期性发展是导致叶片表面压力波动的主要原因.

基于变背压改造的燃气-蒸汽联合循环变工况性能优化

为了优化燃气-蒸汽联合循环变工况性能,本文对常规燃气-蒸汽联合循环系统进行改造,提出了一种变背压改造方法。改造系统在常规联合循环机组的余热锅炉尾部烟道布置引风机,以此降低机组部分工况下的燃气透平背压。以S109FA燃气-蒸汽联合循环作为参比机组,通过对参比机组和改造机组建模,采用等透平入口温度+燃料调节运行策略,分析并比较了二者的变工况性能。结果表明:与参比机组相比较,改造机组部分负荷下的顶、底循环效率均有所提高,联合循环负荷在84%~35%时,顶循环效率提高0~2.7百分点,底循环效率提高0~3.0百分点,联合循环的效率也相应提高,增幅为0~2.5百分点。变背压改造系统可以充分利用IGV流量调节,并提高相应流量下的燃气初参数,为燃气-蒸汽联合循环电站高效改造及运行提供了技术借鉴。

Exploration of combined adjustment laws about IGV,stator and rotational speed in off-design conditions in an axial compressor

Experimental investigations are performed in a three-stage low-speed axial compressor with variable inlet guide vanes(IGV) and adjustable stators.The characteristics of the compressor,especially the efficiency and stall margin,are analyzed in design and off-design operation conditions by adjusting stagger angles of IGV and stators as well as changing the rotational speed.The experimental results show that the off-design performance of the multistage axial compressor is improved by restaggering of IGV and stators related to rotational speed.Considering the background of engineering applications,digital signal processing(DSP) technique is used to realize online adjustment of stagger angles according to the corresponding relations between incidence angles of rotor and rotational speed.

M701F燃气轮机压气机入口可变导叶机构介绍

就压气机特性分析了IGV的功用、原理,介绍了M701F型燃机可变导叶机构结构与控制。

航空发动机压气机导叶主备控制切换研究

为了提高任务可靠性,某型航空发动机压气机导叶控制装置采用双余度电液伺服阀作为电液转换装置,同时采用高速电磁阀作为备份。为了保证压气机导叶主备伺服回路切换过程的稳定性,基于建立的导叶伺服控制系统模型,对识别出的主备伺服回路切换过程的关键因素进行仿真研究及试验验证。研究结果表明,当主控伺服回路出现故障后,通过缩短转换活门切换时间、减小电液伺服阀零偏和高速电磁阀热备份的处置方式,可以有效减小切换过程的扰动。

联合循环机组压气机喘振裕度低事件分析

本文通过对M701S(DA)机组压气机喘振裕度低急降负荷事件的调查,对喘振裕度计算逻辑进行了分析,找出影响压气机喘振裕度的因素。从IGV切换时机、喘振裕度保护设定函数的合理性等方面进行了阐述,找出了机组喘振裕度低急降负荷的原因,并从多方面提出了该问题的解决办法,解决了困扰机组急降负荷的问题。

燃气轮机的控制及其应用

介绍了出口乏气温度、入口空气温度对PGT10燃气透平的影响;MS5002C燃气透平的使用经验;应用MARKⅥ三冗余控制系统的经验。

压气机喘振基本原理及控制手段研究

压气机喘振是燃气机组运行中可能出现的损害较大的异常工况。由此,本文首先对压气机喘振机理与形成因素进行分析,然后阐述避免压气机出现喘振故障的措施,最后论述北京京能未来燃气热电有限公司防止压气机喘振的限制器及财务的保护措施。