Back Pressure Characteristics for Turbine Channel of External-Parallel TBCC Inlet

For investigating the back pressure characteristics of turbine channel of an external-parallel turbine-based combined cycle(TBCC)inlet during the mode transition with the freestream air Mach number of 1.8,wind tunnel tests and numerical simulations are carried out.The results show that the critical back pressure of the turbine channel decreases linearly with the decrease of the open degree of splitter plate.The turbine channel has self-starting capacity when the open degree of the turbine channel is 100%.The total pressure recovery coefficient increases with the increase of back pressure when turbine channel is at supercritical and critical state.The mass capture ratio,total pressure recovery coefficient and outlet pressure ratio decrease obviously when turbine channel is at subcritical state.Results of the research would provide scheme reference and technology storage for TBCC propulsion evolution.

某300MW机组高压进汽结构气动优化

采用数值模拟的方法对某300MW汽轮机的高压进汽结构进行了气动优化,通过增大关键部位通流面积、增大过渡倒圆,降低了流速,总压损失由4.11%降低到0.045%,出口静压不均匀度由0.67降低到0.020。

天然气余压发电透平发电机组控制特性研究

本文研究了透平发电机组的物理模型,重点详细介绍了透平膨胀机调速系统、同步发电机、励磁系统的工作原理。并据此利用MATLAB/Simulink建立起透平发电机组数学模型,主要包括透平膨胀机及其调速系统、同步发电机及励磁系统、电力负载模型等。然后根据建立的仿真模型对透平发电机组运行工况进行了常规PID仿真研究,在此基础上,对系统的控制方法进行优化,采用模糊PID控制进行了空载启动和投切负载的仿真研究,根据仿真结果对比了常规PID和模糊PID的控制性能,仿真结果显示模糊PID控制器比常规PID控制器的启动时间更短、超调量更小,使得发电机组的响应过程更加快速、稳定。

重型燃气轮机侧向进气蜗壳参数化设计方法研究

重型燃气轮机侧向进气蜗壳会带来额外进气损失并产生进气畸变,这将会影响压气机的效率和稳定性,进而影响整机效率。目前侧向进气蜗壳的设计仍以经验设计为基础,并未形成系统化的侧向进气蜗壳参数化设计方法,尚无各关键无量纲参数的推荐取值范围。该文基于传统的蜗壳设计理论,针对侧向进气道蜗壳进行简化设计,并通过数值模拟方法研究其内部流动机理,明确进气蜗壳内的流动损失主要来自导流锥两侧的剪切涡、支板绕流涡和收缩段边界层。在此基础上,提出一种参数化设计方法,研究几何结构对进气蜗壳总压损失和出口气流不均匀性的影响。结果表明,收缩段入口直径、锥底直径和锥角对进气蜗壳气动性能影响较大。最后,该文给出各设计参数的推荐取值范围,可为未来高性能侧向进气蜗壳设计准则制定提供基础。

大型水轮机组减压阀系统不稳定性分析及改进研究

大型水轮机组在水力发电厂的运行中起着至关重要的作用,而减压阀系统作为其中一个重要的组成部分,直接影响着水轮机组的运行稳定性和安全性。然而,在实际运行中,一些大型水轮机组减压阀系统存在着不稳定性问题,严重影响了其运行效率和安全性。因此,对大型水轮发电机组的减压阀系统在运行过程中的不稳定性深入分析和改进研究具有重要的意义。本文通过某大型机组实际运行过程中的减压阀不稳定运行案例分析,提出了减压阀上腔出水管路上安装节流阀的改进方案,通过现场试验分析,此方法可有效控制减压阀开启速度,进而稳定减压阀阀后压力,为大型水轮发电机组稳定运行提供安全保障。

重油催化裂化机组仪表隐患治理

本文着重介绍了二套ARGG装置机组仪表安全隐患治理,如何通过新思路及技术手段,对机组存在的设计缺陷、设备老化、仪表隐性故障进行分析,通过对喉部差压引压点加热吹风、烟机轴系探头加冷却风、静叶位置变送器加冷却风等仪表改造,以提高仪表设备安全性、可靠性,减少机组停机故障率,实现机组长周期平稳运行。

某超临界双抽背压供热机组停机不停炉稳定供汽研究

在某超临界双抽背压供热机组停机不停炉工况下,对机组高压旁路调节阀的控制方式和高压旁路调节阀调节对象的自动切换方式进行研究.采用多级脉冲控制技术实现高压旁路调节阀的全行程控制.结果表明:利用汽轮机跳闸信号自动触发高压旁路调节阀调节对象切换器,实现了主蒸汽和再热蒸汽作为供汽汽源的无扰切换.同时,利用汽轮机跳闸信号触发锅炉快速减负荷,实现了机组整体安全稳定运行.该研究实现了机组在汽轮机跳闸、锅炉运行工况下稳定供汽的功能.

某进口350MW汽轮机低压第2级叶片和叶轮开裂故障原因分析

某厂3号汽轮机为GE设计生产的350-16.7/538/538型凝汽式汽轮机,在2021年10月份检修过程中发现汽轮机侧和电机侧低压第2级叶片多个叶根及多处叶轮存在裂纹。通过叶片故障调查,叶片材料和断口理化检验分析,叶片数值计算分析评估,结果显示:第2级叶片和叶轮的裂纹失效模式均为微动磨损引起的疲劳开裂,源区位于第1齿叶根和叶轮接触的磨损部位;叶根和叶轮开裂的主要原因是运行工况下叶根3对齿受力不均匀致使叶根与叶轮第1齿局部接触应力偏低,从而造成叶片组的一阶动态振动落入k=20共振区域,叶片组振动下传至叶根和叶轮的接触处,使叶根与叶轮第1齿接触面处出现微动滑移并造成疲劳损伤,接触处逐渐萌生微裂纹并扩展,直至断裂;机组负荷频繁波动和深度调峰运行加速叶根和叶轮的微动磨损及微裂纹萌生,促进了叶根和叶轮裂纹萌生与扩展。

不同叶片进口安放角的余能回收水轮机性能研究

针对余能回收水轮机叶片进口安放角在较大范围内取值影响其性能的问题,首先建立进口安放角与最优单位转速之间的理论关系,并根据余能回收水轮机的特点确定数值仿真模型,然后对输水管网余能回收水轮机给定三种进口安放角的转轮进行对比,在相同流量、水头和转速条件下进行数值仿真,比较了转轮内部流场和性能。结果表明,余能回收水轮机的最优单位转速与叶片进口安放角负相关,进口安放角在30°~70°之间取值时最优数值预测效率为92.72%~93.60%,进口安放角与最优效率值之间无显著关联,但随着进口安放角减小水轮机高效区对应的单位转速增加。通过改变进口安放角取值来增大余能回收水轮机适应的工况范围可行,研究成果可为余能回收水轮机的设计提供参考。

进气径向畸变对燃烧室性能影响研究与预测

针对燃气轮机在实际运行过程中燃烧室进口速度分布不均匀问题,采用数值模拟方法对直流环形燃烧室开展数值模拟计算,分析了不同进气速度畸变位置与畸变强度下燃烧室的流场与温度分布特性,并给出了一种畸变条件下燃烧室性能预测模型。结果表明:不同进气速度径向畸变位置与畸变强度对扩压器内和机匣前段流场形态影响较大,燃烧室空气分配比例改变,温度分布有所差异。燃烧室工况改变对空气分配比例、燃烧效率和总压损失的影响不大。进气速度畸变对燃烧效率影响不大,主要影响到总压损失的变化。随着畸变程度提高,空气分配比例变化明显,总压损失随之增大。进气畸变对燃烧室出口温度分布的影响规律较为复杂,影响程度与进气畸变的不均匀度、畸变形式和工况密切相关,变化范围为-30%~20%。在此基础上,给出了适用于进气径向畸变条件下的燃烧室部件特性预测模型,经验证预测模型的误差在3.5%以下。

旋转爆震涡喷组合发动机设计点计算模型研究

提出了一种旋转爆震涡喷组合发动机构型,并基于GSP计算平台针对该组合发动机搭建了总体性能分析模型,针对爆震燃烧模块建立了气动热力学等效计算模型,重点进行了发动机设计点循环参数选择和性能敏感度分析计算。根据建立的模型,研究并分析了不同设计点的选择对组合发动机循环参数选择的影响,获得了爆震燃烧室出口温度的变化以及从涡轮机引气给爆震燃烧室的最佳引气比例(文中定义为分流比)对组合发动机性能的影响规律。结果表明:可满足该组合发动机性能需求的最优设计点涡轮前温度和压气机压比分别为1173 K和6.5;组合发动机推力性能随爆震燃烧室出口温度升高而提高,燃油经济性随爆震燃烧室出口温度升高而降低;控制其他变量不变,发动机推力随分流比增大而增大,耗油率随分流比增大而升高;在H=15 km、Ma=2的巡航状态点,组合发动机推力最大时对应的分流比为0.45。

风电齿轮箱行星轮滑动轴承油膜特性分析

随着风电机组朝着大兆瓦机型、深海风电场发展,滑动轴承在风电齿轮箱中相比滚动轴承具有更大的优势,风电轴承的“滚滑替代”成为风电行业面临的一项新挑战。本文采用CFD仿真方法,对某大兆瓦风电齿轮箱一级行星轮滑动轴承的油膜承载特性进行仿真模拟。研究了滑动轴承油膜的压力分布,并积分计算了油膜的承载能力,获得了进油压力及轴承转速对风电齿轮箱一级行星齿轮滑动轴承油膜承载能力的影响规律。研究结果表明:进油压力对油膜压力及承载力的最大值影响为0.2%,轴承转速对油膜压力及承载力的最大值影响为20%,油膜压力及承载力对轴承转速相比进油压力的敏感性更加明显,为风电齿轮箱行星齿轮滑动轴承的设计计算提供了参考依据。

调节进汽压力的抽汽式汽轮机系统及控制方法

在石油和化工行业,由于工艺流程的特殊性,存在着一种调节进汽压力的抽汽式汽轮机系统。该系统通过使用抽汽式汽轮机作为驱动机实现既调节汽轮机进汽压力又确保输出压缩机所需功率的目的,达到既保前压又保负荷的效果。该系统仅使用一台抽汽式汽轮机就完全消耗化学反应炉内产出的蒸汽量,从汽轮机的抽汽口外供富余蒸汽,从而提出了一种处理化学反应炉富余蒸汽的新方案。本文主要介绍该抽汽式汽轮机系统的特点及控制方法与保护措施。

烧结环冷机水密封改造提高余热发电量

某钢厂烧结机双压余热锅炉,由于环冷机下密封为填料密封,上密封为耐高温不锈钢片,正常运行漏风量大,余热回收利用率低,影响了系统发电量。经分析后,对环冷机及其配套设备进行了升级改造,既满足了环保要求,又提高了系统发电量。

水轮机组与电网耦合对电网动态稳定的影响

电网多次发生水轮机组参与的功率低频振荡现象,产生机理不明,严重影响电网的安全稳定运行。本文以江西柘林水电厂为例,首先分析其水轮机组尾水管水压脉动情况以及对输出机械功率的影响,其次根据尾水管水力系统物理特性,建立考虑尾水管压力动态的水轮机组模型。采用时域仿真方法,探讨了水轮机组水力系统与电网之间的耦合作用,研究了水轮机组尾水管水压脉动对电网动态安全稳定的影响。仿真结果表明:当水轮机组尾水管水压脉动频率与其发电机所在电网中的自然振荡频率相同或接近时,有可能发生共振而引发电网的功率振荡,造成电网动态稳定的破坏。研究结果对分析电网低频振荡产生原因具有一定的参考价值。

进气压力对燃气轮机预混燃烧稳定性影响

燃气轮机预混燃烧条件下易出现燃烧不稳定,而已知燃烧室进气压力为影响燃烧稳定性的关键因素之一。为了研究燃烧室进气压力对燃气轮机预混燃烧稳定性的影响规律,以某重型燃气轮机分管型燃烧室为研究对象,保持燃烧室燃空当量比、进口温度、流量等参数不变,仅改变燃烧室进气压力,采用数值分析方法对燃气轮机燃烧室内流场进行计算,监测燃烧室不同位置的压力,并对压力数据进行统计学分析和频谱分析。结果表明:不同进气压力条件下,燃烧过程中均存在多个特征频率;随着燃烧室压力增加,燃烧室压力脉动变强烈,主频幅值逐渐增加;相同进气压力条件下,燃烧室监测点的压力振动比火焰筒中部振动强烈;轴向振动振型是燃烧振荡的主要振型。该研究结果可为燃气轮机燃烧室的设计改型及机组安全稳定运行提供理论依据,并为进一步的试验研究奠定基础。

大型汽轮机高压进汽阀启动过程换热规律研究

基于数据分析和有限元模拟计算,研究了汽轮机组高压进汽阀在冷态启动过程中的换热规律,并通过分析现场实测数据,得到了高压阀门在启动过程中所经历的凝结换热和单相对流换热2个阶段的特点.根据实际情况,在归纳已有的传热系数计算经验公式的基础上提出了逐步逼近法,并对2种方法应用于同一实际启动算例进行比较.研究了传热系数在计算不同阀门和启动过程的适用特点.结果表明:逐步逼近法计算结果更准确、更符合实际情况;传热系数可以在一定范围内适用和推广.

氦透平膨胀机膨胀端机理与控制分析

为实现氦透平膨胀机的自动控制,据透平膨胀端的结构,从控制的角度,采用一元稳定流动理论来简化模型,分析了氦气经过喷嘴、工作叶轮和扩压器的机理,得到了压力与流量、流速等的关系。据此引出两个透平的主控变量:透平转速和入口阀开度,详细阐述了一种透平转速设定值的计算方法,列举了几个影响因子及其确定方法,并给出了转速设定值预处理的流出图。最后针对入口阀提出了一种基于转速和影响因子的控制方法。

导叶不同步装置降低蜗壳进口压力的机理研究

利用基于特征线原理的蜗壳进口压力的表达式 ,结合含导叶不同步装置的水泵水轮机的全特性曲线 ,对高水头抽水蓄能电站中 ,低比转速水泵水轮机甩负荷时 ,导叶不同步装置降低蜗壳进口压力的机理进行了理论分析和探讨。导叶不同步装置的及时投入 ,增大了流量特性曲线在“S”特性影响区内的正斜率 ,减小了水轮机甩负荷时每一时间步长内的蜗壳进口压力的上升幅值 ,从而在一定程度上降低了蜗壳进口压力的最大值 ,但并不改变蜗壳进口压力的双峰特性。另外 ,在水轮机甩负荷工况的同时 ,MGV装置的延时投入时间越短 ,预开启导叶的附加开度的增加速率越快 ,蜗壳进口压力的最大值就降低的越多。

大涵道比涡扇发动机涡轮过渡流道一体化设计研究

为了提高大涵道比涡扇发动机气动性能,降低其燃油消耗与污染物排放,同时考虑成本与重量因素,针对其高、低压涡轮之间的过渡流道,提出了一体化概念,即新设计的支板代替原型整流支板与低压涡轮第一级导叶,使其也能够为下游转子提供合适的进气条件。对一算例开展了设计工作,并通过数值模拟进行了流场分析,结果表明带一体化支板涡轮过渡流道与原型涡轮过渡流道出口马赫数与切向速度吻合很好,验证了一体化设计的有效性。带一体化支板的过渡流道设计点工况总压损失为4.3%,较原型流道总压损失略有增大(原型流道总压损失4.1%),但带一体化支板的过渡流道更能适应非设计点工况,具有一定的优越性。