基于精细化模型的燃气轮机启动过程建模及半物理仿真验证

来源 :热能动力工程 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hanlu198723620
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针对燃气轮机启动特性的研究中较少考虑关键辅助系统的影响,以某型号F级燃气轮机为研究对象,建立了一个包括本体系统、进排气系统、冷却空气、防喘放风、静态变频器和阀门执行机构等在内的精细化启动过程仿真模型.对该模型进行设计点工况验证,最大误差能控制在0.15%以内.通过dSPACE系统与实际电厂控制逻辑相连,构建半物理联合仿真平台.对燃机模型在启动瞬态过程的特性进行仿真分析,并与实际电厂运行数据对比,最大偏差发生在刚点火之后,其中转速偏差为11 r/min,压气机出口压力偏差为6 kPa透平排气温度偏差为9℃.
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由于缺乏航空发动机/燃气轮机服役环境下叶片温度、应变有效性检测的技术与装置,所以工作叶片的温度环境、载荷环境和应变分布等关键数据的缺失是故障检修工作中的最大困难之一.采用非本征型法布里-珀罗(Extrinsic Farby-Perot Interferometric,EFPI)与光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感技术,研制了一种基于单模光纤的EFPI-FBG复合光纤传感器及其解调设备.通过搭建高温拉伸试验平台,开展了基于DZ125材料试件的复合光纤传感器高温、大应变测量的性能测
氦气离心压气机是预冷发动机氦回路的核心部件,但国内对氦气离心压气机的相关探究较少.为探究氦气离心压气机的压比设计方法,从离心压气机进口和出口速度三角形的角度,分析了出口安装角、滑移因子以及进气负预旋对叶轮做功的影响.提出了基于低出口安装角、高滑移因子和进气负预旋的高压比设计方法.根据此方法设计出了总压比为2.521、等熵效率为83.2%、喘振裕度为18.55%的氦气离心压气机,并通过数值模拟的方法对此压气机的气动特性以及流场进行了分析,证明了高压比设计方法的可行性.
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本文针对某型燃气轮机轴承腔压力异常升高现象,通过数据分析、现场排查、外观检查、尺寸测量、断口分析、仿真分析等方法,定位了故障原因,提出了压降调节器的阀由线接触的销钉结构改为面接触的垫圈结构的改进方案,使得接触应力由235.5 MPa降低至0.88 MPa,且燃气轮机1200h考核试验后未再出现故障,改进方案合理有效.
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