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增强型压气机燃气轮机控制系统设计

9FA燃气轮机是目前国内商业运行最广泛的重型燃气轮机之一,由美国GE公司研发。国家引进美国GE公司、日本MHI公司和德国Siemens公司三家公司生产的F级重型燃气轮机后。由哈电集团负责GE公司9FA燃气轮机的生产和试验工作。为了消化吸收GE公司9FA燃气轮机先进的材料、制造和控制技术,哈电集团在秦皇岛投资新建了哈电集团(秦皇岛)重型装备有限公司,开展9FA燃气轮机的生产制造和试验工作,并对9FA燃气轮机的相关技术进行研究,同时也达到了为国内自主研发重型燃气轮机做准备的目的。本文首先对燃气轮机的热力性能进行了详细的研究。依据Brayton热循环和燃气轮机热力学原理,介绍了影响燃气轮机效率和稳定性的关键因素,以及提高燃气机性能的两条途径。其次,对控制系统硬件包括控制系统、进口可转导叶、压气机抽气阀和网络构成的进行了研究和搭建,对控制信号和控制常数进行了设定,接着对控制逻辑进行了研究,对控制系统进行模块化设计,设计了测试模块、SUF  (本文共67页) 本文目录 | 阅读全文>>

《黑龙江科技信息》2017年16期
黑龙江科技信息

浅谈压气机部件退化对发动机性能的影响

发动机气路性能分析(Gath Path Analysis,GPA)技术是发动机健康管理技术的一个分支,主要是指基于气路测量参数对发动机的健康状态进行评估和分析的方法。在发动机的寿命期限内,各个部件的性能随着工作循环数的增加逐渐退化,最终导致发动机整机性能发生退化。压气机作为航空发动机的主要部件之一,它的退化直接影响和反映了发动机整体的退化程度,具体表现为流通能力、压缩做功能力下降,工作效率降低。2007年,美国陆军研究实验室与NASA格林研究中心研究出了基于卡尔曼滤波器的涡轴发动机压气机部件退化估计算法,并成功验证了多组试验样本。相比之下,我国在此领域还存在着较大差距,特别是在工程应用方面。我国的相关高校和研究机构虽然围绕卡尔曼滤波器退化估计算法及机载自适应建模理论开展了大量的研究,但绝大多数都是基于发动机非线性部件级模型模拟退化仿真开展退化评估算法设计及验证,鲜有基于真实试验数据或飞行数据的退化估计报道。本文旨在通过模拟退化仿...  (本文共2页) 阅读全文>>

《航空发动机》2017年04期
航空发动机

压气机稳定边界的数值预测研究

0引言航空燃气涡轮发动机的风扇/压气机的长度、质量在整台发动机中占比很大,生产、维护费用高昂,其性能不仅影响推重比、耗油率等性能参数,而且对整机稳定性也影响巨大,其性能优劣直接影响整机的研制。发动机的设计总是要求风扇/压气机在保持高效率和足够稳定裕度的条件下,实现以更少的级数达到更高的增压比,同时还要满足强度、可靠性、噪声、隐身等方面的要求[1]。为了增加发动机推重比、降低耗油率,风扇/压气机向高压比和高级负荷方向发展,必然使风扇/压气机端壁和叶片吸力面的附面层承受更大的逆压力梯度,在这种情况下风扇/压气机内部流动更容易分离,其稳定性就难以得到保证,因此对气动稳定性研究越发重要。航空发动机推重比的不断提高,需要高性能、高效率和高稳定性的风扇/压气机,也需要不断发展完善风扇/压气机气动设计体系中与之相适应的设计和计算方法。自航空燃气涡轮发动机出现以来,压气机稳定性一直是压气机设计和研究人员关注的问题。随着研究人员对压气机内部流动认...  (本文共8页) 阅读全文>>

《推进技术》2017年10期
推进技术

叶根负荷对低速压气机失稳过程影响实验研究

1引言压气机的流动失稳问题作为当前压气机研究的一个热点而备受关注。一方面,准确控制流动失稳意味着压气机稳定工作裕度的提高,另一方面,深刻认识流动失稳可以在压气机研发阶段为其气动设计提供重要参考。为了满足对更高性能压气机的迫切需求,理解压气机流动失稳过程及其影响机制就显得尤为重要。旋转失速作为压气机中最常见的流动失稳现象,广泛见于以前的研究中,几种典型的旋转失速先兆也得到证实。模态波[1,2]作为一种长波型扰动,其在压气机进入旋转失速前几十个甚至几百个转子转动周期前就能被探测到。模态波的周向传播速度约为20%~50%转子转动频率,其波长尺度与压气机周长近似。突尖波[3]则是一种三维、小尺度的局部性扰动,其波长尺度与压气机叶片通道的长度近似。突尖波出现后,压气机将在几个转子转动周期内迅速进入旋转失速状态,其在周向的传播速度约为70%~80%转子转动频率。在最近的研究中,许多区别于上述两种形式的失速先兆及失稳过程被发现。Dodd和Va...  (本文共7页) 阅读全文>>

《国外内燃机》2016年02期
国外内燃机

电动压气机的发展新动向

1电动压气机是新的发展趋势发动机小型化和升功率的不断提高,推动了两级和多级涡轮增压的迅速发展,但是由于其复杂的结构和昂贵的成本,并且两级增压系统在低转速状态时的动态加速响应特性总是逊色于自然吸气式发动机,因而电辅助涡轮增压和电动压气机应运而生。近几年混合动力兴起,特别是48V汽车电路的应用为电动压气机的发展提供了非常有利的条件,尤其是以其特有的优点获得了实际应用,显示出了良好的发展前景。电辅助涡轮增压并非是新生事物,早在1940年德国MTZ杂志上就已介绍“由废气涡轮驱动增压器的情况下,废气流不足会降低增压能力”。电动压气机可以作为1个部件布置在涡轮与压气机之间的连接轴上”。当时,瑞士苏黎世州温特图尔市的Sulzer持有与此相关的专利。那么,这种与多级增压相竞争的方案意味着什么?它们在汽油机和柴油机上的应用又有哪些差异?电动压气机能否与轻度混合动力竞争或相互取长补短?这些都是目前十分令人关注的问题。与电动压气机不同,电辅助涡轮增压...  (本文共5页) 阅读全文>>

《机械工程师》2015年05期
机械工程师

篦齿封严对多级压气机级间气动参数的影响

0引言篦齿封严结构被广泛应用于燃气涡轮发动机压气机静子内环和转子鼓筒之间的密封。篦齿封严对压气机气动性能的影响不可忽视。1958年Jefferson等[1]认识到泄漏流量随着封严间隙的增大而增大,多级压气机性能也随之趋于恶化;R.M.Hawkins等[2-5]通过比较各种泄漏流量对压气机性能的影响,认为1%的效率降低对应0.9%的泄漏流量。Wellborn等[7]发现静子内环泄漏会对下游叶排全叶高产生影响;高学林、袁新[8]对某轴流压气机中3排叶片在不同的静叶气封间隙下进行了定常和非定常数值模拟,认为随间隙增大,压气机性能下降;顾春伟等[9]优化了篦齿封严结构,通过定常和非定常计算研究了优化前后内部流动和整体气动性能的变化。国内外文献大多集中在描述篦齿封严结构内部的流动或单排篦齿封严结构对压气机性能的影响,罕有针对多级压气机环境下多排篦齿封严结构对级间气动参数的影响方面的研究,为此,本文以一台五级低压压气机为例,对其中的第一、二...  (本文共3页) 阅读全文>>