高炉煤气余压透平发电装置工艺流程概述及常见故障与处理

本文结合高炉煤气余压透平发电装置工艺流程及工作实践,并对TRT运行中部分常见故障处理进行分析。     

离心式多缸型氧气透平压缩机安装

近年来,由于冶金、化工等行业的迅速发展,各种大型制氧机组相继建成。随着气体动力学研究的不断深入,高压密封、小流量窄叶轮、多油楔轴承加工等技术的研制,使离心式氧气透平压缩机逐渐取代往复式氧气压缩机,成为压缩和输送氧气的关键设备。离心式氧气透平压缩机输送介质为高压、高纯度氧气,高压氧在高速回转的高温状态下遇到油脂就会产生自燃和爆炸,导致机毁人亡的重大事故发生,这一特点给离心式氧气压缩机的安装提出了更高的要求。     

泵作透平发电系统设计及PID参数整定

为了解决泵作透平发电系统运行不稳定的问题,提升发电品质,以泵作透平的运行特点及布置方式为研究对象,推导了泵作透平发电系统稳定运行的条件,设计了一套泵作透平发电控制系统.通过对系统中阀控模块、透平模块及同步发电机模块的数学模型分析,建立了系统基于Matlab的数值仿真模型,利用正交试验的方法优化确定了系统的PID控制参数.试验结果表明:当永态转差系数为0.02、暂态转差系数为0.45、缓冲时间系数为7.0、加速度时间系数为0.3时,系统具有良好的响应特性.     

带肋板尾缘开缝叶片内的流动传热性能研究

针对燃气透平带肋板的尾缘开缝叶片,采用RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes)方程求解结合SST γ-Re_θ转换模型数值方法,研究了3种来流湍流度、3种来流雷诺数和3种冷气质量流量比条件下叶片和尾缘开缝区域的流动传热性能,并与无肋板开缝叶片进行了对比,利用实验数据考核了数值方法的有效性。计算结果表明:随着来流湍流度的增大,带肋板的尾缘开缝叶片表面传热系数逐渐增大,开缝壁面的传热系数基本不变,能量损失系数和总压损失系数随之增加;在相同来流湍流度时,增加来流雷诺数可降低损失;增大冷气质量流量比对叶片表面的传热系数影响很小,但可显著提升开缝壁面的传热系数;与无肋板的开缝叶片相比,带肋板的尾缘开缝叶片表面的传热系数和压力系数更低,开缝壁面换热系数更高;当Re为2.0×10~6时,带肋板的开缝壁面平均换热系数比无肋板时的高14.46%,来流雷诺数分别为0.5×10~6、1.0×10~6、2.0×10~6时,相比无肋板开缝叶片,带肋板尾缘开缝叶片的能量损失系数分别增加了3.75%、5.91%、6.75%,总压损失系数分别降低了3.4%、3.37%、2.06%。     

具有可变几何喷嘴的增压器轴流涡轮热力计算方法

本文提出具有可变几何喷嘴的增压器轴流涡轮热力计算方法。引入三个脉冲系数将脉冲涡轮按等压涡轮计算。给定通流部分尺寸,利用可变几何喷嘴来满足所驱动压气机和涡轮的配合。考虑各部实际损失,采用吴仲华燃气热力性质表迭代计算求出反动度、喷嘴出气角和喉口面积。可给定废气初温时迭代所需的初压或给定初压时迭代所需的初温,并算出涡轮当量通流面积。计算结果表明迭代计算是收敛的,算出的喷嘴喉口面积与实际相符。     

扩压旋风风能系统气动性能试验研究

在旋风式风能系统的旋风塔出口配以扩压器和降压挡板，可以成倍地降低旋风塔底部压力系数，从而大幅度地提高风力透平功率。为说明扩压器及挡板效应．分别对一般旋风塔和配有扩压器及挡板的旋风塔进行了对比试验，结果表明，后者与前者相比．塔底中心压力系数的绝对值高出约３００％，透平功率高出约７０％。     

波浪发电用对向流翼笼式透平的实验研究

一种自行研制的新型波浪发电装置一对向流，翼笼式，低参数透平，该透平具有独特的壳体，能使叶轮在对向气通道时作定向旋转，从而带动发电机发电，实验证明该机运转可靠，效率高，又具有结构简单，易于制造，寿命长，成本低等优点。用于海上浮标灯的波浪发民装置，与发电机匹配好，且容易起动，还阐述了波浪发电装置的效率分析与计算，以及活塞实验研究，水池模拟实验和海上实验结果。     

透平叶栅中三维湍流的数值计算

先进叶轮机械中的流动过程是非常复杂的,高速大容量计算机技术的飞速进步促进了计算流体力学的发展,这将非常有利于叶轮机械流动的设计与分析,与无粘流场解法相比,N.S.方程解法提供了诸如粘性损失和传热等粘性效应的信息,但是,N.S.方程解法的计算和程序的编制比较复杂,因此要求应用有效的方法使得计算费用不至于太昂贵,目前人们正致力于使粘流的计算方法能付之于工程实际中应用,本文在应用非正交曲线坐标系表示的基本方     

射流角对带小翼凹槽叶顶冷却传热性能的影响

采用数值方法研究了发动机工况下透平级带压力侧小翼的凹槽叶顶冷却传热性能,计算获得了5种流向射流角、3种向压力侧偏转的气膜孔数量、4种向压力侧偏转的射流角布置时的带小翼凹槽叶顶的传热系数与气膜冷却效率,实现了带小翼凹槽叶顶冷却传热性能的提升。研究结果表明：倾斜的冷却射流能有效提升透平级带压力侧小翼凹槽叶顶的传热与冷却性能;随着流向射流角的增大,叶顶传热系数先减小后增大,当流向射流角为120°时,相对于竖直射流,叶顶面积平均传热系数减小了28.26%、气膜冷却效率增大了33.86%;靠近前缘的5个中弧线冷却孔向压力侧偏转能改善凹槽前部的冷却性能,与所有中弧线冷却孔均向吸力侧偏转的方案相比,叶顶面积平均传热系数减小15.65%、气膜冷却效率增大9.51%;当靠近前缘的5个中弧线冷却孔向压力侧偏转的角度为60°时,小翼叶顶的冷却传热性能最佳,与竖直射流相比,其面积平均传热系数减小38.84%、气膜冷却效率增大42.24%,且冷却流对带小翼凹槽叶顶覆盖的均匀性显著提高。     

低温氦透平膨胀机的热力设计及性能分析

针对我国航天领域某重点项目的研制任务，设计了一台氦气体轴承低温透平膨胀机，并对其热力性能进行了分析和讨论。提出了一种考虑膨胀机整体热力性能及机械性能的透平膨胀机系统多目标优化方法。解决了透平膨胀机使用不同工质时相似准则的选取方法，进而在自行开发的较为完善的透平膨胀机一元流动性能预测程序的基础上，获得了模化时所应遵循的相似准则数。以人工神经网络为基础实现了透平膨胀机的性能转换问题。试验结果表明，所研制的氦气体轴承透平膨胀机的绝热效率大于71％；在出口温度为12.8K时，膨胀机效率已达到75％；膨胀机的最大制冷量接近2kW。