联合循环机组中燃气轮机部件劣化对功率效率的敏感性分析EI北大核心CSCD

我国以市场换技术方式引进的F级燃气轮机,运行多年后其部件劣化不可避免。以机组现场运行数据为基础,应用回归分析法建立了燃气轮机的运行特性模型,并结合三压再热余热锅炉模型,研究了不同IGV开度下压气机劣化和透平劣化对联合循环机组功率、效率影响规律,以及对劣化所带来的影响提出了应对措施。以MPCP1-M701F联合循环机组为研究对象,分析表明:在相同IGV开度下,功率、效率的变化与部件劣化程度基本呈线性关系,透平劣化对功率、效率的影响大约是压气机的3倍;随着IGV开度的减小,功率对2种部件劣化的敏感性因子都呈下降趋势,效率对压气机劣化的敏感性因子呈上升趋势,但是对透平劣化的敏感性因子呈下降趋势。为弥补部件劣化带来的联合循环功率、效率下降,提出了调整IGV开度和改变透平排气温控线的方法来改善劣化工况,分析结果为挖掘机组的节能潜力提供参考。     

PG 9351FA燃气-蒸汽联合循环机组性能劣化研究

为定量分析燃气-蒸汽联合循环机组性能劣化程度,提出机组在不同负荷下的性能-时间劣化研究模型。基于PG 9351FA型联合循环机组历史运行数据,利用GA-BP神经网络建立各年份燃气轮机效率及联合循环效率预测模型。在THERMOFLEX仿真软件中建立联合循环全工况物理模型,研究压气机和透平不同劣化程度对系统性能的影响。结果表明:基于数据驱动的系统效率预测模型的测试集相对误差均在3.5%以内,且相关系数R值均高于0.9,模型泛化能力较好;同一负荷下燃气轮机效率和联合循环效率逐年降低,机组A级检修对其高负荷工况下的效率有较明显恢复;透平劣化对机组性能的影响大致为压气机劣化的2倍。本文工作可为劣化机理的研究提供理论指导,具有工程应用价值。     

9FA燃气轮机压气机隐患分析及升级改造

介绍了漕泾热电9FA+e燃气轮机压气机的运行检修情况,从燃气轮机组运行模式、部件设计等方面分析了压气机存在的安全隐患和给机组运行带来的不利因素,提出将压气机按第4升级包进行改造。实践表明:改进后的压气机性能得到提高,安全可靠性得到增强。     

基于温度特征量的风电机组关键部件劣化渐变概率分析

为了掌握风电机组关键部件劣化程度及渐进变化趋势,提出基于温度特征量的风电机组关键部件劣化渐变概率分析方法。针对采用固定阈值不能准确确定劣化度的问题,利用风电机组关键部件的温度特征量和转速信息,分别提出基于数据拟合和机群划分思路的劣化度上下限动态阈值确定方法。考虑部件劣化度会受运行工况和运行时间的影响,应用非参数核密度估计法建立风电机组关键部件劣化度的概率密度函数,提出不同监测周期内的渐变趋势概率分析方法。以实际的风电机组发电机后轴承劣化渐变情况为例,基于某实际风电场历史监测数据,对提出的动态阈值确定和部件劣化概率分析方法进行验证,并与采用固定阈值确定方法进行比较。结果表明,所提方法更能准确确定部件的劣化度,能有效分析风电机组关键部件劣化渐变趋势。     

基于MATLAB的微型燃气轮机建模与仿真研究

利用MATLAB软件中GUI程序,建立了包括微型燃气轮机进气管、压气机、换热器、燃烧室、透平、发电机等部件和性能参数换算模块的整体模型。计算了微型燃气轮机在不同环境温度、不同海拔高度下的发电量和发电效率,将发电量和扭矩等参数的测量值换算成标准大气条件下对应的数值,并将仿真结果和C30微型燃气轮机的标准数据进行了对比。结果表明:该模型计算准确,可用于研究环境变化对微型燃气轮机性能的影响规律,以及评估微型燃气轮机性能的优劣,为新型燃气轮机的研发和优化设计奠定了基础。     

融合热力学模型与人工智能的燃气轮机压气机典型故障预警方法研究

为实现压气机叶片积垢和喘振故障的提前预警,提出了一种融合热力学模型与人工智能的燃气轮机压气机典型故障预警方法。根据模块化思想搭建燃气轮机热力学性能仿真模型,并利用燃气轮机实际运行数据完成模型的动态标定,形成高精度燃气轮机性能分析模型,实现排气流量、透平进口温度、燃气轮机热耗率等关键指标的计算。在热力性能仿真模型的基础上,结合压气机典型故障专家经验及专业知识确定影响压气机故障的主要特征参数,抽象表征出压气机叶片积垢和喘振的预警模型。选取历史健康数据,采用人工神经网络算法对模型进行训练,获取偏差曲线,通过监测预警模型输出预测值与测量值之间的偏差变化,实现压气机典型故障的提前预警,给出了某GE 9F型燃气轮机压气机的实测数据的有效性验证实例。结果表明：该方法能精准捕捉压气机叶片积垢和喘振故障,相对于传统阈值报警方式,提高预警的时间窗口。该研究成果可直接在燃气轮机电厂侧部署,实时为运维人员的检修和维护决策提供指导。     

9E机组主机部件检修

20世纪90年代我国整体引进国外重型燃气轮机发电机组,建立了若干燃气轮机发电厂。目前这批机组大都进入第一个大修周期。就燃气轮机大修的3个重要项目:压气机、燃烧室、透平部件检修项目的内容、标准要求和进度控制等作了详细的介绍,强调通过加强燃气轮机的日常维护与检修来保证机组稳定、高效运行及降低机组维护费用的重要性,对相关电厂检修工作有一定的参考价值。     

瞬态变工况下电厂燃气轮机气路故障诊断方法研究

为避免失修和过修,提高电厂燃气轮机可靠性和可用性,降低运维成本,确保其安全稳定、绿色高效运行,提出了一种适用于瞬态变工况且包含可变几何压气机的电厂燃气轮机气路故障诊断方法。推导了压气机IGV开度变化对压气机流量特性线和效率特性线的影响数学关系式,建立了以燃气轮机性能分析与气路故障诊断为目的高精度燃气轮机热力模型,并提出了适用于瞬态变工况且包含可变几何的电厂燃气轮机气路故障诊断策略。通过现场实际机组运行测试,验证了所提出的方法具有良好的诊断准确性与实时性,实现了在瞬态变工况下的故障辨识。     

充电桩用充电模块劣化状态评估技术研究

在长期运行过程中,充电桩用充电模块的运行性能会因内部元器件状态劣化而降低。提出了一种基于元器件劣化状态的充电模块整体劣化状态评估技术。首先,构建充电模块仿真模型研究其在金属氧化物半导体场效应晶体管和铝电解电容状态劣化时的运行特性;其次,搭建充电模块劣化状态评估实验平台,测量元器件劣化参数;最后,建立评价模型评估充电模块的整体劣化状态,并得到转换效率与整体劣化状态之间的映射关系。实验结果验证了所提方法的有效性。     

燃气轮机性能监测与故障预警系统开发及工程应用研究

基于燃气轮机运行数据开发性能监测与故障预警系统,有利于掌握燃气轮机整体性能,并在测点数据达到报警阈值前预警设备故障,预测效率劣化趋势。采用零代码、组态式建模技术开发了性能监测模型,利用人工智能和深度学习算法搭建了压气机叶片结垢和透平排气温度异常预警诊断模型,并在广东某GE 9E重型燃气轮机实现了工程示范应用。结果表明:所开发的性能监测模型可以实时监测燃气轮机关键性能参数,计算误差小于1%;预警诊断模型能够实时监视压气机出口压力和透平排气温度实际运行值与正常运行值的偏差,捕捉偏差的变化趋势,实现故障的提前预警。本文所开发的燃气轮机性能监测与故障预警系统工程应用效果良好,可进一步推广应用。