轴流风机失速预警及保护逻辑研究

轴流风机失速过程是风机运行状态快速变化的过程,运行人员大多时候来不及处理,机组已发生RB、跳闸等事故。选取并列运行的2台轴流风机电流偏差、电流变化率、炉膛负压及一次风母管压力等作为风机失速的表征量,在轴流风机发生失速先兆时发出预警,在轴流风机发生失速时,快速形成失速判据,并通过热工逻辑形成联锁保护措施,旨在减轻运行人员运行压力的同时进一步提高机组运行安全可靠性。     

轴流式压气机旋转失速、喘振及逆流工况下的温升综述

本文简述了国内外轮流式压气机的逆流事故．详细介绍了原捷克斯洛伐克一台四级轴流压气机旋转失速、喘振及逆流工况下的温升，可供轴流式压气机设计及运行人员参考     

轴流式压气机旋转失速,喷振及逆流工况下的温升综述

本文简述了国内外轴流式压气机的逆流事故，详细介绍了原捷克斯洛伐克一台有轴流压气机旋转失速、喘振及逆流工况下的温升，可供轴流式压气机设计及运行人员参考。     

多工况条件下斜流泵叶轮的强度分析

本研究通过选取0.4Q_d、0.6Q_d、0.8Q_d、1.0Q_d、1.2Q_d、1.4Q_d、1.6Q_d七个不同流量工况点,分别对斜流泵内部流场进行CFD(计算流体力学)仿真分析,结果显示叶轮承受的总压沿径向呈梯度分布,在叶轮进口处压力较小,出口处压力较大。通过流固耦合方法进行叶轮强度的数值计算,分析结果显示:不同流量工况下,叶轮变形量沿径向呈梯度增加,其最大变形量位于叶轮前盖板出口边缘,且等效应力集中点均主要集中于叶轮进口叶片与后盖板连接处。研究结果可为斜流泵叶轮结构设计和强度优化提供参考。     

轴向间距对两级轴流风机失速先兆的影响机制

基于节流阀函数以及SSTk-ω湍流模型,对某电站两级动叶可调式轴流风机的非定常失稳过程进行数值模拟,分析了3种轴向间距对风机失速先兆起始位置、表现形式以及失速三维非定常演化过程的影响机制.结果表明:风机稳定运行范围随着轴向间距的缩短得到拓宽;不同轴向间距下,第二级动叶内首先出现失速先兆,且失速先兆表现形式相同,均为突尖型;轴向间距增大时,失速先兆从第二级动叶传播至第一级动叶所用时间增加;轴向间距对叶顶间隙分离涡的产生具有重要影响,轴向间距较小时,分离涡主要由相邻流道的泄漏流绕过尾缘附近反向流入流道并与主流相互作用形成,轴向间距较大时分离涡的形成主要与叶顶间隙的泄漏流有关.     

压缩机旋转失速发展传播的计算分析

针对实际运行过程中某型压缩机首级叶轮叶片断裂的问题,利用CFD软件Numeca搭建一个基于完整真实的三维几何结构的离心压缩机内部流场数值分析平台,选用实际运行工况进行计算,发现由于进气室和进气导叶的设计存在一定的问题,导致首级叶轮前的流场畸变,从而诱发压缩机首级叶轮失速;通过进行非定长流动计算,动态模拟了旋转失速的发展传播过程,得到了比较真实的旋转失速的压力脉动情况,为该机组产品的叶轮叶片断裂问题的研究找到一个突破口,并为进一步研究分析提供了充足的数据资料.     

偏航工况下风力机动态失速特性的数值模拟

采用基于滑移网格模型的三维非稳态CFD方法,对NREL Phase VI风力机在偏航工况下的动态失速特性进行计算,分析旋转周期内翼型攻角和升力系数的变化,并进一步分析非稳态流动对动态失速的影响。结果表明:偏航工况时,来流风的水平分量和翼型的非稳态绕流会延缓气流分离涡的形成和失速现象的发生,伴随的动态失速现象会显著增加叶片的动态负荷;越靠近叶根动态失速特征越明显,翼型承受的非稳态升力系数最大可达静态升力系数的5倍以上,升力系数迟滞环面积也更大。计算结果能够为风力机优化设计和运行提供理论指导。     

不同负荷工况水轮发电机组轴系振动特性研究

建立水轮机组流道模型与轴系模型,采用流固耦合的方法,分析不同负荷稳态工况下水力因素诱发水轮机组轴系发生振动的动力学特性,并与电站的现场实测数据进行对比,验证该方法的可行性,进而研究典型稳态工况下的振动特性与内流特性的关联机理。结果表明,所得水导轴承处的振动特性与试验值基本吻合,振动变化与负荷变化趋势一致,因位置关系水导轴承与上导轴承的振动特性在幅值上存在一定差异,且在75%负荷工况运行时由于尾水管存在明显涡带机组水平振动幅值最大。研究结果可为水电站水轮机组在不同负荷下的稳定运行提供参考。     

变工况下动叶安装角异常对轴流风机气动和噪声特性的影响

基于雷诺时均方程和Realizable k-ε湍流模型,采用数值计算方法模拟了带后导叶OB-84型轴流风机在变工况下单叶片安装角偏离对风机内流场特征和运行性能的影响.结果表明:随异常叶片安装角偏离度Δβ增大,全压和效率总体呈降低趋势,异常叶片反向偏离时对运行性能的影响总体小于正向偏离情形;安装角偏离将引起风机流场总压和噪声分布的畸变,随Δβ增大,其影响区由周向相邻流道的低压区和高噪区扩展至包括周向下游多个流道的低压带和高噪带;随流量增加,不同Δβ下异常叶片的影响呈现明显不同的特征.     

仿生轴流风机气动噪声特性的实验研究

针对轴流风机工作时产生的气动噪声问题,运用仿生学原理对某轴流风机叶轮进行了仿生改型设计,分别得到了尾缘锯齿式单结构仿生叶轮的轴流风机和前缘波齿、尾缘锯齿及表面脊状三结构耦合仿生叶轮的轴流风机。对两类风机以及原型风机进行了气动与噪声实验,获得了风机的气动性能与辐射噪声的频谱特性。测试结果表明：两类仿生风机的全压在全流量范围内均有不同程度的下降,最高下降达27%,但尾缘锯齿风机可以提高中小流量工况下的效率,而三结构耦合仿生风机效率低于原型风机;两类仿生风机产生的辐射噪声A声级均低于原型光滑叶轮风机,且尾缘锯齿风机降噪效果优于耦合仿生风机,并且比A声级最大降噪值为1.58 dB;尾缘锯齿沿展向的分布长度越长,效率越高,降噪效果也越佳。     

两级动叶异常偏离下的轴流风机性能和内流特征

以某600 MW机组配套的两级动叶可调轴流风机为例,利用Fluent软件模拟了两级叶轮上同周向位置叶片发生异常偏离时风机的气动性能、叶轮做功能力及噪声特性,并与单动叶异常时进行了对比.结果表明:与单动叶异常情形相比,两级动叶异常时叶轮做功能力、导叶效率、风机噪声和气动性能更差,失速区明显扩大,尤其正偏离时更为显著;负向小角度偏离时,叶轮做功能力低于正偏离情形;随着偏离度Δβ的增大,负偏离时叶轮做功能力较强;正偏离时,导叶区流动损失大于同角度负偏离时.随Δβ的增大,风机噪声总体呈升高趋势,正偏离对异常叶轮噪声分布的影响大于负偏离,且第二级单动叶异常下的风机噪声高于第一级单动叶异常时.     

两级动叶可调轴流风机内流特征的数值模拟

采用Fluent软件对某600 MW机组配套的两级动叶可调轴流一次风机进行了全三维定常数值模拟,分析了风机第一、第二级叶轮内流特征和动叶安装角对风机性能的影响.结果表明：第二级叶轮出口总压整体呈现高压区和次高压区交替分布的特征,且比第一级叶轮的对称性差;第一、第二级叶轮叶片压力面、吸力面的总压和静压分布规律相似;第二级叶轮叶片压力面和吸力面相应位置上的静压值均大于第一级叶轮叶片;随着动叶安装角的增大,第一、第二级叶轮的总压升系数和静叶的扩压系数均增大,且第二级叶轮大于第一级叶轮,表明第二级叶轮的做功能力和静叶的扩压能力均比第一级叶轮的大.     

一种损失模型在对旋型轴流通风机特性预估中的应用

建立了一套计算设计点及非设计点的损失模型,应用所提出模型对某型对旋型轴流通风机的性能特性进行预测计算,计算结果与样机实验测试结果对比,效果良好.     

基于一类改进谐波小波的离心风机旋转失速特征分析

通过对谐波小波频谱边缘突变点应用Hanning窗进行光滑处理，改善了谐波小波的时域衰减特性，并给出实现算法。通过对离心风机旋转失速的试验研究，应用改进的谐波小波时频等高线图对不同测量部位的动态压力信号进行时频分析，得出在不同导流器开度下离心风机不同的特征和弱失速区域的能量间歇现象，风机最高效率线与失速边界线比较接近，并且在导流器小开度下会出现交叉，说明弱失速区域应引起运行、维修人员足够重视。图10参8     

Transition from Unsteady Flow Inception to Rotating Stall and Surge in a Transonic Compressor

Since the transition from rotating stall to surge in a transonic compressor at high speed is very quick,quite often there is no time to take measures to prevent the surge.Therefore,it is desired to find any rotating stall precursors,of which the occurrence can offer sufficient time for stall or surge prevention.In this study,a series of unsteady flow analyses were performed on a transonic compressor under operating conditions before rotating stall with unsteady results scrutinized to find rotating stall precursors.Particular attention is paid to the spatial modes and time modes of static pressure near the casing and around the blade leading and trailing edges.The results show that the characteristics of the precursor in both spatial and time domains can be used as rotating stall warnings.     

动叶安装角异常反向偏离对轴流风机性能的影响

以某OB-84型动叶可调轴流风机为例,采用Fluent软件模拟得到两异常叶片安装角反向偏离时的风机性能曲线,分析了异常叶片间的相位和安装角偏离度△β对总压、熵产率和噪声分布的影响.结果表明:动叶异常偏离时的风机全压和效率曲线明显偏离正常值,各流量系数下的最大声功率级整体提高;随着△β增大,风机性能显著下降,且与异常叶片间的相位关系有关;不同的异常叶片相位关系和△β对特征截面上的内流特征分布具有明显不同的影响,相间关系的异常叶片对内流特征的影响有叠加效应,相对关系的异常叶片对其附近及旋转方向下游流场的影响基本对称.     

基于小波变换的离心风机弱失速特征分析

结合实验室4—73Nd8D风机进行了旋转失速试验,将谐波小波变换引入旋转失速的研究,通过对弱失速阶段机壳压力信号的时频分析,确定了弱失速阶段的失速能量间歇现象、频率特征以及在弱失速阶段对调节作用的敏感性,从而说明离心风机的弱失速阶段是一个应该引起运行、维修人员足够重视的重要区域,这也为离心风机旋转失速的深入开展研究莫定了基础。     

煤矿对旋轴流式主通风机实施高压变频技术改造浅析

文章简要分析煤矿对旋式主通风机的本身耗能情况、选型方法、特点,以及应用高压变频器效果。