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轴向分级燃烧室低压模化燃烧特性试验研究

工程热物理学报 2024年第6期45卷 1589-1597页

作者：张宇明臧鹏贾玉良谢健王杰朱涛浙江燃创透平机械有限公司杭州310022 杭州汽轮动力集团股份有限公司杭州310022 杭州汽轮新能源有限公司杭州310022 江苏中科能源动力研究中心连云港222069

为了获得低压模化对燃烧室燃烧特性的影响,提供燃气轮机燃烧室设计研发节约成本、缩短试验周期的可靠性方法,选用某型F级燃气轮机轴向分级燃烧室,开展了低压模化试验研究。试验结果表明:压力对燃烧室总压损失系数分布和数值高低无明显... 详细信息

为了获得低压模化对燃烧室燃烧特性的影响,提供燃气轮机燃烧室设计研发节约成本、缩短试验周期的可靠性方法,选用某型F级燃气轮机轴向分级燃烧室,开展了低压模化试验研究。试验结果表明:压力对燃烧室总压损失系数分布和数值高低无明显影响。压力升高会降低燃烧室火焰筒壁面温度,却对出口温度分布无明显影响。此外,压力的升高会导致NO_(x)和NO排放的增高以及NO_(2)排放的降低;采用压力指数表征压力和NO_(x)排放关系时发现,不同模化压力下的压力指数n在0.264~0.269内波动;随着压力的变化,CO和未燃碳氢(UHC)排放均维持在极低水平。

关键词：轴向分级燃烧室低压模化燃烧特性

基于工业燃机多级轴流压气机特性预测方法研究

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机械工程学报 2024年第8期60卷 299-307页

作者：闫巍郑群位景山姜斌丁骏哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨150001 杭州汽轮动力集团股份有限公司杭州310022

为了预测多级压气机的特性,通过逐级进行三维计算来修正一维计算程序内部的落后角计算模型、效率计算模型及轮缘功计算模型,使得一维计算预测的级特性曲线更加贴合所使用的叶型,降低了三维计算动静交界面传递数据而产生的误差。以此缩... 详细信息

为了预测多级压气机的特性,通过逐级进行三维计算来修正一维计算程序内部的落后角计算模型、效率计算模型及轮缘功计算模型,使得一维计算预测的级特性曲线更加贴合所使用的叶型,降低了三维计算动静交界面传递数据而产生的误差。以此缩放方法来实现压气机特性的更好预测,同时也降低了压气机采用三维计算预测性能所消耗的资源与时间。选取某8级压气机作为计算模型来验证提出的方法。结果表明,相较原模型的一维计算预测,经过缩放修正后的一维预测方法更接近试验结果。在相同压比下,三维计算与试验结果流量相差约1.18%,而缩放修正后的一维计算与试验结果流量偏差降低至0.29%。经过修正后的一维计算对于压气机叶片攻角落后角的预测也更加精准。提出的基于维度缩放修正一维程序方法能够更好地预测多级压气机特性。

关键词：特性预测多级轴流压气机一维计算级叠加法动静交界面

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轴向分级燃烧室热声稳定性的试验研究

工程热物理学报 2024年第6期45卷 1625-1633页

作者：隋永枫张宇明臧鹏傅燕妮詹长庚朱涛邵卫卫浙江燃创透平机械有限公司杭州310022 杭州汽轮动力集团股份有限公司杭州310022 江苏中科能源动力研究中心连云港222069 中国科学院工程热物理研究所北京100190

为了探究次级燃料比例对热声特性的影响,对某型轴向分级燃烧室在高温高压条件下进行了热声稳定性试验。基于试验中在不同运行工况和不同次级燃料比例下获得的压力脉动信号,利用时频域分析方法和相空间重构分析法研究了燃烧室内热声特性... 详细信息

为了探究次级燃料比例对热声特性的影响,对某型轴向分级燃烧室在高温高压条件下进行了热声稳定性试验。基于试验中在不同运行工况和不同次级燃料比例下获得的压力脉动信号,利用时频域分析方法和相空间重构分析法研究了燃烧室内热声特性的变化趋势。研究结果显示:燃烧室内存在30 Hz、90 Hz的低频振荡和1500 Hz的高频振荡;随着次级燃料比例的增加,主燃区空燃比增加,低频幅值在一定比例后突升,高频幅值整体呈降低趋势。相空间重构结果显示,在高温高压的条件下,燃烧噪声影响严重,虽能观察到极限环结构,但轨迹不平滑。随着负荷的推进,次级燃料比例增加以维持主燃区空燃比的稳定范围基本不变,从而保证了热声状态稳定。

关键词：轴向分级燃烧室次级燃料热声稳定性相空间重构法

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工业燃机轴流压气机级间引气结构的压损特性

中国电机工程学报 2024年第11期44卷 4395-4405,I0018页

作者：丁骏戴斌唐燕佳谢健郑群蓝吉兵杭州汽轮控股有限公司浙江省杭州市310022 杭州汽轮动力集团股份有限公司浙江省杭州市310022 杭州汽轮新能源有限公司浙江省杭州市310022 哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江省哈尔滨市150001

为研究级间引气结构的压损特性,为工业燃机中的相关结构设计提供参考,采用仿真手段对真实的工业燃气轮机多级轴流压气机的级间引气结构进行数值研究,计算域涵盖压气机的多个主流通道和旁路的引气槽道、腔室、管路。结果表明:小引气率下... 详细信息

为研究级间引气结构的压损特性,为工业燃机中的相关结构设计提供参考,采用仿真手段对真实的工业燃气轮机多级轴流压气机的级间引气结构进行数值研究,计算域涵盖压气机的多个主流通道和旁路的引气槽道、腔室、管路。结果表明:小引气率下,引气口的气流滞止和折转所导致的压力损失占总损失的五成以上;大引气率下,引气腔室内的流动掺混和引气支管口的流动分离所导致的压力损失占总损失的七成以上。不同区域的流动损失受引气率、引气管路的雷诺数、引气腔室的水力直径影响。下一步可以通过神经网络的方法训练得到零维的级间引气模型,用于进一步的性能评估。

关键词：工业燃机轴流压气机引气数值仿真缩放仿真

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某型F级轴向分级燃烧室的全温全压试验研究

动力工程学报 2024年第9期44卷 1378-1384页

作者：隋永枫臧鹏张宇明彭志胜傅燕妮谷庭伟杭州汽轮动力集团股份有限公司杭州310022 浙江燃创透平机械有限公司杭州310022

在全温全压条件下对自主研发的F级燃气轮机轴向分级燃烧室进行了燃烧试验研究,以探究设计点工况下燃烧室的压力损失、出口温度分布、火焰筒壁面温度、污染物排放、燃烧效率和热声稳定性等燃烧性能。结果表明:在设计点工况下,燃烧室总压... 详细信息

在全温全压条件下对自主研发的F级燃气轮机轴向分级燃烧室进行了燃烧试验研究,以探究设计点工况下燃烧室的压力损失、出口温度分布、火焰筒壁面温度、污染物排放、燃烧效率和热声稳定性等燃烧性能。结果表明:在设计点工况下,燃烧室总压损失系数为5.4%;燃烧室出口温度分布系数为0.06,燃烧室出口径向温度分布系数为0.03;燃烧室火焰筒壁面温度低于850℃;NO_(x)摩尔分数维持在1.9×10^(-5),CO和未燃碳氢(UHC)排放基本为0,燃烧效率维持在99.99%以上;压力脉动各特征频率对应幅值均低于3 kPa,表明燃烧室热声状态稳定。

关键词：轴向分级燃烧室总压损失系数出口温度分布壁面温度排放

阻尼结构对长扭叶片应力及振动频率的影响分析

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汽轮机技术 2024年第5期66卷 349-352页

作者：郑飞逸张军辉林兵陈华梅徐阳何炜楠牛春燕杭州汽轮动力集团股份有限公司杭州310022

针对不同阻尼结构对长扭叶片应力及振动频率影响的问题,对仅具有围带阻尼的模型1和具有围带、中间阻尼的模型2展开分析。首先,利用ANSYS软件进行叶片结构分析,得到不同转速下叶片的应力和阻尼结构接触面的正压力;然后通过Greenwood-Will... 详细信息

针对不同阻尼结构对长扭叶片应力及振动频率影响的问题,对仅具有围带阻尼的模型1和具有围带、中间阻尼的模型2展开分析。首先,利用ANSYS软件进行叶片结构分析,得到不同转速下叶片的应力和阻尼结构接触面的正压力;然后通过Greenwood-Williamson接触模型将正压力转化为接触刚度,使用Matrix27单元模拟接触刚度,进行叶片模态分析。研究表明,叶片最大应力出现在叶型顶截面与围带交接处,模型1与模型2的最大应力比为1.34:1;模型1接触面的接触刚度比模型2小,其同阶次同节径振动频率比模型2低;通过坎贝尔图分析发现,模型1有3个共振转速,其中2阶7节径共振转速的避开率不满足要求;模型2有2个共振转速,避开率均满足要求。研究表明,与模型1相比,模型2的应力与振动频率更能满足设计要求。

关键词：长扭叶片阻尼结构接触刚度应力分析振动频率

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矩阵模式下高速检测汽轮机叶片

工具技术 2024年第6期58卷 158-160页

作者：洪刚刘京伟邱健池晓东杭州汽轮动力集团股份有限公司

针对汽轮机叶片的结构特点,设计了一种快速、精确的装夹装置,并采用矩阵测量方案,在三坐标测量机检测汽轮机叶片复杂曲面时不仅保证了检测的稳定和精度,也实现了高速、高效检测。

关键词：汽轮机燃气轮机叶片三坐标测量仪矩阵测量

反动式工业汽轮机超高转速大流量低压级组优化

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汽轮机技术 2024年第3期66卷 171-174,178页

作者：张军辉邹朋津刘象拯丁旭东高骥杭州汽轮动力集团股份有限公司工业透平研究院杭州310022

杭汽轮引进的西门子反动式工业汽轮机低压扭叶级组在转速和热力性能方面已经无法满足现有市场的需求。针对上述问题,采用优化算法对该系列叶型进行优化,同时,引入了斜T型叶根和枞树型叶根,改进了T型末叶根骑缝螺杆锁紧结构,提高了叶片... 详细信息

杭汽轮引进的西门子反动式工业汽轮机低压扭叶级组在转速和热力性能方面已经无法满足现有市场的需求。针对上述问题,采用优化算法对该系列叶型进行优化,同时,引入了斜T型叶根和枞树型叶根,改进了T型末叶根骑缝螺杆锁紧结构,提高了叶片和转子的材料等级,此外,还通过分析已运行的同类型低压级组的运行数据,推算出优化后级组的最大许用质量流量。综上,优化后的级组子午面尺寸未发生改变,总总效率较优化前最高提高了2.5%,最高连续转速提高了20%,且通流能力保持不变。

关键词：超高转速斜T叶根骑缝螺杆结构大流量低压级组工业汽轮机

次级燃烧对轴向分级燃烧室燃烧特性影响的试验研究

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上海交通大学学报 2024年第8期58卷 1139-1147页

作者：隋永枫张宇明臧鹏贾玉良衡思江傅燕妮葛冰浙江燃创透平机械有限公司杭州310022 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 杭州汽轮动力集团股份有限公司杭州310022

为了获得燃气轮机轴向分级燃烧室非预混燃烧模式下次级燃烧对排放和燃烧振荡特性的影响规律,探索燃料轴向分级条件下稳定低排放的升负荷方式,选用某型F级燃气轮机轴向分级燃烧室开展试验研究.试验结果表明:较低燃烧室出口温度下加入次... 详细信息

为了获得燃气轮机轴向分级燃烧室非预混燃烧模式下次级燃烧对排放和燃烧振荡特性的影响规律,探索燃料轴向分级条件下稳定低排放的升负荷方式,选用某型F级燃气轮机轴向分级燃烧室开展试验研究.试验结果表明:较低燃烧室出口温度下加入次级燃料会抑制CO的消耗,导致CO排放急剧增加;次级燃料的加入以及次级当量比的增高会导致NO_(x)排放降低,但负荷增加会削弱次级燃烧降低NO_(x)排放的能力.次级燃料的加入以及次级当量比的增高会抑制较低频带(75~90 Hz)内的燃烧振荡;当次级当量比高于阈值(0.19)时,次级燃料的加入才会对较高频带(175~210 Hz)内的燃烧振荡起到抑制效果.此外,综合考虑次级燃烧对排放和燃烧振荡影响规律,获得了轴向分级燃烧室在较高负荷区间(20%~50%负荷)内的低排放、稳定燃烧的运行范围和升负荷方式,为机组升负荷过程中的稳定低排放运行提供参考.

关键词：轴向分级燃烧室非预混燃烧模式次级燃烧排放燃烧振荡