基于国产航改燃机分布式能源系统总能效优化设计

针对国产航改燃气轮机发电效率低、余热烟气量大导致的总能系统效率低的问题,结合上海老港工业区分布式能源热电联供项目,开展了总能系统能效优化设计研究。工程案例表明通过低温余热充分回收利用手段可以有效提高航改燃机的总能效率,为国产航改燃气轮机在工业领域的分布式能源项目推广应用提供新的设计思路和解决办法。     

模糊PID控制器在火电厂主汽温控制中的应用

把解决模糊控制中的强化作用与静态稳定性之间的矛盾作为研究方向,针对火电厂主汽温系统的大滞后、大惯性、非线性等特点,提出将模糊控制与常规PID控制相结合的思路,设计了模糊PID控制模型并与普通PID控制和简单的模糊控制进行了比较。从仿真结果中可以看出:这种方法是解决模糊控制中的强化调节作用与静态稳定性之间矛盾的有效方法。图6表1参6     

航改燃机排气蜗壳分段式扩压器设计方法研究

利用数值计算方法(CFD)建立排气蜗壳内三维流动数学模型模拟分析总压损失来源,在不改变其几何尺寸的前提下,提出航改燃机排气蜗壳分段式扩压器设计方法,并将采用该方法设计的排气蜗壳的结果与原型进行比较,结果表明：在设计工况下,采用分段式扩压器设计方法设计的排气蜗壳使总压损失系数降低19.23%,并通过流场分析揭示了分段式扩压器改善其气动性能的原理。     

基于串级PID的天然气发动机恒速控制应用研究

发电机组要求输出的电压和频率保持在一定的范围内,因此驱动发电机组的发动机在运行状况或负载发生变化时,转速必须稳定在设定的范围内,为此在电子节气门控制的天然气发动机上开发了一种基于串级PID的恒速控制系统.天然气发动机台架试验结果表明,当发动机运行状况或外界负载发生变化时,串级PID恒速控制系统对发动机转速的调节具有较小的超调和较快的稳定时间等优点.     

航改型燃机分布式能源系统蒸汽系统的优化

高能耗、高投入的经济增长方式产生了一系列环境和资源问题,工业转型升级、转变发展方式和能源结构调整日益紧迫。作为工业转型升级重要载体的各类产业集聚区的冷热负荷大且集中,环境评价要求高。采用以航改型燃机为核心的分布式能源系统来满足高能量密度的冷热电负荷需求,研究了蒸汽系统优化对分布式能源系统性能和经济性的影响,指出了配套设备的标准化、系列化对中国航改型燃机分布式能源系统节能环保效益的提升具有重要意义。     

基于串级PID的相变储能电锅炉温度控制技术

针对相变储能电锅炉温度控制系统具有大惯性、大滞后的特性,提出了一种基于串级PID的温度控制方法。通过控制循环风机风量控制电锅炉的出水温度,串级控制系统副回路根据储能材料模块处进风温度与出风温度的温差变化调节循环风机风量进行粗调;主回路根据换热器一次侧出风温度与进风温度的温差变化调节循环风机风量进行细调,使电锅炉出水温度达到目标值。其中主调节器采用了PID控制,副调节器采用了P控制。利用MATLAB/Simulink软件进行仿真,结果表明本文提出的控制方法能够实现对电锅炉出水温度的稳定控制,并具有一定的抗干扰能力。     

基于模糊PID的风电系统转速控制仿真研究

由于风速具有随机性、不确定性、变化范围大等特点,风力发电机转速若采用传统PID控制,仅一组固定的参数难以在不同风速下均有好的控制效果。分析了风力发电系统各参数之间的关系,结合PID控制和模糊控制各自的特点,设计了模糊自适应PID控制器。在额定风速以下,该控制器用于改变发电机定子电压,从而改变发电机反力矩,调节转速,使得输出功率快速跟随风速变化。MATLAB/Simulink仿真结果证实其稳定性、动态速度响应均优于传统的PID控制,取得了较为理想的控制效果。     

航改燃气轮机的湿空气透平循环改型方案研究

航改燃气轮机具有压比高、效率高、可靠性高和结构紧凑等特点,它将航空发动机先进技术有效地应用于工业领域。以某型三轴航改燃气轮机为研究对象,对其不同的HAT循环改型方案进行了研究。建立了一种基于饱和曲线和工作线的饱和器模型,该模型避免使用难以准确获得的传热传质系数,利用饱和器实验数据对该模型进行了验证,结果表明:建立的饱和器模型具有较高的准确性,其中出口空气温度最大误差小于0.8%,出口湿度最大误差小于1.9%。此外,设计并仿真了3种不同结构形式的HAT循环方案,仿真结果表明:原始的压气机和透平特性不适合于改型后的HAT循环,它限制了HAT循环的效率和燃气轮机的输出功率(简称出功)。针对这一问题,提出了改进透平特性方案,该方案有效地解决了水蒸气的加入带来部件不匹配问题。在此基础上分析了3个HAT方案设计点的性能,结果表明方案2即在简单循环基础上加入了饱和器、经济器、回热器和中冷器是最佳的改型方案。     

基于模糊自适应PID的锅炉汽包水位智能控制系统

针对锅炉汽包水位经常受到负荷变化、进出水速度、水质等诸多因素的影响,具有时滞、非线性等特性,设计了以误差e及误差变化率ec为输入,PID控制器的KP、KI、KD为输出的二输入三输出的模糊自适应PID控制器,目的是为了改善PID控制的参数整定困难、适应差的缺点。并通过仿真进行了验证,结果表明锅炉汽包水位控制系统不论是在负荷变化较小的情况下,还是在负荷剧烈变化的运行工况下,都可以实现水位的平稳调节,水位始终保持在规定的波动范围之内。     

涡桨某型航改燃气轮机轴内腔温度高故障研究

通过开展涡桨某型航改燃气轮机轴内腔温度高故障的分析研究,在分析发动机轴内腔温度高原因的基础上,制定了包含诸如封严篦齿零件修理优化、燃烧室机匣积碳清除与密封性检查等工艺优化、内封气圈和喷油环修理工艺优化等预防和排除发动机轴内腔温度高的技术措施,将以上措施在修理中贯彻实施并在发动机试车和外场使用中进行了验证。结果表明:这些措施可以有效排除此型航改燃气轮机的轴内腔温度高故障,大大提高轴内腔温度一次试车合格率,节省燃气轮机修理成本。     

某型航改燃气轮机机匣安装边结构参数优化设计

航改燃气轮机机匣安装边的性能受多个结构参数和载荷参数的影响,为了在给定的结构参数和载荷参数范围内设计性能最优的安装边结构,提出一种机匣安装边结构参数优化设计方法。首先,采用拉丁超立方抽样方法进行实验设计,构建仿真算例样本空间;其次,采用有限元分析方法分析了螺栓孔中心距、螺栓孔直径、安装边厚度等结构参数和机匣内介质压力、介质温度、单个螺栓预紧力等载荷参数对安装边最大等效弹性应力、接触面平均间隙和接触面最大接触压强等特性的影响规律;然后,构建了机匣安装边密封性能计算的代理模型,并对给定工况下燃气轮机机匣安装边结构进行了参数优化设计;最后,针对安装边结构优化设计结果,试验验证了其密封性能以及代理模型的计算精度。结果表明：基于代理模型计算得到的机匣安装边结构密封性能与试验结果误差在10%以内,该方法可用于航改燃气轮机机匣安装边结构的工程优化设计与性能评估。     

模糊控制算法在燃气轮机控制中的应用研究

利用模糊控制的快速动态响应和PID控制的稳态性能,设计了模糊自适应PID控制算法,实现了对燃气轮机转速的快速跟踪及稳态控制。仿真试验和工程应用均表明该控制算法的响应时间和稳态精度比常规控制算法有明显改善。     

浅谈燃气轮机的控制

结合现代控制理论对燃气轮机控制过程中的一些问题进行了阐述,并对今后的发展提出了看法。分别讨论了燃气轮机的控制问题,频域设计方法,开环最优控制和自适应控制等。     

Ammonia-hydrogen-air gas turbine cycle and control analyses

Blending ammonia with hydrogen has the potential of replacing conventional hydrocarbon fuels to reduce carbon emissions. However, the uncertainties of determining safe, stable, and efficient operating conditions remain a great challenge. Furthermore, although control technologies have been in the scope of interest for gas turbine manufacturers, those are not yet specialized for NH₃–H₂/air gas turbines. Therefore, this paper identifies the cycle performance of an NH₃–H₂/air gas turbine in comparison to a CH₄/air gas turbine, thus highlighting the operating conditions in which the NH₃–H₂/air gas turbines show higher performance compared to the CH₄/air gas turbines. The results have been obtained by developing a LabVIEW code which has also been utilized to serve as a control code for the NH₃–H₂/air and CH₄/air gas turbines. The system identification stage of calibrating the controller has been achieved for both gas turbines by determining the system's sensitivities, thus providing an accurate calibration of the controlling parameters.     

基于混沌优化PID风力发电机组变桨距系统研究

变桨距控制是永磁直驱同步风力发电系统在额定风速以上限制功率输出的主要控制手段,文章基于风力机功率输出特性曲线,分析了永磁直驱风力发电系统变桨距控制在全风况下对应的控制策略。在额定风速以上时利用转速和功率相结合的双闭环变桨距控制系统,并在传统的PID控制器的基础上运用了混沌优化技术,用来减小在额定风速附近引起的输出功率波动及载荷突变的不利影响。通过Matlab仿真软件对混沌优化变桨距进行验证,仿真结果表明该变桨距控制策略响应速度快且鲁棒性强。     

基于PID控制的变速恒频风力发电机组液压变桨距控制系统研究

文章分析了变桨距控制原理,对变速恒频风力发电机组各部分数学模型进行了分析与研究,在此基础上,建立了变速恒频风力发电机组PID液压变桨控制系统仿真模型,在matlab/simulink环境下对未加PID控制器与加PID控制器两种情况下的系统进行了仿真研究。仿真结果表明,PID控制器能改善风力机桨距控制效果,更好地捕获风能,稳定风力机功率输出。     

Simulation modules of thermal processes for performance control of CHP plant with a gas turbine unit

This paper presents a CHP plant with coal and gas fired sections. The power system consists of various units. The alteration of one of the units characteristics may significantly affect the operation of other units and of the whole system. Therefore the performance control is a very important task.The control system refers to three groups of steam and gas turbines processes. These are flow, thermal and strength processes. The last ones include the assessment of thermal stresses and the control of dynamic states.The paper describes simulation modules of the flow processes as well as the suggested structure of the diagnostic investigations.     

基于PLC的GTD-350燃气轮机起动控制

在GTD-350燃气轮机起动系统中,用可编程控制器(PLC)起动系统控制电路设计起动的时序逻辑控制程序,实现了燃气轮机起动过程的自动控制。     

燃机控制系统优化与改进

本文描述了涟钢的日本三菱M251S型燃机控制系统运行调试中所存在的问题、改进方法及改进后所取得的效果.     

微型燃气轮机发电机组试验研究

基于国内微型燃机发展的现状,在燃机转子系统新型设计理念的支配下,对燃机设计参数做了全面的试验和研究,分析出了影响机组稳定运行的部分因素,提出了燃机发电平稳运行的参考数值。