积垢的形成机理及其对轴流式压气机性能的影响研究

【摘要】轴流式压气机是燃气轮机发电机组中重要的组成部分之一,由于机组功率的50%-60%由压气机消耗,因此压气机性能的高低直接影响发电机组的效率。在压气机的众多失效模式中,积垢造成的压气机性能退化达到70%-85%,因此研究压气机积垢的形成机理,分析积垢对轴流式压气机性能的影响,讨论压气机积垢的监测与控制策略,对于燃气轮机机组的安全、高效和健康运行具有非常重要的现实意义。本文取得的主要研究成果如下：(1)从微观角度对颗粒物在压气机内部的输送过程和沉积过程进行理论和数值仿真分析,建立了颗粒物输送机理与叶片不同位置之间的对应关系,所得到的结论是压力面积垢是由于较大颗粒物的惯性作用的结果,而吸力面积垢的主要原因是因为小颗粒物的湍流扩散造成的。然后,分别研究了颗粒物大小、颗粒物浓度、入口温度、初始速度、旋转速度、表面粗糙度和湿度等因素对积垢形成的影响。(2)对单级轴流式压气机积垢行为建模方法进行分析,对过去采用表面粗糙度以及厚度等参数的设定表征积垢行为存在的缺陷进行讨论,提出利用压气机叶片型面参数的变化,将逆向工程中的测量技术与传统的CFD分析方法相结合,获取积垢叶片的准确几何模型,真实反映叶片积垢的实际状态,提高性能仿真的精度。(3)提出了多级轴流式压气机性能预测的新方法,改变原有方法只能针对某一指定时刻积垢状态进行分析的缺点,将积垢的多级轴流式压气机划分为两部分,分别选择合理的计算方法。对于积垢部分的性能计算,采用级堆叠方法、相似理论和线性退化模型相结合,充分考虑级间积垢分布的差异及其它影响因素。对于无积垢级的性能计算,采用平均微元级计算其性能。(4)提出了压气机积垢状态监测的优化方案,改变过去仅仅依靠某一性能参数进行监测所存在的缺陷。在运行的初期,主要基于热力学性能参数的变化进行判断,当性能参数下降到一定程度的时候,再结合对叶片型面参数的监测,对压气机积垢的状态进行准确评估。(5)对压气机清洗时间间隔进行分析,获得优化数学模型,为压气机积垢的控制提供支持。
【作者】杨化动；
【导师】徐鸿；
【作者基本信息】华北电力大学，动力机械及工程，2014，博士
【关键词】积垢；轴流式压气机；颗粒物沉积；性能退化；型面参数；级堆叠方法；

【参考文献】
[1]富旭.基于服务质量与满意度的社区体育发展模式研究[D].上海大学,企业管理,2012,硕士.
[2]万新霞.功能翻译理论指导下的复合型文本翻译[D].中国海洋大学,英语笔译（专业学位）,2014,硕士.
[3]曹灵敏.不同麻醉方法对食管癌患者围术期免疫抑制的影响[D].青岛大学,外科学,2004,硕士.
[4]薛阳.包头市高校教师与医务人员亚健康状况及生活方式的现状研究[D].北京体育大学,运动训练,2013,硕士.
[5]李仁强.海宝码头市场营销策略研究[D].安徽大学,工商管理,2013,硕士.
[6]刘妍雪.《红楼梦》审丑艺术研究[D].青海师范大学,中国古代文学,2012,硕士.
[7]熊远生,俞立,徐建明.光伏发电系统多模式接入直流微电网及控制方法[J].电力系统保护与控制,2014,12:37-43.
[8]柏静.典型生物质燃烧标识物及生物质排放的VOCs在大气中的降解机理及动力学研究[D].山东大学,环境科学与工程,2013,硕士.
[9]符秋娟.APR3、NFκB/p65及NFAT3在卵巢癌的表达及其相关性分析[D].川北医学院,病理学与病理生理学,2014,硕士.
[10]孙建恒.基于vxWorks平台交换机CPU系统的研究[D].辽宁工程技术大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[11]杨新宇,王健.对微云的网络取证研究[J].信息网络安全,2015,03:69-73.
[12]金洁,曹利红,韦菊英,刘萍.原发性中枢神经系统淋巴瘤的治疗进展[J].中国肿瘤临床,2014,19:1217-1220.
[13]刘文杰.走航式海洋放射新探测仪研制[D].中国地质大学（北京）,电子与通信工程,2013,硕士.
[14]于春海.改良64排SCT阴性法胰胆管成像对胆总管壶腹及周围病变的诊断价值[D].山西医科大学,影像医学与核医学（专业学位）,2013,硕士.
[15]袁著祉,崔保民.新型随机广义预测自校正控制器[J].自动化学报,1992,03:282-289.
[16]胡泽强,温治,朱宏祥,张耀根,陈虎秋,张贞宝.线材控冷轧制热过程数学模型及其数值仿真[J].冶金自动化,2003,01:23-28.
[17]郑源彩.基于压缩感知理论的有限角度投影重建算法研究[D].中北大学,应用数学,2013,硕士.
[18]张俊兴.整车环境下商用车驾驶室静态拓扑优化设计[D].吉林大学,固体力学,2013,硕士.
[19]叶烜.大学生心目中社会工作者职业形象研究[D].华中师范大学,社会工作,2014,硕士.
[20]李延伟.基于可拓学的图像识别方法及其并行化研究[D].中原工学院,计算机应用技术,2012,硕士.
[21]王建华.瘤胃保护性氨基酸的研制及其对内蒙古白绒山羊消化代谢影响的研究[D].内蒙古农业大学,动物营养与饲料科学,2004,硕士.
[22]张华春,谭民.状态反馈控制系统的容错控制器设计[J].控制与决策,2000,06:724-726+730.
[23]刘东.石墨烯二维纳米结构的物性模拟[D].电子科技大学,2011.
[24]崔文婷.华润集团价值创造驱动因素研究[D].内蒙古大学,会计,2014,硕士.
[25]孙宏斌,张伯明,吴文传,郭庆来.自律协同的智能电网能量管理系统家族:概念、体系架构和示例[J].电力系统自动化,2014,09:1-5+14.
[26]何龙.论公共图书馆微观服务体系优化[D].河北大学,图书馆学,2014,硕士.
[27]本报记者王增宁.正是橙黄橘绿时[N].中国测绘报,2003/09/26007.
[28]李轩红.中国农村养老保险制度变迁的原因分析[J].山东社会科学,2011,03:118-123.
[29]于谨凯,刘世青.基于综合多样性指数的生物多样性安全评估及预警机制分析——以黄海近海海域为例[J].中国渔业经济,2013,04:153-160.
[30]李雯瑾.基于纳米复合材料构建电化学传感器应用于检测酚类物质[D].西南大学,环境科学,2014,硕士.
[31]秘向伟.帝国主义竞争算法的改进与应用[D].燕山大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[32]陈庆新,万百五.工业过程稳态模型估计误差的渐近正态性分析:SISO情形[J].自动化学报,1993,01:1-8.
[33]尚超.光纤发光针织物的开发及发光性能研究[D].浙江理工大学,纺织材料与纺织品设计,2014,硕士.
[34]刘传本.60年来我国先进典型产生机制及德育价值研究[D].扬州大学,思想政治教育,2012,硕士.
[35]康宇飞.我国政府危机管理中信息公开机制研究[D].西北大学,行政管理,2013,硕士.
[36]林焕.搅拌干预下离析乳化沥青微粒再分散过程的数值分析[D].西南交通大学,道路与铁道工程,2014,硕士.
[37]王明辉,游志胜,赵荣椿,张建州.强干扰环境下性能优化的相互作用多模型-概率数据关联算法[J].自动化学报,2001,02:267-271.
[38]吕永昌.浙赣线CTC运用探讨[J].铁道通信信号.2007(05)
[39]刘丽花.铂系异丁烷脱氢催化剂研究[D].烟台大学,化学工程,2014,硕士.
[40]何兮索.新《刑事诉讼法》背景下审前程序律师辩护权行使问题研究[D].四川省社会科学院,法律（专业学位）,2014,硕士.
[41]马武.C-912D-365-168抽油机的机械节能研究[D].兰州理工大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[42]鹿明.深化高校体育教育改革促进学生全面发展[J].安徽体育科技.2006(S1)
[43]沈娜.具有储能环节的直流微网系统自主式控制的研究[D].燕山大学,电力电子与电力传动,2014,硕士.
[44]吉文超.基于惩罚样条方法的散点图光滑研究[D].重庆大学,概率论与数理统计,2014,硕士.
[45]张敏勤.创建数字图书馆的关键技术[J].现代情报,2005,08:85-88.
[46]刘继洪.人甲胎蛋白基因原核克隆和表达[D].浙江大学,内科学,2004,硕士.
[47]李会波.内蒙古师范大学体育学院足球课程资源的利用现状和对策研究[D].内蒙古师范大学,体育教育训练学,2012,硕士.
[48]陈瑶,童亦斌,金新民.基于PWM整流器的SVPWM谐波分析新算法[J].中国电机工程学报,2007,13:76-80.
[49]罗勇.行政公文写作受体研究[D].湖南师范大学,写作学,2014,硕士.
[50]姚山季,王永贵.顾客参与新产品开发及其绩效影响:关系嵌入的中介机制[J].管理工程学报,2012,04:39-48+83.