重型燃?xì)廨啓C(jī)控制發(fā)展及關(guān)鍵技術(shù)探究

田 霖

中國航發(fā)燃?xì)廨啓C(jī)有限公司 遼寧 沈陽 110000

引言

對于重型燃?xì)廨啓C(jī)的性能和質(zhì)量來說,控制系統(tǒng)是其中最為關(guān)鍵的技術(shù)系統(tǒng)。同時這個系統(tǒng)也是我們中國歷史上一直想要突破的關(guān)鍵技術(shù)的其中之一。在2003年的時候,中國社會經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略目標(biāo)是“市場換技術(shù)”。為此。國家發(fā)改委投資了350億元,舉辦了很多次是招標(biāo)惠東。但是目前中國在這個技術(shù)方面還是處于一個被動的狀態(tài),核心技術(shù)中的控制系統(tǒng)和熱端部件都掌握在發(fā)達(dá)國家市場里。控制系統(tǒng)自主設(shè)計已變成中國目前必須突破的一個問題了,這一技術(shù)的突破對于中國的重型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展至關(guān)重要。所以研究人員需要在了解國內(nèi)外重型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展的歷史的基礎(chǔ)之上,探索技術(shù)開發(fā)的途徑,為中國重型燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展努力。

一、控制系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容和關(guān)鍵性技術(shù)

1.主要設(shè)計內(nèi)容。在控制需求的角度來說,重型燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)的基本內(nèi)容包括:(1)燃?xì)廨啓C(jī)在啟動、關(guān)閉、加減機(jī)器負(fù)荷的時候需要的燃料數(shù)量;(2)燃?xì)廨啓C(jī)加速度和轉(zhuǎn)速的上下限制范圍;(3)燃?xì)廨啓C(jī)輸出功率的控制;(4)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒范圍溫度的限制。在性能質(zhì)量的角度來說,重型燃?xì)廨啓C(jī)基本的控制參數(shù):(1)功率精度控制在正負(fù)0.3%;(2)排氣溫度精度控制在正負(fù)0.5%;(3)轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)精度控制為正負(fù)0.2%。重型燃?xì)廨啓C(jī)的基本工作是需要保證燃?xì)廨啓C(jī)一直保持安全的工作狀態(tài),但是因為社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,社會競爭力促使著技術(shù)的革新。目前對于控制系統(tǒng)的技術(shù)要求逐漸加大難度,已經(jīng)完全超出了性能控制這一個簡單的要求。它的設(shè)計需求已經(jīng)上升到必須與社會市場的需求緊密結(jié)合起來。在目前來看的話,主要可以分為以下幾個方面:首先是功能方面的技術(shù)需求,在重型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展的整個過程里面,我們需要提高的是工作的功率和效率。這就需要不斷的改變及其本身的結(jié)構(gòu)和增加或者減少一些功能和部件。例如。預(yù)混燃燒控制是要依靠體排放燃燒室的設(shè)計結(jié)構(gòu);葉尖間隙的控制需要設(shè)計為可調(diào)節(jié)的。技術(shù)和設(shè)備結(jié)構(gòu)的改變自然也就會改變控制系統(tǒng)的性能和輸入輸出的數(shù)量。數(shù)量的增加自然也就會導(dǎo)致設(shè)備結(jié)構(gòu)的耦合度越來越復(fù)雜。其次,在成本方面,我們也追求低成本的目標(biāo)?，F(xiàn)在重型燃?xì)廨啓C(jī)掙錢的地方就是在更換和修理熱端部件以及調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)設(shè)備。重型燃?xì)廨啓C(jī)未來的市場競爭力主要集中在低的購買價格、低運(yùn)營成本和低的維護(hù)成本,只有滿足這樣的特征才能夠占據(jù)市場競爭的主戰(zhàn)場。從日常的一些經(jīng)驗來看的話,提高發(fā)電機(jī)組的可靠性和利用率是改善設(shè)備維護(hù)的最佳策略?；蛘呶覀兛梢試L試增加在線氣路故障特使部件的使用壽命的檢測的方法去降低我們的運(yùn)營成本。其實也就是通過延長機(jī)器的使用壽命來降低我們的經(jīng)濟(jì)成本。然后,在可靠性這個角度來說,工業(yè)生產(chǎn)中氣輪機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)的重要性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氣輪運(yùn)轉(zhuǎn)的性能。所以說,控制系統(tǒng)的設(shè)計急需改變,太多是硬件零件提升系統(tǒng)的難度,因此我們需要降低硬件系統(tǒng)中的冗余,降低生產(chǎn)的成本。最后。就是在環(huán)保節(jié)約的角度來說,全世界所有的國家都開始將燃?xì)馀欧诺拇_立為危害環(huán)境的源頭之一,因此這個問題必須重視。在燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計中漢堡設(shè)備的設(shè)計必須作為設(shè)計中的重要部分,否則設(shè)備都無法正常使用。

二、未來控制系統(tǒng)的基本內(nèi)容

1.未來重型燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展趨勢可能是以下幾個方面。首先就是我們需要向低環(huán)境污染的方向去靠攏,做到低成本、高效率好人大型產(chǎn)業(yè)化。其次,積極探索高新技術(shù)在其設(shè)計方面的應(yīng)用,采用現(xiàn)將的技術(shù)和算法促進(jìn)改革發(fā)展。然后,考慮社會的多元化需求,滿足燃煤聯(lián)合循環(huán)的社會大趨勢。最后,就是發(fā)展學(xué)習(xí)別的國家的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)計理念。

2.未來關(guān)鍵技術(shù)。未來控制系統(tǒng)主要有低排放燃燒技術(shù)、主動間隙技術(shù)、延壽控制技術(shù)和自適應(yīng)技術(shù)這幾個方面。隨著重型燃?xì)廨啓C(jī)在社會的快速發(fā)展,其運(yùn)行時產(chǎn)生的環(huán)境污染問題也引起了人民和政府的重度關(guān)注。為了避免燃?xì)廨啓C(jī)污染嚴(yán)重影響生活,需要根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)排放物的成分性質(zhì)設(shè)計相關(guān)的清潔生產(chǎn)部件。另外,當(dāng)前燃?xì)廨啓C(jī)還需要考慮的問題就是節(jié)約成本,通過葉尖間隙的控制可以有效的降低能耗,是一個不錯的辦法。

結(jié)束語

重型燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展過程中,控制系統(tǒng)一直是與其密不可分的技術(shù)之一,它的性能好壞嚴(yán)重影響整個設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)的性能,尤其是整個發(fā)電機(jī)組的性能。我國最大的四個燃?xì)廨啅S商都把控制系統(tǒng)最為最重要的技術(shù),十分重視控制系統(tǒng)技術(shù)的研發(fā)工作。他們都在這個方面花了很多的紫荊去投入,重型燃?xì)廨啓C(jī)花費(fèi)的百分之十五到百分之二十都是在控制系統(tǒng)研發(fā)的經(jīng)費(fèi)開支上?？刂葡到y(tǒng)的研發(fā)工作已經(jīng)成為燃?xì)廨啓C(jī)中重要的分支,都可以和燃燒室、壓氣機(jī)和透平處于同等重要,有著舉足輕重的位置。這篇文章中,我們研究分析了重型燃?xì)廨啓C(jī)的關(guān)鍵技術(shù)、設(shè)備性能和未來的發(fā)趨勢,他提出未來發(fā)展主要的研究方向和潛力,目的是希望可以為這個行業(yè)設(shè)備在中國的發(fā)展加快速度。