国外近期期刊文摘

○高效率燃气轮机△高效率燃气轮机文中介绍以热效率为55％的燃气—蒸汽发电为目的,决定研制再热式燃气轮机。该机的设计概念如下:低压系为输出轴,高压系为气体发生器,高压透平的排气与中低压透平相连。中压透平的轴直接与低压透平的轴相连。汇集现有的最新技术,准备设计进口温度为1300℃,115MW的再热式燃气轮     

不同热源下布雷顿循环系统分析

与传统能源发电相比,超临界二氧化碳(S-CO₂)布雷顿循环发电系统具有系统结构紧凑、循环效率高、安全性能较好等特点。采用Aspen Plus构建了不同热源下超临界二氧化碳布雷顿循环动力系统及热力学模型,重点分析了分流比、透平进口温度及压力、主压缩机入口温度对循环效率的影响。根据参数工况设计三种不同热源布雷顿系统：以煤基为热源的系统采用分流再压缩再热布雷顿循环,主气温度640℃以下再热的设置会比无再热效率高,循环效率可达46.02%。发电效率和再压缩功率随分流比的增加而增加,而主压缩机的则下降。燃气系统采用再压缩循环,透平入口温度与压力的增加可使循环效率增加,循环效率最高可达43.01%。以压水堆为热源的船舰动力系统设计为分流再压缩再热循环。存在最佳分流比,循环效率为37.41%;透平入口压力的增加使循环效率的变化先增加后变缓。主压缩机入口温度的增加使循环效率逐渐下降。     

湿燃气透平叶片热流固耦合换热特性的数值研究

为评估湿空气透平循环中湿燃气对透平叶片燃气侧换热特性的影响,以及湿空气对透平叶片冷却效果的影响,以C3X叶片为例,采用热流固耦合的数值计算方法,研究了湿燃气含湿量对透平叶片表面温度和传热系数的影响,对比分析了干空气与湿空气冷却效果的差异.同时在研究范围内给出了透平叶片燃气侧传热系数的无量纲关系式,为湿化燃气轮机透平叶片的优化和冷却结构设计提供参考.结果 表明:湿燃气含湿量对透平叶片燃气侧的流动性能基本无影响;当湿燃气含湿量从0 g/kg增加到150 g/kg,主流进口温度为1473 K时,透平叶片表面平均传热系数增加10％,且增加幅度随着主流进口温度的升高而增大,叶片表面最高温度平均提高10 K;与干空气相比,湿空气作为冷却工质时的叶片表面温度更低,冷却效率更高,且冷却效率随着湿空气合湿量的增加而提高.     

基于运行数据的IGCC电站燃气轮机性能分析

基于现场数据,对天津IGCC(整体煤气化联合循环)中燃气轮机建立数学模型,分析环境温度,燃料热值,透平出口温度等因素对燃气轮机性能的影响。结果表明:环境温度降低时,机组热效率迅速增大,透平进口燃气温度上升,第一级静叶表面温度迅速减小,透平冷却效果良好。压气机压比迅速减小,IGV(可调导叶)开度对环境温度变化敏感,变化幅度大。合成气热值降低时,机组热效率稳定,透平进口燃气温度与透平叶片表面温度稳定。压气机可以通过较小的IGV开度变化保证在合成气热值大幅度变化时压比保持稳定,防止喘振。透平出口温度设定值逐渐增大,透平进口燃气温度随之上升。透平第一级静叶表面温度升高,透平冷却效果恶化。过低的透平出口温度会降低机组热效率。此时IGV可以保证压气机压比与空气质量流量的变化。     

一种超临界二氧化碳布雷顿循环

为提高布雷顿循环热效率,在现有超临界二氧化碳布雷顿循环的基础上,提出一种基于回热技术的分级压缩与分级膨胀相结合的再压缩布雷顿循环方案,运用热力学计算软件EES对该循环参数进行热力学分析。结果表明,当分流系数约为0.47,透平入口温度为950 K,透平入口压力为29.0 MPa时,循环热效率为59%。当透平入口温度一定,分流系数在0.47～0.48时,循环热效率最高。在透平入口压力从20.0往29.0 MPa升高的过程中,最佳分流系数从0.39逐渐增加到0.47。在回热度从0.5增长到0.6的过程中,最佳分流系数从0.47增长到0.50。     

再压缩式超临界二氧化碳布雷顿循环的特性研究

为研究再压缩式S-CO_2布雷顿循环的性能,建立了该循环的分析模型,分析了主压缩机入口温度和压力、透平入口温度和压力、设备效率等对循环效率的影响,并阐述了其影响机理,对再压缩式S-CO_2布雷顿循环的最佳工况点进行了优化设计。结果表明:循环效率随透平入口温度和压力的提高而单调增大,随主压缩机入口温度的提高而单调减小;主压缩机存在一个使循环效率达到最高的最佳入口压力;循环效率与循环中各设备的效率有关,其中透平的等熵效率和高温回热器的传热效率对循环效率的影响最明显。     

运行条件对蒸汽—燃气联合循环装置指标的影响

在科技参考文献[1、2]中,通常对蒸汽-燃气联合循环装置引用正计算的指标.然而,在运行条件下实际能够达到的蒸汽-燃气联合装置的指标与它们的正计算值有本质的差别.根据参考文献[2]中的数据,在透平前的燃气温度为1092℃,蒸汽轮机前的蒸汽参数为5.4MPa,500℃下,世界上最大功率最经济的日本东新泻工业港火力发电站蒸汽-燃气联合循环电站的效率达46.5%.尽管燃气温度继续升高到1154℃,蒸汽压力上升到6.4MPa,与正计算值比较,效率的保证值下降比性能较好的蒸汽动力装     

空气冷却燃气透平特性算法的研究

基于现代空气冷却燃气透平具有大冷却空气质量流量和跨音速的工作特点,对燃气透平的通流模型进行了改进,推导出适用于空气冷却燃气透平特性计算的通流模型,同时扩展了其适用范围.将通流模型和损失模型结合起来,利用所建立的性能计算公式,使用Matlab编程得到一套适用于变工况下空气冷却燃气透平特性的计算软件,并且通过多台燃气透平进行性能验证.结果表明:这套空气冷却燃气透平特性计算方法具有较高的精确性.     

简讯

首台H型燃气轮机运行已超过17000小时据《Gas Turbine World》2006年9~10月刊报道,GE公司的首台50Hz的H型燃气轮机自2003年在英国南威尔士的Baglan湾投运以来,累计运行已超过17 000小时。该公司的60Hz的H型燃气轮机计划于2008年在南加利福尼亚的Inland Empire能源中心投运。按照美国能源部(DOE)的先进透平计划开发的H型燃气轮机的设计特点是,对第一级透平的动叶和喷嘴采用了闭环蒸汽冷却系统。蒸汽比空气有更高的传热效率,可以使透平运行的燃气初温超过1427℃,在不增加燃烧室火焰温度和NOx排放的情况下提高了效率。H型燃气透平的第…     

温度及氧含量对煤气再燃还原NOx的影响

再燃技术被认为是最有效降低NOx排放的技术之一.以地下煤气气源作为再燃燃料,研究温度1000～1400 ℃及再燃区入口氧含量2%～10%对煤气还原NOx的影响.探讨了一个适用于煤气再燃还原NOx的化学反应机理(200个反应46种物质);利用该机理进行模拟,并结合已有实验数据进行对比分析.结果表明:温度为1000～1200 ℃时,煤气还原氮氧化物存在一个最佳再燃区入口氧含量,随着温度的升高,最佳入口氧含量减少;温度为1300～1400 ℃时,在较低的再燃区入口氧量条件下,煤气对NO的脱除率较高.     

直燃式焚化炉的节能改造

当前覆铜板行业所使用的废气焚化炉有直燃式废气焚化炉和蓄热式废气焚化炉。蓄热式废气焚化炉的蓄热陶瓷体能够将燃烧机的热量储存起来,当蓄热陶瓷体的温度超过有机废气的着火点时,即使燃烧机不点火,炙热的蓄热陶瓷体也能点燃有机废气。介绍了直燃式（TO）焚化炉和燃气蓄热（RTO）焚化炉的原理和特点,广东深鑫电子材料有限公司的直燃式焚化炉改造为燃气蓄热（RTO）焚化炉,工程应用表明,可以降低燃油消耗,降低生产成本。     

直燃式焚化炉的节能改造

当前覆铜板行业所使用的废气焚化炉有直燃式废气焚化炉和蓄热式废气焚化炉。蓄热式废气焚化炉的蓄热陶瓷体能够将燃烧机的热量储存起来,当蓄热陶瓷体的温度超过有机废气的着火点时,即使燃烧机不点火,炙热的蓄热陶瓷体也能点燃有机废气。介绍了直燃式(TO)焚化炉和燃气蓄热(RTO)焚化炉的原理和特点,广东深鑫电子材料有限公司的直燃式焚化炉改造为燃气蓄热(RTO)焚化炉,工程应用表明,可以降低燃油消耗,降低生产成本。     

氢燃联合循环中两种回热网络的优化与比较

氢气－燃气透平联合循环中燃气透平排气的热容大于压缩空气的热容,且远大于氢气的热容。先将燃气透平的排气分流成二股并分别预热空气和氢气,再合流并加热温氢的回热网络,与燃气透平的先预热压缩空气、再热预氢的回热网络比较,有效地提高了气透平的进气温度,从而增大了联合循环的比输出功,提高了联合循环的热效率和降低了燃料氢的耗量。本文用过程能量组合方法对两回热网络进行了优化分析,并定量比较了采用两种优化后的回热网     

超临界二氧化碳布雷顿/有机朗肯循环联合系统的热力学特性

针对再压缩式超临界二氧化碳布雷顿发电循环(S-CO_2),将有机朗肯循环(ORC)作为底循环用于回收系统余热,建立了S-CO_2/ORC联合循环。采用Aspen Plus建立分析模型,根据顶循环余热温度范围和安全环保要求,选取R245fa作为ORC系统工质,分析透平进口温度、透平进口压力及分流比对循环效率的影响,并通过分析耗能设备的功率变化找到影响系统效率变化的因素。结果表明:通过顶循环低温余热的回收利用,系统热效率提高4%以上;增大透平进口温度可提高顶循环的热效率,但对底循环热效率的影响较小;随着顶循环透平进口压力的增大,顶循环热效率增加而底循环热效率下降;在透平入口温度680℃、入口压力280 MPa的条件下,存在最优的再压缩循环分流比0.66使得联合循环热效率最高;使用ORC底循环回收顶循环余热,最高可以将系统热效率从50.3%提高到53.7%,联合系统可以获得6.7%的效率提升。     

联合循环发电用透平型发电机最新动向

日本东芝公司与美国通用电气公司合作开发的下一代新（H）型联合循环发电系统的燃气轮机入口燃烧温度将由目前的1300℃提高到15000℃，热效率提高到60%以上，并减省对环境的影响。     

燃机余热利用的超临界二氧化碳循环发电系统

结合超临界二氧化碳物性分析、工质在主设备工作过程,讨论了主设备中工质的基本状态。根据燃机余热烟气特点,建立了余热利用的超临界二氧化碳循环发电计算程序,分析了简单循环、再压缩循环、复合简单循环、复合再压缩-简单循环4种循环布置下的系统稳态参数、效率以及净输出功。研究表明:透平入口工质压力越高,透平出口工质的温度越低,工质携带热量的利用越充分;压缩机入口温度应尽量接近临界点(31.1℃)、压力需稍高于临界点(7.4 MPa),可保证压缩机出口温度较低、工作状态稳定、单位工质流量的功耗小。随热源最低温度的下降,系统所获得净功以及实际效率均能得到一定的提升,通过叠加方式实现的烟气分级利用可以显著提高燃机余热利用的超临界二氧化碳循环系统效率和净功。     

燃气锅炉污泥气化气体燃烧过程数值模拟

采用Ansys Fluent软件模拟了1个基础工况与8个对比工况下污泥气化气体在某燃气锅炉炉内的流动及燃烧过程.结果 表明:炉内气流旋转上升的同时剧烈燃烧;基础工况下底部喷口截面最高平均温度可达1200 K;改变空气和燃气入口速度对炉内燃烧温度以及氧气、二氧化碳体积分数有较大影响;增大燃气入口速度后,底部喷口截面平均温度达到1300 K,该区域平均氧气体积分数明显减小;污泥气化气体中可燃组分增大会使炉内燃烧反应加剧,燃气中一氧化碳体积分数增大到18％时,底部喷口截面平均温度达到1400 K,但对大部分炉膛高度下的平均氧气体积分数和平均二氧化碳体积分数的影响较小.     

涂层对透平叶片的防腐保护

在许多类的透平，包括燃气透平，蒸汽透平，废能利用透平都受到进入其内部的固体微粒的腐蚀，为使透平叶片和其它部件免受腐蚀，在开发和选择涂层方面，进行满足特定条件如采用不同的腐蚀剂，温度，速度和撞击角度的一系列腐蚀试验，证明是很有效的，爆炸涂层在许多情况下证明能有效地提高足够的保护，现在已证明几种碳化钨和碳化铬的超级爆炸层涂层比同类爆炸涂层不仅能提供更好的抗蚀能力，而且不会降低叶片的疲劳性能，然而设计人     

1200MW蒸汽-燃气联合循环火电站

在土耳其脱拉奇亚火电站运行着功率为600MW的1号系列。拟在1989年引入2号系列,供电站功率增至1200MW。电站安装有4套蒸汽燃气联合装置,其中有8台ABB公司CT13型燃气轮机,透平进气温度约为1000℃、出口温度约为500℃时功率为95WM,效率为32.1％。燃气轮机正常启动时间为14.5分钟,快速启动为7.5分钟。配有强制循环双压式余热锅炉,生产5.05MPa、453℃蒸汽155t/h以及450kPa、210℃低压蒸汽43t/h,排烟温度约为100℃。2台燃     

氢-氧联合循环效率的主要影响因素分析

在分析基本联合循环的基础上,提出了氢一氧联合循环系统,分析了影响氢一氧联合循环效率的主要因素.结果表明:随着最高温度和最高压力的提高,循环的热效率也不断提高,在温度为1700℃、压力为30 MPa时,效率可达到62%;中压燃气透平的膨胀比以及膨胀比的分配都存在1个最佳值,在温度为1 500℃、压力为30 MPa时,中压燃气透平最佳膨胀比为8.0左右,效率可达到60.5%,此时最佳膨胀比分配值为1.43;最佳膨胀比的分配在亚临界区域随着总膨胀比的升高而降低,在超临界区域随着总膨胀比的提高先降低后升高,在总膨胀比为30左右的时候出现拐点;通过对回热和再热系统参数的优化,氢一氧联合循环可以达到更高的热效率.