某型发动机燃烧室机匣加工工艺过程中的一点体会

燃烧室机匣是发动机的关键部件属薄壁环形件，由工艺性较差的不锈钢材料组焊而成的。本文从工艺路线、加工余量分配、刀具材料选择、刀具参数等方面加以论述。     

MGT6100/6200燃气轮机的燃烧系统

正据《Gas Turbine World》2014~2015年年度手册报道,MGT6100/6200燃气轮机配置6个燃烧室,用法兰连接到中间整体机匣上,形成逆流式管形部件,与轴中心线呈35°角布置。燃烧室配备旋流燃烧器,以便在燃烧室出口和涡轮第一级喷嘴入口处取得均匀温度场。配套有燃料喷嘴、火焰筒、过渡段和冷却套筒,易于折卸并在现场可更换。     

某型压气机高压进气机匣的改进设计

为了降低某型压气机进气机匣的总压损失，借鉴了作者在流道设计方面的经验，及进气道设计典型结构和设计原则，给出了3种改进的进气机匣结构设计方案，应用Fluent软件，对原方案和3种改进方案进行三维流场CFD计算，对比分析几个方案计算结果，得到了一个比较理想的改进方案，使最终优化改进方案进气机匣的总压损失降低到原方案总压损失的1／4，并提出了进气道设计改进的一些基本方法和有效措施。     

微型燃气轮机低热值燃料燃烧室喷嘴流动实验研究

为适应生物质气低热值、组分变化大的特点,达到燃烧室燃烧稳定、低排放要求,在某60 kW级微型燃气轮机环形燃烧室结构的基础上,新设计了一种具有不同预混孔结构的新喷嘴,并在上海交通大学微型燃气轮机单喷嘴燃烧室实验台上对原喷嘴及新设计喷嘴进行冷态流动实验,对比分析不同稀释孔直径及工质参数条件下原喷嘴及新喷嘴对燃烧室空气流量分配比及过量空气系数的影响。研究表明:燃料流量、空气流量变化会影响燃烧室空气流量分配,空气温度变化对燃烧室空气流量分配无影响;燃料热值降低会导致燃烧室过量空气系数增大,需要匹配直径更大的燃烧室稀释孔;相比于原喷嘴新喷嘴的流量分配比较大,为使其适应低热值燃料,需要匹配的燃烧室稀释孔直径为11.0 mm,该条件下新喷嘴可适应CH_4摩尔分数为50%~90%的燃料。     

直喷式S195型柴油机的结构特点及其性能

本文介绍采用原涡流式燃烧室的Ｓ１９５型柴油机改用直喷式燃烧室后的有关结构特点及其性能状况。     

基于缸内流动的甲醇发动机燃烧室选型

结合某甲醇发动机开发,应用CFD仿真分析技术,得到了不同燃烧室形状对缸内流动的影响。结果表明,方案2的燃烧室效果最好。与原燃烧室相比,在点火时刻火花塞附近气流速度低,湍动能大,有利于火核形成及火焰传播;良好的缸内气流运动,有利于油气混合,改善燃烧。     

柴油机燃烧室改进的模拟仿真研究

首先介绍了柴油机燃烧室设计的尺寸特点,然后再在原燃烧室的基础上对它的尺寸做了一些改进,并通过大型CFD分析软件AVL-FIRE对修改后的燃烧室模型进行了流场数值模拟,计算出缸内流场的流动分布,对比分析得出燃烧室尺寸对气体流动的影响。     

柴油机变通道涡流室式燃烧室的研究

本文提出了一种柴油机新型涡流室式燃烧室——变通道涡流室式燃烧室.研究结果表明,这种燃烧室由于减少了通道流动损失并加速了主燃烧室的放热速率,在柴油机宽广的运行范围内,其热效率比原涡流室式燃烧室大大提高,而排温、烟度和噪声也有较大改善.它兼有直喷式和涡流室式柴油机燃烧方式的优点,是一种高效率的涡流室式燃烧室.     

MGT6100/6200燃气轮机的高压涡轮

正据《Gas Turbine World》2014~2015年年度手册报道,被设计成1个铸件的单件中间机匣结构支承燃烧室和驱动燃气发生器压气机的2级高压涡轮。高压涡轮的所有静叶和动叶都利用压气机排气被内部冷却;涡轮轮盘也被内部空气冷却。第一列动叶是不带叶冠的,它们的顶部区域装有耐磨边缘,以便减少顶部间隙损失。     

MGT6燃气轮机的高温部分

正据《Gas Turbine World》2014~2015年年度手册报道,单件机匣用于燃烧和高压涡轮的高温部分,用于自由动力涡轮组合件上,以便确保长寿命。燃烧室管形火焰筒是由耐高温Inconel 617(铬镍铁)合金制成的。过渡段是由耐高温合金金属薄板(Inconel 617)制造的,这些过渡段引导高温燃气从每个火焰筒到高压涡轮喷嘴导叶。     

Hydrogen combustion test in a small gas turbine

Details of the gaseous hydrogen combustion test in a can-type conventional gas-turbine combustor and the operating performance of a 275 PS (202 kW) small gas turbine are provided.Initially, experiments were conducted to determine the configuration of the hydrogen fuel nozzles on a combustor test facility. The kerosene fueled gas turbine combustor was used without modification of the original configuration and dimensions.Secondly, the operation performance of the gas turbine was investigated when the gaseous hydrogen was used as a substitute fuel for kerosene fuel. The kerosene fuel supply system was removed or rendered inoperative and a hydrogen flow metering system was newly installed. The high pressure storage cylinders were used to supply hydrogen to the fuel metering system.Data was obtained on pressure losses of the fuel nozzles, ignition performance, temperature distributions at the combustor outlet, combustion efficiency, liner wall temperature distributions, NO_x emission levels, noise levels, operating performance, etc.     

改烧焦炉煤气后燃气轮机燃烧室的改进

为改烧焦炉煤气,对原来燃用天然气的QD128燃气轮机燃烧室进行了改进,重新设计了能使用焦炉煤气和液体燃料的双燃料喷嘴,修改了火焰筒的头部结构,同时减少了火焰筒内壁掺混孔的进气比例.采用计算流体动力学软件Fluent对燃烧室进行了数值模拟计算,并与燃用天然气的原型燃烧室流场、温度场计算结果进行了对比分析.结果表明:燃烧室头部燃烧区存在明显的空气回流能满足稳定火焰的要求.温度场与原型燃烧室基本一致,出口截面温度场品质(OTDF、RTDF)优于原型燃烧室.     

Optimization of Gas Turbine Combustor Mixing for Improved Exit Temperature Profile

In this article, a design optimization technique for mixing in a gas turbine combustor is presented. The technique entails the use of computational fluid dynamics and mathematical optimization to optimize the combustor exit temperature profile. Combustor geometric parameters were used as optimization design variables. This work does not intend to suggest that combustor exit temperature profile is the only performance parameter important for the design of gas turbine combustors. However, it is a key parameter of an optimized combustor that is related to the power output and durability of the turbine. The combustor in this study is an experimental liquid-fuelled atmospheric combustor with a turbulent diffusion flame. The computational fluid dynamics simulations use a standard k-? model. The optimization is carried out with the Dynamic-Q algorithm, which is specifically designed to handle constrained problems where the objective and constraint functions are expensive to evaluate. The optimization leads to a more uniform combustor exit temperature profile than with the original one.     

燃气轮机燃烧室内部流场的冷态模拟与优化设计

利用流体分析软件STAR-CD对一个燃气轮机燃烧室的内部流场完整真实的几何结构进行了三维的冷态模拟；得出其内部的流场分布，对其加以分析，找出原设计中存在的问题，并加以改进，得出更加合理的流场分布，从而指导燃烧室的结构设计。改进后的数值模拟结果表明，改进措施的效果是十分明显的，所建立的流动分析系统为燃气轮机燃烧室的优化设计提供了强有力的计算分析工具。     

Performance evaluation and outlet load improvement of a rotating detonation combustor with different outlet nozzles

Outlet nozzles for a rotating detonation combustor were designed to meet a downstream turbine and reduce the high pressure and heat load caused by the oblique shock wave at the outlet. The effects of the rotating detonation combustor with two types of outlet nozzles were studied, and the performance and outlet parameters of the combustor were measured at an elevated chamber pressure and preheating temperature based on gas turbine conditions. The results showed that the outlet nozzles could cause changes in the wave collisions and folding of the weak flame front in the detonation formation process, but the basic propagation process was similar to that without a nozzle. The pressure ratio changed from 1.427 in the original model to 1.392 and 1.304 with the two types of outlet nozzles. Meanwhile, the outlet load was greatly improved. The peak values of the static temperature at the outlet dropped by 22.423% and 27.572% with the two types of outlet nozzles compared to the original model. In addition, the peak static pressures dropped by 75.737% and 83.722%, respectively. In addition, the outlet nozzles significantly reduced the unevenness of the outlet static temperature and static pressure distributions. This created a better outlet operating environment, thereby improving the performance of the rotating detonation combustor.     

燃气轮机燃烧室内部两相流动数值模拟与结构优化

针对燃气轮机低污染燃烧室内部流动的特殊要求，基于燃烧室完整真实几何结构进行三维的冷态模拟和两相流动模拟，分析内部的流动规律以及原始设计中存在的问题。通过改进燃烧室几何结构，得出更加合理的流场分布，从而指导燃烧室的结构优化设计。改进后的数值模拟结果表明：所采取的改进措施的效果明显，所建立的流动分析系统可以进行燃气轮机燃烧室的优化设计。     

某重型燃气轮机DLN燃烧室数值模拟-热态分析

数值模拟是开展燃气轮机燃烧室性能分析的重要手段。本文通过外形3D扫描与内型工业CT扫描构建了某重型燃气轮机天然气DLN燃烧室的完整几何模型。通过对该完整三维建模进行高质量网格划分,并综合燃气轮机循环分析给出的工况参数,开展了数值模拟分析。本文热态模拟了燃烧室内流场、温度场及组分场,发现该型燃烧室喷嘴布置方式存在中心区域不能完全燃烧的风险。研究方法与结果可为燃气轮机DLN燃烧室的分析与设计提供参考。     

空气分级比对同轴分级燃烧室性能参数的影响

为掌握同轴分级燃烧室性能参数随空气分级比(主燃级空气流量的比值)的变化规律,以某同轴分级燃烧室为研究对象,数值分析了空气分级比对燃烧室的燃烧效率、总压损失、出口温度分布、污染物排放和绝热壁面最高温度的影响。结果表明：空气分级比主要会改变角涡位置的燃烧温度和高温烟气的停留时间;随着空气分级比的升高,燃烧室总压损失、出口温度分布系数、NO_x排放、绝热壁面最高温度逐渐升高,但燃烧效率、CO污染物排放、径向温度分布系数对空气分级比不敏感;在同轴分级燃烧室设计中,在保证燃烧稳定的前提下可采用较小的空气分级比以实现燃烧室高效、低阻、低污染燃烧。     

燃气轮机燃油燃烧室改用双燃料流场数值分析

针对燃气轮机燃油燃烧室改成双燃料燃烧室对燃料喷嘴进行一体化概念设计,并采用CFD技术对其双燃料燃烧流场进行数值模拟。针对燃烧室燃用C7H16和裂解气燃料的不同情况,采用标准κ-ε湍流模型、化学平衡条件下的快速化学反应系统和简单概率密度函数（PDF）燃烧模型、液体燃料的喷雾模型以及SIMPLE算法。模拟并对比分析了两种燃料燃烧时的燃烧效率、出口温度均匀性、壁面最高温度以及速度分布等参数随工况变化的趋势,并得出结论：1）不同燃料燃烧时的流场特征基本保持一致;2）裂解气燃料燃烧时,其燃烧效率较高,但出口温度均匀性较差;3）在加入相同焓值的燃料进入燃烧室时,裂解气燃料燃烧得到的出口温度低于燃油的燃烧状态。     

超低热值燃气催化燃烧室特性的模拟

对一种新型超低热值燃气催化燃烧室的特性进行了数值模拟研究.这种燃烧室采用蜂窝结构,应用于超低热值燃气轮机系统;超低热值预混气体流过蜂窝状燃烧器的每一个微细通道,在通道表面发生催化反应.分析了催化燃烧室催化剂负载量、预混气体体积流量、燃烧室入口温度和燃料体积分数等主要因素对催化反应器催化特性的影响.计算表明:催化剂负载量制约整个催化反应的速度;减小体积流量、提高燃料体积分数和提高燃烧室入口温度能够显著提高催化转化效率;为避免反应器温度过高导致催化剂失活,甲烷的浓度和燃气入口温度必须合理控制.