涡轮复合再热式燃气轮机联合循环的工作原理

正《Gas Turbine World》2015年11~12月刊介绍了TC-RHT GTCC(涡轮复合再热式燃气轮机联合循环)的工作原理。新型循环可使燃气涡轮增压往复式发动机和燃气轮机/汽轮机结合成一体的燃气轮机联合循环,以便在比较适宜的1 371~1 427℃燃气轮机涡轮进口温度下达到大于60%的总净循环效率。     

氦气轮机高温气冷堆(GT-HTGR)

氦气轮机高温气冷堆(GT-HTCR)就是在一回路直接采用氦气闭式循环燃气轮机(CT)的高温气冷核反应堆(HTGR)；氦气既是核反应堆的冷却剂，又是闭式循环燃气轮机的工质；这个闭式循环燃气轮机通常由高、低压压气机、涡轮、预冷器、间冷器、回热器组成，并采用电磁轴承。选择氦气为工质，是因为氦气具有很高的比热和导热系数，同时又是惰性气体。     

ГТЭ_65型_新研制的发电用燃气轮机

对中等功率ГТЭ-65发电用燃气轮机装置研制过程和设计理念,包括热力系统参数的选择、3大部套(压气机、燃烧室和涡轮)的设计及其特点、主要部件的模型和试验台试验、应用的可能性和进一步升级改进的途径做了综述。利用已有的研制成果,使用按比例绘制的方式,对压气机采用了全模拟设计。按照DLN或DLE原理,满足为实现燃料低排放燃烧的一系列条件,设计了低排放环形燃烧室。通过方案比较,采用了4级涡轮设计。除第四级动叶外,涡轮所有叶片都是冷却的。ГТЭ-65是符合当代"F"级技术水准的一型中等功率燃气轮机,既可用于简单循环燃气轮机电站,也可用于基于燃气轮机的蒸燃联合循环电站;既可用于基本负荷运行,也可用于半峰值和峰值负荷运行。     

发电燃气轮机效率分析及提高措施

近10多年来地面燃气轮机技术迅速发展,其中一个重要方面是燃气轮机效率的提高。燃气轮机效率的提高与涡轮进口温度的提高、压气机涡轮气动特性的改进以及先进联合循环的使用分不开。本文通过对燃气轮机简单热力循环工作过程的分析,讨论了这些因素对燃气轮机效率的影响,并且简要介绍了近10多年来国内外在这些方面为提高燃气轮机效率而采取的一些措施。     

间冷循环燃气轮机低压工作线及影响因素分析

为详细掌握间冷循环燃气轮机的工作特性及实际运行过程中低压工作线的变动,考虑空气系统引 气、压气机出口漏气对流量连续的影响,引人压气机与涡轮及相邻涡轮间的流量比例系数,理论推导间冷循 环燃气轮机低压工作线方程,得到影响低压工作线的典型因素。开展间冷循环燃气轮机低压工作线在典型 影响因素下的变动机理分析,不同于高压工作线变动分析采用等换算转速条件,低压工作线变动分析采用等 高压转子增压比条件更为合理。依据间冷循环燃气轮机长期运行后典型影响因素的变化,获得间冷循环燃 气轮机低压工作线的具体变动结果,即高压压气机效率降低、高压涡轮效率降低、高压涡轮导向器面积增加、 间冷器性能衰减及二次水温度升高等会导致低压工作线升高,低压压气机效率降低、低压涡轮效率降低、低 压涡轮导向器面积增加、低压出口漏气量增加及大气温度增加等会导致低压工作线降低。     

三菱重工升级50 Hz M701F/J系列燃气轮机

正据《Gas Turbine World》2013年年度手册报道,三菱重工将最新高效燃气轮机设计技术融入超大型燃气轮机生产线。升级和改进了输出功率接近360 MW的M701F5和额定输出功率为470 MW的简单循环M701J高温燃气轮机,两型机组都用于50 Hz发电。两型燃气轮机的基本设计和结构十分类似:单轴转子、轴向排气、冷端驱动、双轴承转子支承、多管环形燃烧室、4级涡轮和水平中分面机匣。先进技术的"J"型燃气轮机涡轮喷嘴入口温度高达1 600℃。简单循环ISO基本负荷下额定输出功率     

工质加湿后简单燃气涡轮循环的动态响应

在传统燃气轮机循环的动态仿真研究中，对涡轮部件的处理一般都采用涡轮特性图或曲线的方法来完成；但如果进入涡轮的工质发生变化，由纯燃气变成高温高压高湿的燃气，那么涡轮特性图或曲线在无法获得的情况下要建立湿工质循环的动态仿真模型，对涡轮部件需作特殊处理。本文根据涡轮的工作原理建立了基于逐级计算的涡轮部件性能仿真模块：利用此涡轮模块，搭建完成了发电用简单燃气轮机循环动态仿真模型，同时燃烧室考虑注湿，计算在不同注湿情况下涡轮部件的性能变化以及整个循环的动态响应过程。     

某型涡扇发动机改型燃气轮机方案探讨

本文参考俄罗斯新研制的一种双通道燃气轮机ΓΤУ-18ПС,它的外涵增压空气经与内涵燃机的排气换热后驱动热空气涡轮,该涡轮与内涵燃机动力涡轮共轴输出功率,可大幅提高燃气轮机的输出功率和循环效率。将这种空气底部回热复合循环方式用于某型涡扇发动机改型燃气轮机方案,经计算分析可使燃气轮机的性能和热效率明显提高。     

布雷顿循环和兰金循环结合使燃气轮机性能优化_一种联合生产的方案

众所周知,布雷顿(Brayton)循环和兰金(Rankine)循环是广泛用于生产电力的循环。二种循环流体的结合是由国际动力技术公司提出的,并由艾莉森燃气轮机分部进行了试验。由排气余热产生的蒸汽在通过涡轮膨胀以前,先在燃气轮机燃烧室内与燃料和空气混合。在不变的涡轮温度下,可使现有发动机的热效率增加40％,输出功率增加60％。这种概念叫做双工质循环(DFC)。艾莉森公司在501-KB发动机上的试验结果已与发动机的计算机模型进行了比较,表明二者吻合很好。本文将表明,在选择的情况中,如何利用DFC在满足电力和蒸汽要求的同时,使热效率最高。与生产电力和蒸汽的其它方案进行了比较。     

重型燃气轮机涡轮叶片材料及制造技术研究进展

从重型燃气轮机涡轮叶片的研制发展史出发,综述了用于重型燃气轮机涡轮叶片高温合金材料的典型化学成分、叶片制备工艺技术、冷却技术和热障涂层设计。通过分析重型燃气轮机涡轮叶片服役特点,总结了重型燃气轮机用高温合金材料的设计原则。结合国内外燃气轮机涡轮叶片关键成型技术的发展和现状,归纳总结了涡轮叶片的研制工艺难点,并对未来燃气轮机涡轮叶片发展和制造工艺革新进行了展望。     

含铼的超耐热合金

据“ＡＳＭＥＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｆｏｒＧａｓＴｕｒｂｉｎｅｓａｎｄＰｏｗｅｒ”1998年7月号报道,最近几十年为了追求燃气轮机及联合循环装置的最高效率,燃气轮机涡轮的进口温度正在持续稳定的提高。在ＡＴＳ(先进燃气轮机系统)计划中,西屋公司改型设计的501Ｇ型重型燃气轮机涡轮进口温度将超过1427℃。过去几十年,钅来已成功用作为单晶和定向结晶涡轮叶片使用的镍基超耐热合金中的增强元素。燃气轮机试验和使用经验已经普遍证明含钅来超耐热合金具有优异的性能,适合用作为高温涡轮叶片的材料。文章详述了两种镍基…     

简讯

ГТД15000型燃气轮机是原苏联最近研制成功的一台具有高压比(20)、高燃气初温的简单循环燃气轮机,其通流部分气动性能优良,设计成供工业/舰船推进用。利用该燃气轮机的排气余热,已可提供燃蒸复合循环结构。该机组区别于一般船用燃气轮机的最大特点是动力涡轮可做成具有可倒车工作的通流部分,从而使燃气轮机本身可以直接倒车。这种倒车燃气轮机设计已取得了美国、英国、日本和西德的专利,并且也已成功地运用于原苏联的     

某涡轮叶片热-机械疲劳寿命预测与试验验证

为了得到某燃气轮机涡轮叶片关键截面的真实寿命,设计并开展了涡轮叶片热-机械疲劳试验,获得了真实寿命数据,并基于试验结果提出了一种涡轮叶片低周疲劳与蠕变疲劳交互的寿命预测方法。首先,采用一维线弹性关系、修正公式以及循环应力应变关系3种名义应力应变处理模型计算获得了名义应变;然后,利用SWT寿命关系式预测模型预测了叶片的热-机械疲劳寿命;再将预测寿命与试验获得的真实寿命进行对比分析。研究表明：对于某型燃气轮机涡轮叶片,基于SWT预测模型的循环应力应变关系方法相比于一维线弹性关系和修正公式法预测精度最高,与试验寿命相比,预测误差在4倍分散带之内。     

闭式中冷回热燃气轮机循环经济性能优化

建立了考虑变温热源的闭式中冷回热(ICR)燃气轮机循环有限时间热力学(FTT)模型,导出了循环利润率和效率解析式,优化各换热器热导率分配和中冷压比,得到了最大利润率;进一步优化总压比,得到双重最大利润率;并分析了总热导率等重要设计参数对循环最优性能的影响。结果表明,随着高低温侧热源进口温比、低压压气机效率、高压压气机效率、涡轮效率、各换热器有效度以及压力恢复系数的增大,循环最大利润率和对应的功率和效率增大。随着价格比的增大,循环利润率增大,但对应的效率却有所减小。存在一个最佳的工质与热源热容率匹配值使变温热源闭式不可逆中冷回热燃气轮机循环的利润率取得三重最大值。     

曙光-机器设计的GTE-45/60MW系列燃气轮机

正据《Gas Turbine World》2013年年度手册报导,为给燃气轮机生产序列增加45-65 MW级机组,乌克兰Zorya-Mashproekt(曙光-机器设计)公司正在推出50 Hz发电用2型单轴燃气轮机。预定用于简单循环、热电联产和联合循环电站,UGT45000/60000燃气轮机基本是大功率UGT110000的模型机组。两型新UGT燃气轮机的配套发电机组分别称为GTE-45和GTE-60。两型燃机为单轴设计:配备有压比为18的15级轴流压气机、4级轴流涡轮和具有20个燃烧室的环管     

湿空气燃气轮机循环发电技术：——美国开发成本低,调峰性好的发电技术动向

尽管当代先进的燃气—蒸气联合循环的热效率可望达到55％,仍挡不住电力科技工作者进一步降低发电成本、提高调峰性能的追求。据美国电力科学研究院杂志1993年10/11月号称:一种不带有蒸汽循环,而以燃气轮机作为基础设备,用湿空气作为工质的新型发电技术已开发。该项开发工作由美国电力科学研究院(ERRI)与美国联合技术公司(UTC)等三家公司联合,对一台FT4000航空用燃气轮机进行改型研究,增设了一台空气加湿关键设备。UTC已完成了该湿空气燃气轮机循环的方案设计,它在FT4000燃机压气机结构基础上,在压气机压缩比6±1处加装一个中间冷却器,在高压压气机末端设末端冷却器,使循环过程更经济合理。考虑到湿空气燃气透平的排气流量与压气机空气流量的比值较大,将对燃气机透平末端膨胀段作新的技术开发。当前研究的重点和难度在于新型循环所要求的涡轮机械和循环结构     

基于燃气轮机的板翅式换热器特性分析及结构优化

针对微型燃气轮机板翅式换热器结构参数与燃气轮机性能之间的耦合关系,建立了板翅式换热器多目标分析和优化模型。在此基础上,分析了2种设计条件(定燃烧室吸热量和定涡轮出功)下板翅式换热器关键参数对板翅式换热器和燃气轮机性能的影响。结果表明:影响燃烧室吸热量和涡轮出功的主要因素为换热器压损而并非换热器效能,2种设计条件下各参数的变化趋势一致(除燃烧室吸热量和涡轮出功外);在对翅片结构进行优化后,涡轮出功增大了6.8%,燃烧室吸热量减少了5.1%;相对于基本参数,优化后翅片厚度、翅片间距和波纹角减小,翅片高度增加,保证了板翅式换热器具有较小的压损;采用■耗散最小和采用熵产最小为优化目标时无明显区别。     

《燃气轮机技术》1993年索引

·专题论述·论整体煤气化联合循环装置(IGCc)的茛展趋势旋转机械扳动状态监测及预测维修软件柴油机发电丰c燃气轮矾发电的比较美国Tidd增云流化床燃烧(PFl3(:)电站简介跨世主三的HAT热力循环海军——燃气轮机重要的市场我国西部地区气候、地理概况以及对使用燃气轮机可能性一类与传热定铮无关的内可逆热机最优掏受关于燃气轮机改烧重滴发电的几点看法增压流化床联合循环系统控制前景联合循环采用的余热锅炉之特点与设计实例日本的燃气轮机千口热电联产MarkⅣ控制盘的通讯与遥控方式探讨燃气轮机燃用重油的处理技术整体煤气化联合循环克…     

新型燃气轮机与流化床锅炉耦合系统的性能分析

为了提高火电机组的热效率,建立了采用多级压缩、中间冷却以及多级膨胀、中间再热的燃气轮机与循环流化床（CFB）锅炉耦合系统性能的计算模型并进行了计算.结果表明：随着涡轮进口压力的升高和压气机级数的增加,耦合系统的热效率均有一个最大值;随着涡轮入口温度的升高和涡轮级数的增加,热效率可增加到约46%,因此,新系统具有高热效率、低厂用电率的优点;考虑到系统的结构复杂性以及综合经济性,压气机和涡轮均采用3级为宜.     

基于热力学方法的海上平台燃气轮机涡轮叶片热腐蚀影响评估研究

为了有效评估燃料气中H_2S超标对燃气轮机涡轮叶片热腐蚀的影响,在腐蚀机理研究基础上结合燃机的运行参数条件,采用热力学模拟方法完成了对25 MW燃气轮机涡轮叶片热腐蚀风险评估分析。通过分析杂质含量变化及燃料类型对腐蚀产物露点曲线的影响,得出了碱金属含量是涡轮叶片热腐蚀的关键影响因子,在(Na+K)质量分数小于1×10~(-5)%的条件下,即使当H_2S体积分数达到0.01%时,涡轮叶片也不会面临热腐蚀风险。这将对海上平台用国产25 MW燃气轮机燃料中杂质含量目标控制和高温涡轮叶片防护涂层设计起到了一定的参考作用。