注蒸汽燃气轮机循环工质热力性质研究

本文对注蒸汽燃气轮机循环中的工质,首先建立了燃气—蒸汽混合物(以下简称湿燃气)的理想模型;据此确立了湿燃气热力性质计算的二次线性插值方法。采用该方法,编制了供工程实用的湿燃气热力性质表及与之配合使用的理想水蒸汽表。     

PG9171E型燃气轮机变工况计算模型的建立

为了建立PG9171E型燃气轮机变工况计算模型,必须根据电厂提供的原始数据建立该机型的压气机特性.由于现有基线估算方法的建立未包含高压比压气机实验数据.故一般只被应用于压比小于11的压气机特性估算,而PG9171E型燃气轮机的压气机压比已接近12.为了解决这个问题,在压气机特性计算过程中首次提出分段计算法,计算结果表明:该方法的精度能够满足实际应用要求.在变工况计算模型的燃气热力性质计算方面,根据热力性质表[2].归纳出空气、CH2燃气、C燃气和水蒸气的热力性质通用关系式,简化了燃烧室燃用重油时的湿燃气焓值和对数压比值的计算过程,变工况计算模型的计算结果与燃气轮机实测参数进行比较,表明上述改进方法在实际应用中能够满足建模精度的要求.     

重型燃气轮机通流部分热力特性计算与仿真研究

以某F级单轴重型燃气轮机通流部分热力特性为研究对象,通过模块化建模方法在MATLAB/Simulink平台中建立燃机系统仿真模型,对燃气轮机典型截面上压缩空气和高温燃气沿转子轴向的特性进行仿真研究。提出了一种结合表征压气机级特性的基元级算法和根据抽气点位置划分的压缩级建模方法的压气机仿真模型。由于燃机通流部分工质的温度变化较大,而且伴随着燃烧反应及燃气与冷却空气混流问题,为保证仿真精度,该模型采用变比热容公式计算空气和燃气的热力参数,并对工质组分质量分数进行详细计算,还考虑了容积惯性和转动惯性对整个系统模型的影响。结果表明,该仿真模型在实际应用中能够满足建模精度的要求。     

适用于燃气STIG循环中湿燃气的状态方程

将燃煤气的ＳＴＩＧ循环中湿燃气当作实际气体处理，利用两项维里方程的 对比态形式，建立了湿燃气的状态方程，用此状态方程及余函数修正法计算了湿 燃气的热力性质，并与按理想气体计算的湿燃气的热力性质进行了比较。     

具有蒸汽中间过热的三回路蒸燃联合循环装置的设计计算

《Теплоэнергетика》2010年2月号公布了具有蒸汽中间过热的三回路余热利用蒸燃联合循环装置(ПГУ)工质参数和经济指标的全套计算方法,该方法允许在设计计算阶段根据燃气轮机装置(ПГУ)排气的参数确定余热锅炉(КУ)燃气和工质的参数,逐段逐级完成汽轮机的近似计算。利用计算程序和软件包DELPHI计算,并快速、可靠地优化ПГУ热力系统的参数和汽轮机的结构。热力系统的计算如下:(1)确定余热锅炉蒸发器生产的蒸汽产量和蒸汽参数,以及它的各个受热面的热功率。     

超临界H2O/CO2混合工质的物性计算

准确计算H_2O/CO_2混合工质的热力特性是新型混合工质汽轮机设计及变工况计算的前提。介绍了EOS-CG模型的数学模型及热力特性的计算方法,并利用该模型、PR、GERG-2008模型对混合工质的物性进行了对比分析。对比分析结果表明,EOS-CG、GERG-2008模型对H_2O/CO_2混合工质的物性计算具有较高精度,可以满足混合工质汽轮机热力计算精度要求。     

适用于燃煤气的STIG循环中湿燃气的状态方程

将燃煤气的ＳＴＩＧ循环中湿燃气当作实际气体处理,利用两项维里方程的对比态形式,建立了温燃气的状态方程,用此状态方程及余函数修正法计算了湿燃气的热力性质,并与按理想气体计算的湿燃气的热力性质进行了比较。     

带回热的燃气轮机-有机朗肯联合循环热力设计

燃气轮机以其高效率、低污染、运行成本低的优点被广泛应用于分布式发电系统中。为了进一步提升天然气资源的利用率,本文提出了带回热的燃气轮机-有机朗肯(ORC)联合循环,以高临界温度的有机物为底循环工质,来回收燃气轮机排气中的余热。建立了带回热的燃气轮机-ORC联合循环的模型,提出了使该联合循环热效率最优的热力设计方法,进行了不同设计条件下的仿真试验。结果表明,与传统的燃气-蒸汽动力循环相比,带回热的燃气轮机-ORC联合循环具有更高的联合循环热效率。选择甲苯作为底循环工质,可以获得最高的联合循环效率。此外,燃气轮机-ORC联合循环可以用于热电联供,同时满足区域电负荷和热负荷的要求。     

改用富氢燃料的F级燃气轮机热力性能与透平通流匹配

本研究旨在探究某型F级天然气重型燃气轮机在改用富氢燃料时的热力性能变化和通流匹配方案。建立了考虑透平逐级冷却的燃气轮机稳态热力模型，并用实际运行数据验证了模型的准确性。以此模型为基础计算了改用富氢燃料后该型燃气轮机在燃用不同含氢量的燃料时的热力性能和排放性能。针对出现的压气机和透平间的通流匹配问题，采用保持压气机参数不变、改变透平各级动静叶片安装角的方案，增加透平通流面积，并计算得到通流匹配后的燃气轮机性能。计算结果表明：随着燃料含氢量由0增加到100%时，达到相同透平入口温度时所需的燃料体积流量增加，透平中工质体积流量增加了2.65%,透平各级动静叶冷却效果降低，透平出口温度上升约15 K。在燃料含氢量分别为40%,70%,100%的情况下，氮氧化物的排放浓度分别增加了4.44, 5.18, 4.225 mg/m³;透平各级叶片安装角的变化整体分别在0.15°,0.37°,0.94°之内以达到通流匹配；燃气轮机的输出功率分别变化了0.39%,-0.23%,-1.56%;效率分别变化了0.02%,-0.41%,-1.4%。     

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。     

大型锅炉长期动态特性研究中的烟气计算模型

为了简便、准确、快速地解决大空量锅炉汽轮机组长期动态特性研究中的烟气放热计算问题,本文针对现有仿真用烟气放热模型的主要不足,由大容量锅炉热力计算的杜卜斯基－卜劳赫公式推导出新的仿真与动态特性分析用炉膛烟气放热模型;并通过简要的分析、简化和推导,得出了动态过程中各种锅炉换热面烟气出口温度和放热量计算方法,这些烟气计算模型能够较为准确、简单地反映动态过程中高温烟气在大容量锅炉的炉膛和各烟道换热面的烟温及放热量的变化规律,应用十分方便。最后将本文的烟气计算模型应用于某600MW超临界机组的动态特性仿真,仿真结果合理、正确。     

燃煤烟气中汞氧化的动力池机理

建造了小型动力学反应实验台,并用模拟烟气在该实验台上研究了燃煤烟气中汞氧化的动力学机理.根据实验数据建立了燃煤烟气中汞形态转化的动力学模型,得到了有氯化氢存在情况下烟气中汞均相氧化的总反应速率方程和总反应速率常数.研究结果为开发烟气中汞的控制技术提供了有用的数据.     

电站锅炉炉膛出口烟温算法改进与实现

电站锅炉炉膛出口烟温的计算是热力计算中的一个重要的环节，目前国内有些电站锅炉的实际出口烟温与原设计值的偏差很大，直接影响到锅炉的安全经济运行。文章结合实际的科研课题，对电站锅炉膛出口烟温计算方法进行了一些相应的算法改进。经过实际运行检验，结果表明，改进后的方法与实际的情况更吻合。同时也为电站锅炉的技术改造提供了有力依据。     

海上燃气轮机余热资源计算

轻型燃气轮机发电机组是海上平台电站的主要组成部分.海上平台由于受到空间及初期设计的限制,许多燃气轮机发电机组没有相应的余热回收装置,从燃气轮机中排出的温度高达300-500℃的废气,占燃气轮机燃烧总热能的30％,造成能量浪费.为降低海上平台的能源消耗,海上燃气轮机高温排烟余热资源的回收利用逐渐引起重视.而准确计算出余热资源量的大小是合理利用余热的前提.对于不同条件下的燃气轮机烟气余热资源量的计算给出了不同的解决方案,建立了理论排烟余热资源量的计算模型,举例说明模型的应用,通过模型分析,得出排烟余热资源量大小的影响因素,分析了排烟温度、过量空气系数、燃料组分对排烟余热资源量大小的影响.在此基础上,总结出余热量依各个变量的变化规律,通过典型数据建立了余热资源量随排烟温度和过量空气系数的变化关系.     

富氧燃烧烟气焓温特性分析

针对富氧燃烧锅炉增加了尾部再循环烟气和空气分离单元抽取的氧气特点,比较了常规空气燃烧锅炉焓温表计算方法与富氧燃烧方式下焓温表计算内容的区别,分析了富氧燃烧锅炉循环烟气焓、分离氧气焓和炉膛进口热燃烧气焓随氧气的体积分数变化的特性,给出了富氧燃烧锅炉烟气焓温表的计算方法,为富氧锅炉热力计算提供了理论依据.     

半干式脱硫系统的热量物质衡算模型

开发了主要针对排烟循环流化床烟气脱硫技术,并且适用于其它各类半干法烟气脱硫工艺的热量物质衡算模型和计算软件,采用1t/h锅炉的实烟气脱硫实验台和国内几家典型半干法烟气脱硫系统的运行数据进行了验证,计算准确,该计算模型和软件可用于半干法烟气脱硫工艺的系统设计,运行和工业控制。     

锅炉水平烟道宽度方向烟温分布的数学模拟

在研究四角切向燃烧方式的锅炉在宽度方向烟温模拟时,采用分段函数法来模拟烟温分布。通过对某锅炉进行实例计算,结果证明该模拟方法对研究锅炉宽度方向偏差具有实用性。     

湿法烟气脱硫喷淋塔的实验与反应模型研究

建立了石灰石/石膏湿法烟气脱硫喷淋塔实验台,实验研究了重要的操作参数对喷淋塔脱硫效率的影响规律。实验结果表明,提高液气比和浆液pH值、降低烟气温度和烟气速度、降低入口烟气的SO2浓度以及强制氧化均可以提高脱硫效率。将喷淋浆液分成喷淋液滴和塔壁液膜两种存在形式,并分别建模,喷淋液滴的脱硫过程采用Gerbec液滴脱硫模型计算,将塔壁液膜的流动分为层流和波动层流两种状态,发展出了新的喷淋塔脱硫反应模型。模型计算结果表明,相对于Gerbec液滴模型,本文的模型计算结果与实验数据吻合得更好。     

动态模糊综合评价在烟气脱硫技术优选中的应用

基于动态模糊集理论,建立了火电厂烟气脱硫技术综合性能评价的动态模糊数学模型,并用动态模糊综合评价法对某电厂脱硫工艺的选型进行实例分析.动态模糊集理论是对模糊集理论的推广,能更好地表达动态模糊性数据,反映评价对象发展变化的趋势,动态模糊综合评价法比模糊综合法更能对评价对象做出客观综合评估.实例计算表明,动态模糊集模型在烟气脱硫技术优选中是可行的.     

中小型煤粉炉的运行优化

提高中小型煤粉炉的运行效率,控制其在最佳风煤比运行一直是个难题,原因是最佳风煤比是随炉况,负荷,煤种变化的,是非定常的。本文由计算锅炉效率的反平衡法出发,以炉膛出口温度和排烟温度为主导因素,论证得到寻求最佳风煤比的热效率判据。进而由自学习系统建立知识库,得到以负荷和煤种为参变量,以表征最佳风煤比的烟气含氧量为应变量的二维模糊决策表,解决了如何在线实时控制中小型煤粉炉高效运行的难题。