变几何燃气轮机性能的计算分析

为了分析不同涡轮变几何时的机组性能,基于小偏差方程提出了一种研究变几何燃气轮机性能的新方法。应用该方法计算了不同涡轮通流面积的相对变化量在±5%时的机组性能,并从理论上进行了分析。分析表明:在简单循环机组中,无论是高压涡轮、低压涡轮还是动力涡轮变几何,对系统经济性的影响都不大,但会影响压气机平衡运行线,其中低压涡轮变几何对低压压气机平衡运行线的影响较大,高压涡轮和低压涡轮变几何对高压压气机平衡运行线的影响较大。     

装有进口喷雾内冷的Trent60燃气轮机

据《Gas Turbine World》2008年11～12月号报道,Rolls—Royce公司的航改型Trent60DLE燃气轮机发电机组在ISO条件下的基本负荷额定功率为51．5MW,效率为42．1％。燃气轮机设计特点是具有3个独立的压气机部分。二级低压压气机装有进口可转导叶。八级中压压气机,前三级装有可转导叶。六级高压压气机。还具有3个相应的涡轮部分：单级高压涡轮、单级中压涡轮和五级低压涡轮。     

开式燃气轮机中冷回热再热循环功率和效率优化

建立了开式燃气轮机中冷回热再热（ICRR）循环有限时间热力学模型,导出了循环功率和效率解析式,优化了气流沿通流部分的压降（或低压压气机进口空气质量流率）和中间压比,得到最大功率;并在给定燃油流率的情况下,优化了气流沿通流部分的压降和中间压比,得到最大热效率,进一步在给定低压压气机进口和动力涡轮出口总面积的情况下,优化两者面积分配比,得到双重最大热效率.     

新型高温燃气轮机

在日本创制了一种用于蒸汽燃气联合循环装置的试验性工业用高温燃气轮机。在该燃气轮机中采用了两次燃烧、压缩气中间冷却的循环方式。在单独工况下,燃气轮机效率为39.4％。该燃气轮机采用双轴同心布置。在带动发电机的低压轴上,布置了中压透平、低压透平和低压压气机。高压轴将高压透平与高压压气机相连。在低压压气机(压比4.8)与高压压气机(压比11.6)之间设有蒸发式空气中间冷却器。在冷却器中对气流喷水(10.4公斤/秒)。在低压透平前的低压燃烧室中对工质进行再热。图1是该试验性     

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。     

基于功率前馈的燃气轮机可转导叶角度控制规律研究

针对某型发电燃气轮机在负载突变过程中可转导叶角度与压气机转速互相耦合、控制失稳的问题,提出了“功率前馈”控制策略——即根据负载功率对可转导叶角度进行调整。首先,通过粒子群寻优算法,将压气机喘振裕度作为目标,对不同工况下的导叶角度进行寻优匹配;其次,采用“功率前馈”对燃气轮机突增负荷和甩负荷过程中的导叶角度进行调节;最后,以船用发电型间冷燃气轮机为研究对象,建立三转子燃气轮机整机模型,针对突变工况过程可转导叶角度的控制规律开展研究。结果表明：采用“功率前馈”控制模式,在突增负荷过程中,动力涡轮转速超调量减小11%,高压涡轮进口温度降低了3%;在甩负荷过程中动力涡轮转速超调量减少10%,高压涡轮进口温度超调量降低11.9%,低压压气机最小喘振裕度由0.87%提高至9.1%。     

考虑实际气体性质的三轴燃气轮机中冷循环性能优化

考虑实际气体的热力性质,建立了三轴燃气轮机中冷循环的热力模型,以循环功率和效率为优化目标,对中间压比(或低压压气机压比)的分配进行了优化,同时分析了低压压气机进口气流温度、中冷度和总压比对循环性能的影响。研究发现,与不考虑实际气体热力性质的研究结论相比,循环功率或效率最大时的中间压比并不等于高压压气机压比。     

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。     

氦气透平压气机组合弹性环密封试验研究

氦气透平压气机采用间冷回热方式的闭式循环,因此高低压压气机以及涡轮进排气口处的密封与外层压力壳间就形成了不同压力的腔室,针对其各不同温度和压力的腔室采用组合弹性环密封.为验证组合弹性环的密封效果,设计了密封试验器和与机组上的组合弹性环完全一致的密封试验件,并在密封试验台上分别采用氦气工质和空气工质进行了试验对比.试验结果表明,组合弹性环具有良好的密封效果,在低压压气机出口进口、高压压气机出口进口以及高压压气机出口涡轮出口3处密封的泄漏分别占设计流量的0.0322‰、0.1035‰、0.1282‰,与空气介质相比,当封前压力为0.6～1.0 MPa时,氦气的泄漏约为空气泄漏的2倍,当封前压力较低时(0.1～0.2 MPa),氦气与空气的泄漏比较接近.     

某燃气轮机低压压气机结构设计方案研究

双涵道航空发动机（简称航机）改制成地面燃气轮机通常须新制低压压气机来提高燃气轮机做功能 力和效率,但研制周期长且技术风险高;而采用低压压气机静子部件新设计、转子叶片直接切顶方式,压气机 性能较原航机降低幅度较大。研究某航机低压压气机结构后,在航机低压压气机静子部件中增加隔环及挡 片,减小流道,转子部件在转子轮盘及叶片榫头不变的前提下新设计叶片叶型,经气动和强度计算后总压比 2. 863,绝热效率88%,满足设计要求。进口空气流量偏大,可调节可调叶片,动叶片强度经校核满足要求。