新书《燃气轮机循环与变工况性能》出版

赵士杭教授编著的《燃气轮机循环与变工况性能》一书最近由清华大学出版社出版。 该书介绍了燃气轮机的热力循环及其计算方法;燃气轮机与其他热力循环或生产过程组成的复合循环和系统;不同轴系方案燃气轮机变工况性能及其计算方法;各种因素对燃气轮机的变工况性能的影响;燃气轮机与负载的平衡运行;燃气轮机的不平衡工况等。该书内容翔实,     

燃气轮机涡轮特性计算方法

介绍一种计算燃气轮机涡轮变工况特性的方法，给出了主要公式、主要公式的推导、计算表格和气体动力函数的主要公式。采用气体动力函数为工具便于实现计算机编程。特性用折合参数形式表达，可通用于涡轮各种工况。与压气机特性一起可完成燃气轮机联合工作线计算，确定启动过程和变负荷特性，对于设计新的燃气轮机和研究在运的燃气轮机是必不可少的。本方法曾用于工厂燃气轮机设计计算。     

MS6001燃气轮机特性计算及安全监测评估系统软件实现

以从法国引进的MS6001燃气轮机发电机组为研究对象,开发了1套以燃气轮机循环计算、压气机和涡轮特性计算及燃气轮机变工况计算为基础的工况监控显示系统软件。该软件的开发有利于提高燃气轮机系统运行的管理水平,为全面实施燃气轮机机组的智能监控和诊断打下坚实的基础。图4表1参5     

燃用焦炉煤气的燃气轮机性能分析

将焦炉煤气用于燃气轮机发电,是有效利用焦炉煤气的形式。选用M701F型燃气轮机,对其燃用焦炉煤气的性能进行研究。为了得到更多关于该燃气轮机的性能参数,首先对该燃气轮机燃用天然气的设计工况下的性能参数进行计算,将计算结果输入ASPEN PLUS软件进行模拟,得到与设计值极为吻合结果。根据这些数据,计算M701F型燃气轮机燃用焦炉煤气工况下的燃气轮机性能参数,同样将计算结果输入软件进行模拟,最后得出结果。     

基妻相似理论估算PFBC—CC燃气轮机变工况性能

文章基于相似理论方法分析燃气轮机变工况性能,提出采用一流量修正系数修正参考工况点的无因次准则数,用来模拟燃气轮机共同工作线,并对一增压流化床联合循环电站的燃气轮机机组由于环境状况和负荷要求变化引起的变工况分别作了示例计算,结果表明本方法可以用作缺乏设备详细性能特性时,燃气轮机变工况性能的近似估算。     

PFBC联合循环中燃气轮机的变工况性能

本文以某增压流化床燃烧联合循环为例,建立了增压流化床锅炉及燃气轮机系统变工况性能计算的数学模型,并对ＰＦＢＣ系统中燃气轮机的变工况性能进行了分析。     

全悬吊塔式炉刚性梁设计及计算方法探讨

塔式布置燃气轮机余热锅炉刚性梁，大跨度采用了网络结构，在承受风压，风载，地震载何等工况下，对主要承力元件做了受力分析，刚度计算和强度计算。     

机械传动机车燃气轮机装置变工况的计算和分析

本文对一般的分轴燃气轮机装置变工况特性作了分析,指出牵引(低压)透平阻塞边界,超导边界及空载边界形成的物理概念;指出采用透平可调喷咀和压气机可转导叶的分轴装置可进一步扩大和改善变工况性能。在此基础上,结合“哈尔滨汽轮机厂”7000马力高原机车燃气轮机装置变工况计算的实例,对机械传动的机车燃气轮机装置变工况的特点作了分叶和研究。     

燃气轮机最优控制研究

燃气轮机控制系统是一个复杂的非线性系统,其最优控制是一个受状态约束的时间最优控制问题,对其研究的难度较大。若对燃气轮机这样一个强非线性系统线性化,显然对会结果带来较大误差。本文直接针对燃气轮机非线性模型进行研究,不作任何线化处理,并在对遗传算法进行改进的基础上,将其引入燃气轮机最优控制计算,获得了燃气轮机最短时间内加速到部分工况及最大工况的控制规律。     

基于性能仿真模型和Bootstrap的燃气轮机气路故障预警算法

针对传统均值标准差阈值法不能用于变工况故障预警这一问题,以三轴燃气轮机的性能仿真模型为基础,提出了基于Bootstrap方法的气路参数波动比阈值计算模型,对三轴燃气轮机0.8以及1.0工况下的低压涡轮出口温度T₆进行故障预警研究,并与传统均值标准差阈值法进行预警结果对比。结果表明：该计算模型用于预警阈值计算的样本量更丰富、具有更高的可信度;其得到的预警阈值单值图,在燃气轮机与样本数据运行情况较为一致时可作为燃气轮机的固有属性,对于变工况故障预警及运行情况较为相近的燃气轮机故障预警同样适用;预警阈值偏差仅为-0.015%,相较于传统的动态阈值法减少了计算量。     

轻型燃气轮机长寿命动力涡轮的结构设计

本文介绍一种长寿命动力涡轮结构的设计方法和研制结果。这种结构代替了原设计,生产制造了两台,并进行了１５０小时运行考核。测得的主要部件温度,应力数值与设计计算值基本一致,运行参数和拆检结果都表明产品达到了设计要求。该结构适用于各种固定式和移动式燃气轮机,特别是航空发动机改装的动力涡轮设计。     

Off-Design Performance of 9F Gas Turbine Based on gPROMs and BP Neural Network Model

Gas turbines are increasingly and widely used,whose research and production reflect a country’s industrial capacity and level.Due to the changeable working environment,gas turbines usually work under the condition of simultaneous changes of ambient temperature,load and fuel.However,the current researches mainly focus on the change in single condition,and do not fully consider the simultaneous change in different conditions.On the basis of single condition,this paper further studies the dual off-design performance of gas turbines under three conditions:temperature-load,fuel-load and fuel-temperature.Firstly,the whole machine model of a gas turbine is established,in which the compressor model has the greatest impact on the performance of gas turbines.Therefore,this paper obtains a more accurate compressor model by combining the engineering modeling advantages of gPROMs and the powerful mathematical calculation ability of MATLAB neural network.Then,according to the established gas turbine model,the dual off-design performance is studied,which is mainly based on the parameter of output and efficiency.The result shows that the efficiency and power output of gas turbines will decrease with the increase of ambient temperature.With the decrease of fuel calorific value,power output and efficiency will increase.As the load decreases,the efficiency of the gas turbines will decrease,and these changes are consistent with the single off-design performance.However,when the fuel and temperature change simultaneously,only adjusting the IGV angle cannot avoid the surge when the temperature is above 30°C.At this time,it is necessary to adjust the extraction rate in order to ensure the safe and stable operation of gas turbines.Therefore,the research on dual off-design performance of gas turbines has an important significance for the peak shaving operation of gas turbines.     

湿化燃气轮机循环的性能分析

能源危机和环境污染的问题使人们对能源利用效率和环保的要求日益增加,同时经济的快速发展也使人们对电能的需求量越来越大。据国际能源协会(IEA)预测,电能的消耗将以平均每年2·4%的速度增长,因此效率高、比功输出大、对环境污染少成为目前发电技术所努力追求的目标。随着分布     

Comparative analysis on the part load performance of combined cycle plants considering design performance and power control strategy

The purpose of this study was to analyze the relationship between the part load performance and design performance of gas turbines and combined cycle plants. The effect of power control strategy on the part load performance of the combined cycle was also examined. The analysis was carried out using a proven cycle simulation program. Based upon the design performances of actual gas turbines, a consistent principle of design point selection was applied to four different gas turbines representing various technology levels. The part load control strategies considered were fuel-only control and IGV control. It has been observed that gas turbines with higher design performances exhibit superior part load performances. Since the average combined cycle performance is affected by the range of IGV control, as well as its temperature control principle, a control strategy appropriate for the load characteristics of the individual plant should be adopted.     

双轴燃气轮机的变工况性能

本文通过变工况计算,得到了2/LL 系列和2/HH 系列双轴燃气轮机的性能曲线,在此基础上对它们的变工况性能进行了分析。最后指出,这些燃气轮机中的几种方案,今后在联合循环电站中将得到一定的应用和发展。     

微型燃气轮机的建模研究(上)--动态特性分析

以模块化建模方法建立了微型燃气轮机的全工况的动态数学模型,并通过流体网络对其进行了求解。计算及研究了微型燃气轮机从100%到0%范围内的全工况运行的动态特性及甩负荷动态特性,指出回热器壁温蓄能对微型燃气轮机动态特性具有较大的影响。图15表1参4     

9E燃气轮机进气系统流动损失分析

压气机进气压力损失对燃气轮机机组的性能有一定的影响,而为保证机组安全运行,在进口安装空滤,随着空滤使用时间的增加,空滤的流动损失在进气总损失的比例越来越高,导致做功能力的下降。通过分析和对比9E型燃气轮机的进气系统各部件的流动损失,特别是分析空滤系统的流动损失,为空滤系统的清洗和更换提供参考。     

提高烟机能量回收效率的措施分析

对中国石化安庆分公司催化裂化装置三机组烟气轮机组在MIP技术改造后的运行状况进行分析,总结出影响烟机能量回收的因素,并提出了通过采取优化烟机操作、增加入口烟气量、减少烟气管道温度损失以及对辅助系统进行改造等措施,来提高烟机运行效率的方案。     

以甲醇为燃料的燃气轮机技术及研究进展综述

随着多联产及其它甲醇化工的发展．不可避免会涉及到燃用甲醇的燃气轮机的应用。本文对直接及间接燃用甲醇的燃气轮机的研发情况进行了综述。研究表明：甲醇是燃气轮机现实可行、性能优良的未来替代液体燃料之一。燃用甲醇的燃气轮机具有比燃用目前碳氢液体燃料更低的有害气体和温室气体的排放。由于燃料甲醇热值低、具有腐蚀性、滑润性差、着火点低及汽化潜热大等特点，因此直接燃用甲醇的燃气轮机燃料系统及透平等部件需要进行一定程度的改造。利用甲醇重整反应间接燃用甲醇可以更好地改善燃料的燃烧性能，实现稳燃及优于燃用CH。的N0x排放，甚至可能实现优于常规联合循环的效率。