基于正交设计的压缩空气储能系统效率分析

根据压缩空气储能系统的结构特性,采用正交设计和数值模拟方法对压缩空气储能系统的压缩机绝热效率、级间冷却温度、储气室最低工作压力、回热度、膨胀透平绝热效率和燃烧室效率等6个参数进行实验设计和数值模拟,并对模拟结果进行效率分析.通过对实验结果的方差进行分析,得到设计参数对系统效率的影响程度.结果表明:在压缩空气储能系统中,压缩机绝热效率、级间冷却温度、回热度、压缩机绝热效率与级间冷却温度的交互作用、级间冷却温度与回热度的交互作用以及压缩机绝热效率与膨胀透平绝热效率之间的交互作用为影响压缩空气储能系统总过程效率的显著因素;在现有技术水平下,降低压缩机级间冷却温度和提高回热度是提高压缩空气储能系统效率的最佳选择.     

GT13 E2燃气轮机技术特点

以E级燃机的典型代表GT13E2为研究对象,详细地介绍了GT13E2的主要性能参数、主要部件(转子、压气机、燃烧室、透平)的结构形式与特点、GT13E2与其它同级别产品的结构及性能对比。对比数据可为燃气轮机选型提供依据,经对比发现:GT13E2机组在E级燃气轮机中处于领先地位。     

基于灯用分析的燃气-蒸汽联合循环机组变工况研究

以华东地区某200 MW燃气-蒸汽联合循环机组为例,建立了燃气-蒸汽联合循环机组的用分析数学模型,通过APROS仿真模型获得机组改变工况参数,分析了燃机负荷、环境温度及供热抽汽量对系统各部件及全厂用损失和用效率的影响。研究表明:燃烧室的用损失远大于其他部件,而凝结水泵的用损失则为最小;燃机负荷对联合循环用损失和用效率的影响较大,并随着燃机负荷的上升,燃烧室用效率明显增大,使得全厂用效率也有所提高。当环境温度上升,燃气透平的用损失也明显上升,但其所占全厂用损失的比例不高,其余部件的用损失均变化不大,因此,全厂用效率随着环境温度的上升稍有降低;燃气机组用效率的变化决定了全厂用效率的变化趋势,而联合循环机组热电联产可有效提高企业机组的运行经济性。     

天然气燃料轴向分级预混燃烧特性研究

低NOx排放是燃气轮机燃烧室的重要性能指标,面对燃烧室出口温度不断增加的趋势,新型燃烧技术探索应用成为必然。燃料轴向分级(Axial Fuel Staging,AFS)燃烧作为一项可行技术方案已在各燃机厂商的最先进燃气轮机燃烧室上获得应用,其主要通过降低高温烟气有效停留时间和低氧浓度燃烧来实现低NOx排放。基于Chemkin平台建立轴向分级预混燃烧室化学网络模型,针对1 973 K燃烧室,研究二级负荷比例、当量比和停留时间对NOx/CO排放的影响规律,对比分析主燃区高温烟气与二级未燃预混气掺混特征的影响,获得AFS燃烧的污染物排放特性和关键影响因素。同时,在贫预混燃烧器上,设计二级喷射段,实验研究二级火焰结构、污染物排放等燃烧特性。结果表明,相比于常规贫预混燃烧,AFS燃烧在高温区体现出很好的低NOx优势,且能拓宽低NOx工况范围,其中主燃区温度、二级当量比和停留时间匹配特征、主燃区高温烟气与二级预混气掺混性能等是关键。     

燃气轮机轿车

1.开发背景 燃气轮机发动机能使用多种燃料,具有低振动,低公害等特点,而且是一种具有燃料费用低的汽车用新型动力源。因为以透平为主的高温部件实现了陶瓷化,使透平进气温度(循环最高温度)从金属透平1050℃的临界温度提高到1370℃,所以热效率大幅度提高,降低了热耗,燃料费低得可以与柴油机相竞争。     

M251S型燃气轮机的技术特性及结构特点

在分析中小型钢厂CCPP用M251S型燃气轮机特有技术特性的基础上,着重介绍了燃气轮机压气机、透平及其冷却系统、燃烧室的工作原理和结构特点.提出了M251S燃机具有低成本运行、低NOx排放、全运行范围高效率、高稳定性燃烧、高可靠性运行的性能,在BGF用燃气轮机中占有较大优势.     

燃机预旋喷嘴流动特性的数值研究

为了降低燃机透平叶片的温度,进一步提高透平叶片的使用寿命和燃机的功率,对燃机预旋喷嘴的流动特性进行了数值研究,研究了预旋喷嘴的长径比对喷嘴流量系数、出气角度和流场均匀性的影响。通过研究发现随着预旋喷嘴长径比的增加,预旋喷嘴的出气角度先减小后增加,最后趋近于预旋角度;出气角度的均匀性和出气速度的均匀性都有很大的提高;预旋喷嘴流量系数随着长径比的增加先减小后增加。     

考虑冷气掺混的重型燃气轮机变工况运行的精细建模及特性分析

为了研究全工况下燃气轮机内部运行参数及其所具有的特性规律,以PG9351FA燃机为分析对象,建立具有冷气掺混的重型燃气轮机变工况运行精细模型。该模型采用半经验公式对燃机冷却空气掺混量进行估算,充分考虑了冷气掺混对透平性能的影响,以及马赫数、攻角对透平变工况运行时造成的气流参数变化及速度损失的修正。结果显示:所建模型的精度有所提高,利用其计算所得结果与厂家提供数据相比,数据误差可控制在±0.4%以内,可用于预估燃机在部分负荷工况下的运行特性。应用模型分析了透平背压变动对透平膨胀比分配、排气温度及输出功率(出功)的影响,得到了透平内部气体流动参数和性能参数以及分级特性规律,其结果更真实地反映了机组在特定运行策略是的全工况特性规律。     

生物质气为燃料微型燃气轮机运行的仿真模拟分析

将某公司的微型燃机作为研究对象,使用仿真模拟方法对将生物质气作为燃料研究燃料微型燃气轮机运行的可行性。通过仿真模拟表示,此燃机不能够燃烧低热值棉柴气和稻草气,所以也就无法同时有效满足透平入口温度、压气机喘振裕度的需求。燃用高热值沼气和木片气的时候,微型燃机能够安全地运行。基于此,对微型燃机无法燃烧低热值燃料的问题提出了压气机改进的方案,此方案能够有效提高低热值燃料燃用时压气机透平入口及喘振裕度,使微型燃气轮机能够安全、有效地运行。     

燃气轮机联合循环启动过程排烟NO-NO2转化研究

本文针对部分燃气轮机联合循环机组在启动和低负荷运行时冒黄烟的现象,通过实验和理论计算方法研究温度、烟气成分等因素对燃机排烟中NO向NO_2转化的影响。研究表明,在燃气轮机透平排气的典型温度(500~650℃)和组分条件下,排气中的CO含量高会导致NO在2 s内快速的转化为NO_2,即在启动或低负荷条件下燃烧不完全是燃机排气产生黄烟的重要原因之一。     

某型燃气轮机燃烧室性能数值模拟

应用CFD方法对航改QD128燃气轮机燃烧室性能进行了数值模拟。模拟结果表明:燃烧室流量分配设计基本合理,燃烧室内流场分布符合设计规律;燃烧室出口平均温度为1 298K,热点温度1 486K,径向温度分布曲线符合设计要求,OTDF=0.280,RTDF=0.086,略高于航机水平。模拟结果丰富了QD128燃机性能指标,为该机的运行、改进提供了可靠的参考依据。     

KA_13D燃气轮机注水系统应用

结合电厂几年运行经验,分析了在联合循环运行时向燃气轮机燃烧室注水及不注水情况下对燃烧室热部件耐热瓦及后循环的影响,阐述在联合循环运行时向燃气轮机燃烧室注水及不注水情况下优缺点。     

燃气轮机环形燃烧室内燃烧流动的数值模拟

对一个复杂的GE—F101型工业燃气轮机环形燃烧室，采用Reynolds应力湍流模型(RSM)、EBU—Arrhenius湍流燃烧模型和六通量热辐射模型描述其燃烧流动，应用FLUENT软件进行了三维化学反应流场的数值模拟研究。研究结果表明：旋流和燃料进口射流对燃烧室流内温度和流场分布有着重要的影响；利用数值手段得到燃烧室出口的温度分布以判断其能否满足透平叶片进口温度的要求是可行的；燃烧室工作压强对出口的NO分布有着重要影响。在燃用气体燃料时，燃气轮机的NO排放主要来自于热NO，瞬时NO只占很小一部分。图11参6     

某重型燃气轮机燃烧室的性能试验与调试

在中国一航涡轮院高压试验台上,对中国第一台具有自主知识产权的某重型燃气轮机(E级)燃烧室进行了燃用天然气的性能试验与调试,着重于燃烧室出口温度场试验与调试以及污染物排放含量试验.结果表明:设计工况下燃烧室出口周向温度分布系数为0.30,径向温度分布系数为0.13,排放污染物含量(NOx)为 204 mg/m3,这些指标均超出设计要求.通过调整火焰筒掺混孔尺寸,增加预混燃烧比例,使周向温度分布系数降为0.20,达到设计要求,并使径向温度分布系数降为0.10,接近设计要求.此外,还从理论上分析了燃烧室排放超标的原因及改进方向.     

掺混孔调整对燃气轮机DLN燃烧室性能影响研究

掺混孔是影响燃气轮机燃烧室出口温度分布的重要设计参数.针对多喷嘴DLN燃烧室开展整体数值计算,探讨了掺混孔尺寸调整对燃烧室性能的影响规律.研究表明,减小掺混孔一方面可使进入燃烧室头部的空气量增多,燃烧峰值温度和平均温度显著下降,有利于改善燃烧特性,另一方面削弱了掺混孔射流卷吸效应,使火焰筒金属壁面的高温区范围大幅缩小....     

某型燃气轮机燃烧室燃烧流场数值研究

燃气轮机燃烧室的燃烧特性受到旋流强度、雾化特性等因素的强烈影响,旋流强度和雾化特性分析对燃烧室的设计和优化具有非常重要的作用。对燃气轮机燃烧室的燃烧流场,应用商用程序FLUENT进行了数值模拟,并分析了空气过量系数α和燃油雾化粒径对燃烧室内燃烧特性的影响。模拟结果表明,控制空气过量系数和燃油雾化粒径对提高燃烧室工作性能和降低污染物排放具有重要意义。     

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.     

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。     

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。     

某重型燃气轮机环形燃烧室的数值模拟

完成了环形燃烧室从扩压器、旋流器到火焰简完整真实几何结构的建模,并进行三维数值模拟.数值计算采用有限速率/涡团耗散湍流燃烧模型、Realizable k-ε湍流模型、SIMPLE压力速度耦合算法以及二阶精度迎风差值格式.分析了不同负荷对流星分配、出口温度、燃烧效率、压力损失以及污染物排放的影响.在对比现场实测结果后发现...