电动增压器不同布置方式对涡轮增压器的影响

通过仿真软件对某型废气涡轮增压柴油机进行建模,在原机模型基础上分别在涡轮压气机前端和后端加装电动增压器,分析增压柴油机满负荷和25%负荷工况下,电动增压器前置和后置对于涡轮增压器稳态性能的影响以及增压柴油机1800 r/min时,通过时间3 s,使柴油机负荷从25%提升至满负荷的瞬态工况下,电动增压器对涡轮增压器瞬态响应的影响。通过研究表明:稳态时,涡轮增压器压比和效率随柴油机负荷降低而下降,加装电动增压器能够提升进气流量和涡轮增压器压比以及涡轮增压器效率;瞬态时,设定工况下,电动增压器有助于改善增压柴油机涡轮增压器瞬态进气流量、压比、效率以及涡轮压气机转速响应差的问题。     

注汽涡轮增压柴油机的试验研究

文献[1]提出一种新的注汽涡轮增压柴油机系统,本文对此注蒸汽涡轮增压柴油机进行了试验,得出不同柴油机工况下注入增压器涡轮的蒸汽流量与温度对涡轮增压器及涡轮增压柴油机性能的影响,并对其进行分析。验证了注汽涡轮增压柴油机在改善低工况性能方面的有效性。     

两区模型离心压气机性能预测方法研究

为获得有效的压气机性能预测方法,基于车用涡轮增压器压气机性能试验数据,重点研究了两区模型离心压气机性能预测及标定方法.研究结果表明:该预测方法仔细考虑了压气机内部扩散和损失过程,综合考虑逆压梯度黏性流动过程影响,标定方法简单实用,能方便地应用于工程设计;该性能预测方法也能有效预测涡轮增压器离心压气机流量特性及喘振、堵塞边界特性,能够反映出压气机的全工况性能;与试验结果相比,预测压比与试验压比差值小于3 %,预测绝热效率差值小于5 %,在高转速跨音速工况下预测喘振堵塞流量差值小于0.06.     

柴油机注汽涡轮增压系统

针对涡轮增压柴油机在低工况运行时 ,出现增压压力不足、燃烧过量空气系数小和废气排温较高等固有特性 ,提出了一种利用增压器废气余热产生水蒸气 ,并注入涡轮来提高增压器的压比和空气量新方法 ,以改善涡轮增压器与柴油机的匹配 ,提高柴油机性能     

涡轮增压柴油机仿真模型修正方法及试验比较研究

基于AVL BOOST仿真软件,针对一台4缸涡轮增压柴油机进行建模,在原仿真模型的基础上着重考虑了涡轮增压器传热效应的影响。计算结果与发动机试验数据的比较分析表明:经过修正的发动机仿真模型在保证发动机扭矩、功率等主要性能参数不变的基础上,计算得到的涡轮及压气机进出口温差与原模型相比误差大幅度减小;同时修正后的仿真模型与原模型相比,新鲜空气的质量流量、涡轮膨胀比、压气机压比均无明显变化,表明修正后的模型并无改变涡轮增压器的工作点位置,仅修正了由于传热所导致的压气机出口和涡轮进口的温度变化,以及涡轮增压器的效率变化。     

柴油机注汽锅轮增压系统

针对涡轮增压柴油机在低工况运行时，出现增压压力不足、燃烧过量空气系数小和废气排温较高等固有特性，提出了一种利用增压器废气余热产生水蒸气，并注入涡轮来提高增压器的压比和空气量新方法，以改善涡轮增压器与柴油机的匹配，提高柴油机性能。     

两级增压系统参数对泵气损失影响的热力学分析

建立了两级增压系统热力学模型,分别分析了压比分配、级间中冷、增压器效率和排气温度等参数对泵气损失的影响,并确定了不同参数下的最佳压比分配。研究结果表明:在高、低压级压气机入口温度和增压器效率均相同时,压比分配为1时可获得最低泵气损失;降低高压级压气机入口温度能明显降低泵气损失,最佳压比分配随高压级压气机入口温度的降低而增加;增压器总效率的提高能显著降低泵气损失,级间无中冷且增压器总效率一定的情况下,泵气损失随压气机效率的提高而减小;级间无中冷时,不同增压器效率对应的最佳压比分配存在突变,但此时泵气损失对压比分配变化不敏感;泵气损失随涡前温度的降低呈线性增加,这对新型燃烧方式的涡轮增压器设计和匹配提出更高的要求。     

进口参数变化对高压压气机性能影响研究

以某型高压九级轴流压气机为研究对象,利用NUMECA软件在不同进口条件下进行变工况性能模拟计算。研究了变转速下由于进口总温、总压的改变引起的雷诺数变化对压气机性能影响。结果表明:试验条件与设计条件下的试验结果相比,进口雷诺数由1.348×10~6下降到4.318×10~5,压气机设计点折合流量比减小0.008,效率下降0.72%,喘振裕度降低了8.11%,压气机性能曲线整体向左下方移动;在一定范围内升高进口总压或降低进口总温,将改善压气机的压比、效率以及折合流量比;当雷诺数高于一定临界值后,同一转速下的压气机的效率以及折合流量比基本保持不变;当转速降低至设计转速以下时,临界雷诺数将进一步增大,雷诺数效应影响增强;雷诺数降低会导致泄漏流损失增大,径向涡损失增强,加剧叶尖区域的流动分离,此时叶尖区域的流动阻塞成为引起流动失稳与整机性能恶化的主要原因。     

流道粗糙度对离心式压气机效率影响的研究

本文针对涡轮增压器离心压气机流道粗糙度进行数值仿真计算,探究其对压气机效率损失的影响。研究结果表明:随着压气机流道粗糙度的增大,压气机的效率随之降低;在恒定转速下,随着压气机稳定流量的增加,流道粗糙度变化引起的效率衰减量逐渐增加;在恒定流量下,随着压气机转速的增加,流道粗糙度变化引起的效率损失衰减量逐渐减小;在不同工况下,叶轮表面粗糙度变化引起的效率损失量均大于压壳流道粗糙度变化引起的效率损失。     

机匣处理结构离心压气机喘振裕度提高试验研究

以新建自动控制涡轮增压器试验台架为研究平台,以某新开发高压比离心压气机为原型,开展扩稳试验研究与分析。研究结果表明:消音挡板结构对压比≥3.5工况具有一定的扩稳效果,最大可使喘振流量减小6.4%,流量范围拓宽2个百分点;正向导叶结构在增压压比为2.0~4.5时具有一定的扩稳效果,可使喘振流量减小3.0%~6.6%;机匣处理导叶结构引起压气机效率降低,最大降低幅度为3个百分点;蜗壳A/R值减小,具有一定的扩稳作用,可使压气机压比≤4.5时的喘振流量减小,尤其是最高压比1.5~3.5工况,A/R值减小17%,喘振流量可减少10%以上;TRIM减小对压比≥2.5工况具有一定的扩稳效果,可使喘振流量减小,转速越高减小幅度越大,TRIM值由52减至48时,喘振流量最大减小12%,流量范围最高可拓宽4%。     

Thermo‐Economic Analysis and Multiobjective Optimization of Dual Pressure Combined Cycle Power Plant with Supplementary Firing

The heat recovery steam generator (HRSG) and duct burner are parts of a combined cycle which have considerable effect on the steam generation. The effect of the gas turbine, duct burner and HRSG on power generation is investigated to reduce exergy destruction and power loss in the gas turbine. The results show that with an increase in duct burner flow rate, pressure loss in the recovery boiler increases, steam generation increases on the HP side while it decreases on the LP side. With a reduction in the HP pinch point, thermal recovery increases while the LP pinch point does not have a significant effect. Then, power loss due to pressure drop in the gas turbine and the electricity cost are considered as two objective functions for optimization. Finally, the sensitivity analysis on ambient temperature, compressor pressure ratio, fuel lower heating value, duct burner fuel rate, condenser pressure and main pressure are performed and results are reported. It is concluded that with an increment in compressor pressure ratio, the duct burner flow rate and consequently steam generation increases while electricity cost decrease.     

火电站直接空冷凝汽器积灰监测

火电站直接空冷凝汽器积灰是影响传热性能的重要因素,研究直接空冷凝汽器积灰对传热性能的影响规律并提出监测措施具有重要意义。通过分析汽轮机背压与汽轮机排汽量、冷却空气流量、凝汽器传热系数、凝汽器总传热面积以及环境温度之间的关系,得到了空冷凝汽器在维持汽轮机排汽量和冷却空气量不变时,汽轮机背压和传热系数之间的关系以及凝汽器积灰对汽轮机背压的影响。研究表明:凝汽器积灰会导致凝汽器传热系数降低,汽轮机背压升高,机组运行经济性下降。设计工况下,当蛇形翅片扁平管结构凝汽器积灰厚度达到1.2 mm时,汽轮机背压将增加50%左右。通过监测空冷机组运行过程中汽轮机背压的变化,可预报积灰的程度,为直接空冷凝汽器清洗提供一定的理论依据。     

Gas turbine steam injection and combined power cycles using fog inlet cooling and biomass fuel: A thermodynamic assessment

The results of energy and exergy analyses of two biomass integrated steam injection cycles and combined power cycles are reported. Fog cooling, steam injection and adding steam turbine cycles to gas turbine cycles can enhance the performance of power generation systems. Even with its lower heat value, biomass can be substituted for fossil fuels. The performances of the cycles are assessed under the same conditions. The assessments show that the combined cycle has a higher efficiency at lower values of compressor pressure ratio but the steam injection plant is advantageous at higher pressure ratio values. The steam injection plant has a higher net power under the same conditions, while the exergy loss rate is higher for the combined cycle at all pressure ratios. But the exergy destruction rate is higher for the steam injection cycle at lower compressor pressure ratios, and for the combined cycle at higher pressure ratios.     

掺氢比例对氢混天然气燃气轮机运行特性影响的研究

采用模块化的建模方法建立燃气轮机的变工况特性预估模型,对氢气掺混比为0~100%时燃气轮机在不同负荷下的运行参数、部件运行特性及机组能耗进行了计算分析。结果表明：氢气掺混比的提升将使压气机进气量下降,喘振裕度减小;但由于压比的提升,透平有效比焓降提高,机组功率增大,且在高氢气掺混比下燃气轮机的发电效率得到提升,相比于纯天然气工况,10%,20%,40%,100%氢气掺混比下燃气轮机满负荷的发电效率可分别提高0.03%,0.06%,0.14%和0.86%。     

基于天然气管网压力能回收的联合循环构思

随着天然气大量应用及其相关技术的不断发展,天然气管网的输送压力也越来越高,蕴含巨大的压力能。本文提出一种回收天然气管网压力能的燃气蒸汽联合循环系统：高压天然气通过在膨胀机内膨胀回收一部分能量,承担部分压气机消耗功,膨胀后的低温天然气用来依次冷却压气机进气和蒸汽轮机排气,然后回收部分排烟余热。本文定性分析了该系统流程相关部分给联合循环带来的收益,显示出提高联合循环效率和能源综合利用率的潜力。     

Comparative studies of augmentation in combined cycle power plants

The attractive features of a combined cycle (CC) power plant are fuel flexibility, operational flexibility, higher efficiency and low emissions. The performance of five gas turbine‐steam turbine (GT‐ST) combined cycle power plants (four natural gas based plants and one biomass based plant) have been studied and the degree of augmentation has been compared. They are (i) combined cycle with natural gas (CC‐NG), (ii) combined cycle with water injection (CC‐WI), (iii) combined cycle with steam injection (CC‐SI), (iv) combined cycle with supplementary firing (CC‐SF) and (v) combined cycle with biomass gasification (CC‐BM). The plant performance and CO₂ emissions are compared with a change in compressor pressure ratio and gas turbine inlet temperature (GTIT). The optimum pressure ratio for compressor is selected from maximum efficiency condition. The specific power, thermal efficiency and CO₂ emissions of augmented power plants are compared with the CC‐NG power plant at the individual optimized pressure ratios in place of a common pressure ratio. The results show that the optimum pressure ratio is increased with water injection, steam injection, supplementary firing and biomass gasification. The specific power is increased in all the plants with a loss in thermal efficiency and rise in CO₂ emissions compared to CC‐NG plant. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

超临界600MW汽轮机运行方式的优化研究

阐述了汽轮机变负荷运行的优化原理,介绍了某电厂600MW超临界汽轮机组变负荷运行优化试验的情况,并按照机组高调阀的实际流量特性,通过不同典型负荷下（包括540MW、480MW、420MW、360MW、330MW和300MW共6个负荷）的热效率对比试验,得到了机组优化后的变负荷运行方式,考虑了机组排汽压力的修正,给出了相应运行曲线的拟合函数.结果表明：优化后的运行方式在机组低负荷运行时,汽轮机热耗率明显降低,优化后的运行方式有效地提高了机组变负荷运行时的经济性.     

燃用中低热值煤气时燃气轮机的压气机与透平的重新匹配

一般的燃气轮机是按燃用天然气等高热值燃料来设计的，当燃用中低热值煤气时，燃料流量显著增加，导致压气机与透平的流量差别增大，需要调整压气机或透平的通流面积来重新匹配。由于调整通流面积，燃料变化引起燃气热力性质的变化和透平进口燃敢温度的可能调整，需计算重新匹配后的压比。