进气加热对燃气轮机能效的影响研究

为了进一步提高燃气轮机及其联合循环效率,采用某452 MW级燃气-蒸汽联合机组的燃气轮机作为研究对象,在控制环境温度及燃气轮机负荷工况的基础上,研究进气加热对燃气轮机整体性能的影响。首先,利用仿真软件MATLAB对燃气轮机进行系统建模,选取燃气-蒸汽联合循环机组中余热锅炉端所产生的热量作为热源加热给水,进而通过冷热交换器对燃气轮机压气机进口空气进行预热;其次,在模型基础上对不同负荷情况下的燃气轮机进气温度以及进口导向叶片(IGV)开度进行调整。最后,通过仿真模拟得出结论:在一定负荷及环境条件下,随着进气温度的提升,燃气轮机的最佳进气温度与燃气轮机功率最大值相对应,且恰当的进气温度能够提高燃气轮机效率,降低能源消耗。     

燃气轮机特性分析方法研究

在进行航空发动机或燃气轮机性能设计时,迅速而准确地预估涡轮特性是一项极为重要的任务。结合国内外对燃气轮机特性分析相关研究的进展,分别对燃气轮机特性的一维、准三维、全三维等分析方法的适用范围及局限性进行了论述。     

燃气轮机排气温度异常检测及诊断

针对燃气轮机运行过程中的健康维护问题,提出了一种基于模糊C均值聚类的燃气轮机排气温度异常检测方法。以某型工业燃气轮机为例,采用模糊C均值聚类算法对排气温度的监测数据进行了聚类分析,得到了燃气轮机不同运行状态下的排气温度特征模式,并在此基础上实现了燃气轮机排气温度异常状态下的故障诊断分析。研究结果表明,燃气轮机甩负荷及其热通道部件的损坏失效均能够对排气温度产生不同程度的影响,模糊C均值聚类算法可以有效实现燃气轮机排气温度的异常检测,为燃气轮机性能退化预测及故障诊断提供决策参考。     

脉冲燃烧燃气轮机热力学性能分析

根据热力学方程及燃气轮机的特性，对定转速脉冲燃烧燃气轮机为热力循环性能及变工况性能进行了分析，考察了脉冲燃烧室的主要参数对其变工况性能的影响，计算结果表明，脉冲燃烧燃气轮机与常规的定压燃烧的燃气轮机相比，在循环效率上均有大幅度的提高。     

风电与燃气轮机互补发电系统发电特性分析

详细分析了采用大型风电场与燃气轮机组成的互补发电系统的总电力输出特性.基于互补发电系统的基本原理，推导了互补系统发电特性参数的计算公式.根据在新疆达坂城采集的风速数据和风电场整体功率曲线模型，计算了这个风电场的总发电量和容量系数等参数.依据互补发电系统燃气轮机的运行规划和燃气轮机部分负荷效率曲线，计算了燃气轮机的总发电量、天然气消耗量和容量系数等参数.根据互补发电系统的互补特性，计算了整个互补系统的总发电量和容量系数等特性参数.分析了风电场的不同风能资源特性对整个互补发电系统的影响，为在新疆地区实现这种互补发电系统提供经济分析的基础.     

间冷回热燃气轮机特性计算

对间冷回热燃气轮机的变工况性能，推导了参数变化的高阶偏差方程。运用这组方程对间冷回热气轮机的变工况性能进行计算分析。计算结果表明，高偏差法于大的参数偏差运行线变化范围大的间冷回热燃气轮机的特性分析。     

采用相继增压技术改善柴油机低负荷性能的试验研究

为了改善620V12柴油机的低负荷性能,使其更好地满足作为船用主机的性能要求,对该型柴油机进行了相继增压系统的设计,并对改造后的柴油机进行了负荷特性试验研究,分析比较了柴油机1TC状态与2TC状态的负荷特性、限制特性和万有特性.试验结果表明,采用相继增压系统后,该柴油机在600～1 400 r/min范围的运行区域平均扩大了71%,扭矩范围提高了87.1%,限制特性线上的油耗平均降低了15.2%,改善了该柴油机的低负荷性能.     

燃气轮机联合循环热力学分析

本文主旨为研究燃气轮机与气轮机的联合循环的理想热力学特性.作者从燃气轮机排气理论最大可用能量出发,建立了燃气轮机全能量联合循环并提出一燃气轮机与汽轮机联合循环的理想简单模型.在此基础上,对当代简单循环燃气轮机实行与汽轮机联合时具有单一汽压及多级汽压,以及有无补燃时的联合循环特性进行了探讨性的分析并得出一些有益的结论.     

冷热电联产系统的两级调峰方案研究

当前冷热电联产系统多采用蓄能装置(如蓄能水箱)调节用户冷热日负荷的变化,但对于季节性负荷的峰谷差却没有很好的调节方法.针对这一问题,建立以燃气轮机为原动机的冷热电联产系统,利用回热器和蓄能水箱构建两级调峰系统,实现对日负荷和季节性负荷的同步调节.计算分析表明,在满足用户全年各时段冷热负荷的前提下,燃气轮机实现了全年满负荷发电,并且系统的节能效果也有所提高.     

间冷循环燃气轮机集成仿真及优化匹配方法

考虑到舰船燃气轮机的运行特点,对船用燃机进行间冷改造是获得大功率、低油耗动力装置的有效途径。本文基于集成仿真方法,建立间冷燃气轮机的Simulink/AMESim集成仿真模型。基于该模型,研究了间冷循环燃气轮机与间冷系统的匹配问题以及淡水流量和海水流量对间冷燃气轮机性能的影响规律,给出了最优的淡水流量与海水流量及燃机运行在不同工况时的三通阀调节规律。研究表明:通过间冷系统与燃气轮机的优化匹配,可以获得综合性能更优的间冷燃气轮机;在非设计工况时,阀门调节规律对燃机稳定运行有着较大影响。     

基于鲁棒自适应策略的燃气轮机系统控制器设计

太阳能、风能和潮汐能等可再生能源的发电系统,具有间歇性发电的特性.因此,具有快速响应、发电效率高的燃气轮机发电系统,能够在可再生能源发电间歇出现时充当替代系统,不仅稳固电网的负荷能力,还有助于推动可再生能源的发展.由于燃气轮机是一个模型包含未知的复杂非线性系统,目前针对转速环节主要采取传统PID控制技术.然而,实际运行中系统工况发生变化时,控制器参数不能随着这些变化做出相应的调整,使得控制效果欠佳,执行器故障的出现也可能导致系统无法正常工作.因而,本文针对单轴燃气轮机的孤岛发电模式,结合燃气轮机系统特性,基于反步法的设计思路,引入不依赖于系统模型的鲁棒自适应控制策略,并加入容错控制和Nussbaum函数构造转速控制器.在控制器设计过程中融合动态面方法,解决高阶系统中反步法引起的计算爆炸问题.最后,通过仿真,验证了控制器的可靠性.     

燃气轮机燃烧室内部流动探讨

燃烧室是燃气轮机重要的组成部分,其内部流动情况直接关系着整个燃气轮机的运行性能.结合燃气轮机燃烧室内部流动规律,积极优化和完善燃气轮机燃烧室结构设计,可提高燃气轮机的运行效率.本文简要介绍了燃气轮机燃烧室燃烧过程,分析了燃气轮机燃烧室内部流动守恒方程、湍流模型和流场模拟,阐述了燃气轮机燃烧室结构优化.     

单轴燃气轮机模块化仿真模型及其运行特性研究

基于STAR-90仿真支撑平台,采用模块化建模思想,建立了单轴燃气轮机压气机、燃烧室、燃气透平等主要部件的动态仿真模型,模型考虑了用压气机抽气冷却透平叶片对系统的影响。以PG9351FA型燃气轮机为研究对象,对其压气机导叶转角扰动和增投燃料过程进行了仿真研究。结果表明所建立的仿真模型可以正确反映燃气轮机的运行特性。     

进气冷却式回热燃气轮机性能的热力学研究

针对简单循环燃气轮机性能偏低且易受大气温度变化的影响，提出一种由吸收制冷机（含空气冷却器）和回热燃气轮机组成的新型循环－进气冷却式回热燃气轮机循环．对此循环建模进行了数值模拟和分析。结果表明此循环能达到相当高的性能水平，且能有效地减少了燃气轮机性能对大气温度变化的敏感性．     

QD128燃气轮机燃烧室NO_x排放分析

为了解决燃气轮机燃烧室NO_x排放预估问题,以QD128燃气轮机为研究对象,应用数值模拟方法研究同种类型燃气轮机燃烧室流动特性、温度分布及NO_x排放规律;然后基于进口压力Pin、空气质量流量ma、主燃区温度Tpz等3个参数拟合NO_x排放预估公式。结果表明,结合数值计算结果得到的NO_x排放预估公式能够有效反应Pin、ma、Tpz对NO_x排放的影响,为轻型燃气轮机燃烧室的设计提供可靠的参考依据。     

W型火焰锅炉动态特性的数值计算与研究

对Ｗ型火焰锅炉的蒸发系统、过热器系统的动态特性进行了数值计算与研究。详细分析了上安电厂Ｗ型火焰锅炉在不同负荷、不同运行方式、不同卫燃带面积等条件下的蒸发特性及汽温特性的动态变化过程,论述了其变负荷性能差的主要原因。计算数据反映的规律符合实际运行情况。     

三菱M701F燃气轮机控制系统简析

分别介绍三菱M701F燃气轮机控制系统的主要控制方式:自动负荷调节、转速控制、负荷控制、温度控制、进口可调导叶控制,简要分析控制系统的构成、逻辑、功能和特点。     

基于爆震燃烧的燃气轮机理想热力循环分析

鉴于爆震燃烧具有自增压、传播速度快等优点,提出了将燃气轮机中等压燃烧替换为爆震燃烧的理念,并建立了基于爆震燃烧的燃气轮机理想热力循环模型,对比研究了DCGT(detonation cycle of gas turbine)、Brayton和Humphrey 3种循环燃气轮机的综合性能。在压气机压比、吸热量和透平背压相同的条件下,数据分析结果表明DCGT循环燃气轮机较其他2种循环更具优势,在压比为16时其循环热效率较Brayton循环提高15.4%,燃料消耗率降低13.5%;DCGT循环燃气轮机在压比为6.6时的总体性能与压比为16时的Brayton循环相当。     

燃气轮机燃料阀振荡影响简析

燃气轮机燃料阀属于DEH系统,是燃机转速和负荷控制的执行机构。因为工况和控制逻辑不同,机组在运行的不同阶段,燃料阀的性能对机组的影响程度也不相同。本文分析了燃料阀调试的大致步骤和不同运行阶段阀门波动对机组产生的影响,并给出一些运行和故障判断的建议。     

注蒸汽燃气轮机的性能模拟及其分析

本文利用计算机对现有燃气轮机注蒸汽的改装性能进行了模拟计算.考虑具体燃气轮机各部件性能影响,给出模拟计算的模型及对日本S1A-02型燃气轮机注蒸汽改装性能模拟的结果.分析表明,在现有的燃气轮机进行注蒸汽改装时,其首要的限制条件是压气机的喘振裕度,因而最佳注汽量的选择方式与一般的注蒸汽循环计算中的选择方式有所不同.本文还讨论了原机参数对余热锅炉设计参数的影响.