带回热微型燃气轮机系统动态过程分析

分析了微型燃气轮机的动态数学模型,利用解析方法,求解了带回热单轴燃气轮机动态方程,对定转速和变转速两种情况下微型燃气轮机负荷变化和甩负荷的动态过程进行了仿真,提出了机组变工况动态性能优化和控制优化的途径。该研究能够为实际机组的运行和系统性能参数的合理匹配提供理论指导。     

生物质气微型燃气轮机燃烧室的数值模拟

将生物质气应用在为天然气设计的微型燃气轮机中时,由于其热值较低以及可燃成份的不同,会给燃烧室的温度场、速度场以及燃烧特性造成影响.对30 kW级微型燃气轮机的燃烧室进行了初步的设计,并在此基础上采用Fluent软件对燃烧室燃烧甲烷气和生物质气进行了数值模拟比较,探讨了燃烧生物质气对燃烧室内部流动、温度分布和NOx排放造成的影响及其原因,为今后生物质气微型燃气轮机燃烧室的设计应用提供了数据.     

Modelica/Dymola语言及其在燃气轮机动态仿真中的应用

Modelica／Dymola是一种新型的仿真软件，它具有的面向对象和非因果联系的特性使得编制成的模型易于理解．易于升级和维护。本文把Modelica/Dymola软件应用到燃气轮机的仿真中，编制了双轴燃气轮机的仿真程序，获得了合理的结果。使Modelica／Dymola软件的应用范围得到进一步的扩展。     

微型燃气轮机回热器燃气腔结构优化

1引言分布式发电与大电网相结合是节省投资、降低能耗、提高电力系统可靠性和灵活性的一种方式,被世界很多专家公认是21世纪电力工业的发展方向[1],微型燃气轮机是目前最有竞争力的分布式发电方式[2]。微型燃气轮机是一种新型发动机,近年来在分布式发电/能源系统领域发展迅速。     

生物质气化与微型燃气轮机联合发电系统模拟分析

为了研究不同生物质对生物质气化与微型燃气轮机联合发电系统运行特性的影响,搭建了联合发电系统的模型.以木屑、秸秆、食物垃圾为原料,气化过程确定了这3种生物质的最佳空燃比依次为1.4、1.6、1.9,将相应条件下的生物质气作为微型燃气轮机的燃料,研究生物质气初温变化对燃气轮机及联合发电系统运行性能的影响.在机组输出功率为额定值时,生物质气初温由环境温度升高到450℃,所需要的生物质流量减小,联合发电系统净效率增加;在保持燃气轮机输出功不变的条件下,增设回热器,引起燃烧室出口温度升高,排烟温度降低,燃料流量减少,燃气轮机发电效率和联合发电系统净效率增大;增设回热器及提高生物质气初温均有利于减少联合发电系统中SO2、SO3的排放且不利于减少NO的排放.     

配风比对微型燃气轮机燃烧室燃烧性能影响的数值模拟

以采用燃料和空气预混燃烧方式的微型燃气轮机燃烧室为研究对象,根据设计参数对燃烧室进行建模和模拟计算,模拟不同工况下预混燃料在燃烧室内经过湍流流动并发生燃烧化学反应的过程,进而得到燃烧室内的热态流场、温度分布以及出口烟气中污染物的排放量.结果 表明:在总过量空气系数为3.01的情况下,随着旋流器进口当量比的增大以及助燃风质量流量比例的升高,预混火焰的锋面温度有所升高,出口NOx质量浓度与出口温度分布因子呈正相关.     

微型燃气轮机技术

高效微型燃气轮机发电机组可用于航空、航天等领域,还可用于分布式发电、军用车辆辅助动力装置、车用混合动力装置等,因此研究这种动力装置有重要的实用意义。首先介绍了微型燃气轮机的发展过程,简要说明了过去40年内微型燃气轮机在结构上发生的变化,随后给出了组成微燃气轮机的关键部件在设计过程中应注意一些问题。最后回顾了国内一些研究单位在这一领域所进行的研究工作,并指出今后的努力方向和工作重点。     

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     

微型燃气轮机圆筒原表面回热器的性能试验研究

对微型燃气轮机圆筒形原表面式回热器的传热与流动性能进行了试验研究.利用计算机控制检测传热性能试验台对该回热器在①两侧流量相等、改变两侧温度及②固定两侧温度,改变系统质量流量的情况下进行了传热性能和阻力性能试验.结果表明:随着质量流量的增加,回热器的传热系数增大,传热量逐渐增加,回热器的两侧压降也增大;在等流量时,回热器两侧的压降有所不同,高压低温侧压降比低压高温侧压降大,但低压高温侧压降增加较快,因此在设计回热器时必须重视两侧压降的变化情况,根据试验结果得出了传热和阻力随工况改变的变化趋势.     

微型燃气轮机发电系统仿真模型研究

利用PSCAD/EMTDC软件建立了微燃机发电系统的原动机部分模型,以单机带负荷系统为例进行了微燃机动态特性仿真研究。仿真结果表明,该模型可以使微燃机在孤岛运行状态下有良好的负荷跟随特性,并能保证透平转速的恒定。模型很好地反映了微网中微燃机发电系统所具有的特性。     

基于Modelica语言的燃气涡轮建模及应用

为了对燃气涡轮的性能进行更好的仿真研究，利用模块化建模的方法，并根据质量和能量守恒的原理，把燃气涡轮分为流动模块和容积模块两部分。其中．容积模块看作是质量和能量的集聚，流动模块看作是质量和能量的流动。采用新型的、面向对象的仿真软件Modelica编制了燃气涡轮的仿真模型，建立了可扩展的燃气涡轮程序库，并利用该程序库与其它模型库结合，搭建了单轴燃气涡轮发动机模型，得到了合理的仿真结果，验证了该方法可行及推广应用价值。图11参8     

基于Dymola/Mbdelica的航空燃气涡轮访真研究

设计开发新的航空发动机是一项复杂耗时的工程．而计算机仿真是一种有效的解决办法，因此开发比较通用的仿真模型已成为一种发展趋势。本文利用模块化建模的方法．把航空燃气涡轮分为流动模块和容积模块两部分．并采用新型仿真软件Dymola／Modelica编制了相关仿真程序库。该模型库具有层次化的结构，以及可扩展、标准化的特点。以涡轮为例建立了可扩展的航空燃气涡轮程序库，并利用该程序库与其它模型库结合．搭建了一个带开关磁阻电机的混合排气航空发动机模型，得到了合理的仿真结果．验证了该方法的可行性及推广应用价值。     

基于模糊PID的微型燃气轮机发电机组控制性能研究

以30 kW燃气轮机发电机组为研究对象,基于MATLAB/Simulink平台搭建了微型燃气轮机发电机组各部件及系统仿真模型,研究了微型燃气轮机、发电机和电力变换装置的控制策略。考虑了电力变换过程的损耗影响,设计了微型燃气轮机发电机组的“机-网”功率匹配控制策略。研究了负荷大幅度阶跃突变时“机-电”动态变换规律和功率匹配特征,采用模糊PID控制改善了机组的动态响应特性。结果表明：燃气轮机负载从30 kW突降至15 kW的过程中,模糊PID控制体现出较好的控制性能。相比常规PID控制机组的暂态过程震荡幅度明显减小,其发电功率的稳定速度提高了24.5%,电功率的超调减小9.6%,转速变化更加平缓,透平入口温度的震荡幅度减小20.7%,机组功率因数的恢复速度提高36.0%。     

混合仿真微型燃气轮机三联供系统

结合模拟仿真实时性和数字仿真多功能、高精度的优点，建立了基于微型燃气轮机的热、电、冷三联供系统的混合仿真装置．重点分析了仿真建模过程中模拟计算和数字计算的分配原则及系统的总成和特点。通过实例应用表明，混合仿真实验装置具有直观、方便的特点，能够实现三联供系统的运行仿真、参数分析和优化、系统配置优化以及人员培训等功能。     

带中间冷却和回热的燃气轮机动态性能的研究

对某舰用燃气轮机进行了中间冷却和回热（ICR）的改造设计,采用按比例缩小压气机的方法,使改造设计后的燃气轮机各部件性能达到了良好的匹配.依照模块化建模的原理,建立了换热器等部件模块,在此基础上,在EASY 5仿真平台上搭建了ICR燃气轮机的系统模型,并对其进行了稳态和动态的仿真试验计算.结论认为,舰用燃气轮机改造为ICR燃气轮机,需要重新设计压气机以平衡由于中间冷却器造成的高压压气机入口折合流量降低的影响;ICR燃气轮机具有较高的效率和良好的变工况性能.图5表1参5