以生物质气为燃料的微型燃气轮机运行特性分析

本研究以某公司30 k W微型燃机为对象,利用仿真模拟的方法,研究其以稻草气、棉柴气、木片气和沼气4种生物质气为燃料的可行性,计算燃用不同生物质气时微型燃机的安全运行工况。研究表明:该燃机无法燃用热值较低的稻草气与棉柴气,因其无法同时满足压气机喘振裕度及透平入口温度的要求;燃用热值较高的木片气和沼气时,微型燃机可以安全运行,木片气可以在压比为3.247~3.251、功率为18.13~32 k W范围内安全运行,沼气可以在压比为3.203~3.207、功率为15.9~32 k W范围内安全运行。针对微型燃机无法燃用低热值燃料这一问题,提出改进压气机方案,该方案增大了燃用低热值燃料时压气机的喘振裕度及透平入口温度,使其能够安全运行。     

低热值燃料对微型燃气轮机运行特性的影响

生物质气具有热值低、可燃成分不同的特点,这种特点导致生物质气在微型燃气轮机上的应用存在问题.为天然气设计的微型燃气轮机应用低热值燃料时,会导致工质流量和热力学特性的变化,从而导致燃气轮机运行特性的变化.为将这种低热值燃料应用于微型燃气轮机,提出了几种对微型燃气轮机进行调整和改进的方法,使微型燃气轮机能适应这种低热值的燃料.应用数学模型,计算出了在应用这些方法后对微型燃气轮机运行特性的影响.结果表明,应用低热值燃料后微型燃气轮机的运行特性会发生明显的改变,在调节和改进方法中对压气机和透平进行改进以适应新的流量匹配是最适合的方法.除匹配外,还提出了一些应用低热值燃料有待解决的问题.     

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。     

分布式能源系统微型燃气轮机气耗特性

微型燃气轮机具有重量轻、适用燃料广、清洁、运行成本低等优点,适合于分布式能源供应系统。分布式能源系统通常多台微型燃机联合运行,且无差异化分配负荷,较少关注燃机能耗特性,故能源利用率较低。因此,主要聚焦微型燃气轮机的气耗特性展开研究,基于参数辨识建立微型燃机气耗模型;并对微型燃机进行加减载试验,测试机组在不同负荷点、不同运行时长下机组的有功功率、无功功率、气耗量、压气机入口温度、燃机第三级叶片入口温度等关键参数的变化情况,辨识得到模型参数。气耗特性的建立对于指导微型燃气轮机的运行和负荷分配具有重要意义,将减少分布式能源系统的气耗,提升系统经济性。     

烧合成气的燃气轮机在设计和运行中的经验

本文对采用西门子燃气轮机的政州IGCC电厂作了简短概述。着重讨论了BuggenumIGCC电厂在示范运行阶段的运行经验。从1994年4月以来，一台燃烧和燃料系统经过改进的V94．2燃机已累计运行了几千小时，并且为西门子合成气燃烧系统提供了首次现场经验．完全整体化的电厂（10％气化空气抽自压气机出口）和各种不同的运行要求需要燃气轮机具有很高的灵活性。对燃用常规（备用）燃料、中热值和低热值煤气的所有正常和紧急负荷工况都进行了成功的试验．     

燃气轮机双燃料切换控制策略研究

为了使国产某型双燃料燃气轮机具备实时可靠的天然气-燃油双向燃料切换,需要制定出适用于燃机燃料切换的控制逻辑。通过MATLAB Simulink软件对双燃料燃机油-气切换与气-油切换过程进行了数值仿真。结果表明:所提出的燃料切换控制逻辑能够满足燃机0.85工况运行时在60 s以内实现双燃料切换,且燃烧过程可控的性能指标要求。     

燃气轮机喘振故障研究与分析

喘振故障是燃气轮机发电机组常见的故障之一,喘振对燃机的正常工作带来了极大的影响,并对燃机本体的寿命产生严重的威胁。本文通过对燃气轮机发电机组压气机的喘振故障的机理及原因进行了详细的分析,介绍了压气机喘振时的主要表现特征。基于对压气机喘振产生的原因的分析,总结提出了压气机喘振故障诊断的依据和喘振故障的解决措施,为燃气轮机发电机组安全运行提供技术参考与借鉴。     

IGCC电站燃机岛性能试验中几个关键流量的确定

结合整体煤气化联合循环(IGCC)电站中燃气轮机燃料热值低、流量大以及需从压气机抽气到空分系统等特点,对IGCC电站燃机岛的性能试验中压气机抽气、燃料气、透平排气等几个流量的确定展开探讨。通过实际测量以及能量平衡计算两组方案的对比,本文给出了性能试验中确定压气机抽气流量、燃料气流量、透平排气流量的合理方法和结论。     

燃用超低热值燃料的燃气轮机及其热力分析

提出一种基于催化燃烧方式利用超低热值燃料的方法,介绍超低热值燃料催化燃烧燃气轮机的结构组成和原理并分析技术关键点,实验验证超低热值燃料稳定催化燃烧的可行性;并以百千瓦级功率为例进行燃气轮机热力循环计算和分析,验证燃用超低热值燃料燃气轮机装置可以实现,且可以发出有效功,为燃用超低热值燃料燃气轮机系统的研制开发提供切实可行的方法和依据。     

超低热值燃料微型燃气轮机中压气机的流场分析与性能预测

介绍了超低热值燃料微型燃气轮机系统中压气机的特点,模拟了其流场,预测了其工作性能,并与前人研究的具有相似流量的压气机作了流场与性能的对比.最终得到:小流量大轮径是此类压气机的结构特点;与小轮径压气机相比,流动较难控制;高效率区向高转速方向延伸并且远离喘振线.     

中低热值燃料对燃气轮机运行特性的影响分析

中低热值燃料燃气轮机对经济发展和节能减排具有重要的意义,对其燃烧特性和运行工况的研究是本项技术的关键问题。本文根据燃气轮机压气机特性曲线、涡轮特性曲线和热力循环过程,分析计算中低热值燃料燃气的热力性质,提出了适用于不同组分的中低热值燃料的膨胀做功计算方法。通过对燃用天然气和合成气进行模拟计算,得到燃料热值对燃料系数、涡轮出口温度、燃料流量及膨胀功的影响规律,为燃气轮机的设计和工况调整提供理论依据。     

SGT5-2000E（LC）型燃气轮机及其辅助设备介绍

简要分析了SGT5-2000E（LC）型燃气轮机及其辅助系统的结构及配置特点,详细介绍了该型燃气轮机为适应燃烧低热值燃料而展开的改进设计,即：燃气轮机改进了压气机、燃烧器的设计,辅助系统增设了三个功能模块.该分析可为低热值燃气轮机设计提供参考,对改进燃用低热值燃料的燃气轮机具有积极的意义.     

燃气轮机空气压缩机喘振原因及解决方法

根据现场出现的实际情况,并利用轴流式压气机的特性曲线,分析了燃气轮机空气压缩机的防喘振调节阀、入口可调定子叶片的角度对燃机启机及运行的影响,指出了燃机发生喘振的条件、现象、危害,并提出了防止喘振发生的措施。通过延迟防喘振阀的关闭时间和调正定子叶片角度,彻底消除了压气机启动后的喘振。     

超低热值燃气微型燃气轮机试验研究

介绍了一种新型的超低热值燃气轮机系统,并对其成功地进行了磨合、自循环不带负荷、自循环带负荷、启动试验和新型催化燃烧试验.结果表明:燃机系统能够满足发出功率的要求;在整个运行范围内轴系振动情况满足设计值的要求;控制催化燃烧室的入口燃气成分、温度和压力能够显著地提高燃料的利用效率.     

改用富氢燃料的F级燃气轮机热力性能与透平通流匹配

本研究旨在探究某型F级天然气重型燃气轮机在改用富氢燃料时的热力性能变化和通流匹配方案。建立了考虑透平逐级冷却的燃气轮机稳态热力模型，并用实际运行数据验证了模型的准确性。以此模型为基础计算了改用富氢燃料后该型燃气轮机在燃用不同含氢量的燃料时的热力性能和排放性能。针对出现的压气机和透平间的通流匹配问题，采用保持压气机参数不变、改变透平各级动静叶片安装角的方案，增加透平通流面积，并计算得到通流匹配后的燃气轮机性能。计算结果表明：随着燃料含氢量由0增加到100%时，达到相同透平入口温度时所需的燃料体积流量增加，透平中工质体积流量增加了2.65%,透平各级动静叶冷却效果降低，透平出口温度上升约15 K。在燃料含氢量分别为40%,70%,100%的情况下，氮氧化物的排放浓度分别增加了4.44, 5.18, 4.225 mg/m³;透平各级叶片安装角的变化整体分别在0.15°,0.37°,0.94°之内以达到通流匹配；燃气轮机的输出功率分别变化了0.39%,-0.23%,-1.56%;效率分别变化了0.02%,-0.41%,-1.4%。     

燃气轮机压气机气动稳定性裕度优化设计研究

由于国内市场对发电量的高需求,现代燃气轮机出力越来越高,这对运行安全性也提出了更高要求。使用CFD工具对一款轴流式燃气轮机压气机进行了升级,以提升喘振裕度,保证安全性。升级中流道保持不变,对后面级叶片进行了优化,以获得足够的喘振裕度,并减少损失。结果表明,相比原型机,升级后的压气机在设计状态喘振裕度提升超过3.5%,非设计点喘振裕度也得到提升。研究成果可为后续压气机性能优化升级提供参考。     

燃气轮机压气机喘振及其控制算法

压气机是燃气轮机的三大部件之一,它运行的安全、高效对燃气轮机性能至关重要。本文扼要地介绍了压气机喘振的影响因素,分析了压气机的性能曲线和喘振线;在此基础上针对压气机某一种喘振控制策略,分析其各种控制设定曲线和控制算法。通过以上两方面的介绍,希望对燃气轮机压气机的喘振防治有所帮助。     

船用燃气轮机压气机多级可调静叶优化匹配方法研究

作为防止燃气轮机喘振的有效手段之一,可调静叶技术的应用能够提升压气机在非设计工况下的效率和运行范围,从而提高燃气轮机变工况下的经济性和稳定性.以某型船用三轴燃气轮机为研究对象,建立压气机一维性能分析模型与燃气轮机零维仿真模型耦合的变维度燃气轮机仿真模型,以经济性和稳定性为优化目标,通过多目标遗传算法对低压压气机多级可调...     

基于生物质气的固体氧化物燃料电池-燃气轮机混合动力系统的性能分析

以生物质气为燃料,建立了固体氧化物燃料电池-燃气轮机混合动力系统的仿真模型.利用所建立的模型进行仿真,根据燃料电池特性参数和压气机、透平特性曲线,分析了燃料质量流量、空气质量流量等参数对混合动力系统性能的影响.结果表明:基于生物质气的固体氧化物燃料电池-燃气轮机混合动力系统的发电效率最高可达61.55%,但在这种情况下系统的寿命和可靠性急剧下降;在设计点工况下,系统的发电效率可达55.31%.燃料质量流量不变,空气质量流量可以在0.084 0~0.179 9kg/s内调节,系统效率变化范围为61.55%~51.43%;空气质量流量不变,为防止压气机发生喘振,燃料质量流量变化范围为0.062 3~0.084 6kg/s,功率变化范围为124.9~187.3kW.     

燃气轮机压气机喘振监测方法研究

压气机喘振是一种对燃气轮机安全运行具有严重破坏作用的不稳定流动。在研究某燃气轮机控制系统的过程中发现,其控制逻辑中没有针对压气机喘振的控制策略。为了保证燃气轮机安全运行,避免发生喘振对燃气轮机造成破坏,在现有测点基础上研究了在燃气轮机控制系统中增加压气机喘振监测的方法。