MT30燃气轮机与英国CVF航母的集成设计

英国CVF航母是世界上第1艘采用综合电力系统的航母,2台罗尔斯·罗伊斯公司的MT30燃气轮机是其综合电力系统的核心。本文介绍了CVF航母采用MT30燃气轮机的原因,并分析了燃气轮机与CVF航母的集成设计,包括燃气轮机的布置、进排气道设计、冷却系统等。     

LM2500舰用燃气轮机使用维修特点分析及启示

分析LM2500舰用燃气轮机使用和维修特点,提出我国舰用燃气轮机使用和维修体系建设意见。     

PS30水翼客船燃气轮机动力装置的应用特点

结合PS30水翼客船燃气轮机动力装置方案，对燃气轮机与柴油机动力装置进行比较，分析了PS30水翼客船燃气轮机动力装置的应用特点。     

监测诊断技术在某型舰用燃气轮机维修管理中的应用

文章分析了应用振动频谱技术对舰用燃气轮机进行故障诊断的案例,提出了加强舰用燃气轮机使用管理的意见建议。实践表明,监测诊断是保障舰用燃气轮机工作可靠性的重要手段,是建立视情维修模式的有效技术支撑。     

GT25000型船用燃气轮机振动监测阈值分析

GT25000型船用燃气轮机是由航空发动机改装而来,已大量应用于各型船舶。国内外对航空发动机振动监测已进行了广泛的研究,制定了明确的判断标准,但是航空发动机的振动烈度监测阈值并不适用于船舶燃气轮机主机。据此通过对多台船用燃气轮机常年积累的振动监测数据进行分析,运用数理统计方法计算了该型燃气轮机振动烈度参考监测阈值,并与近似机械设备的通用标准以及厂家推荐阈值相对比,结果表明计算得到的阈值更加符合实际监测和维修情况。     

舰船燃气涡轮叶片三维热流固耦合应力应变分析及寿命预测

为提高燃气轮机的可靠性、可用性以及可维护性而进行的寿命预估与减损控制研究,需要对燃气轮机的关键零部件进行结构特性分析。对舰船燃气轮机涡轮叶片在紧急升工况载荷谱下的应力应变状态进行了三维热流固耦合有限元分析,针对典型载荷谱计算了涡轮叶片应力应变的变化规律,对涡轮叶片材料进行了控制应变试验,为叶片寿命预测提供了必要的参数。根据应力应变分析结果利用Basquin公式和Manson-Coffin公式计算了2个危险点处的疲劳裂纹起始寿命。并根据分析结果对涡轮叶片进行了寿命预测,预测结果可以作为燃气轮机使用维修的参考依据。     

微型燃气轮机技术进展及其在海洋石油工程的应用展望

微型燃气轮机是一种新的发动机,功率覆盖在30k W~300k W或更小,随着全球范围内能源与动力需求结构以及节能环保要求提高的变化,微型燃气轮机越来越引起人们的关注。本文介绍了国际上先进的微型燃气轮机的技术进展,同时结合海洋石油工程,讨论了海上石油工程中无人驻守平台应用微型燃气轮机的可行性、必要性及其广阔的应用前景。     

燃料电池-燃气轮机底层循环性能研究

燃料电池-燃气轮机联合循环系统作为舰船电力综合系统优质动力源,具有传统热机不可比拟的高效性。本文针对燃料电池-燃气轮机底层循环构建数学模型,并对其性能进行仿真研究。目前燃料电池单堆功率相较于微型燃气轮机较小,为实现燃料电池与微型燃气轮机的功率匹配,提出多堆燃料电池与燃气轮机联合循环。分析多堆燃料电池与燃气轮机联合循环功率匹配与参数优化,使得系统在不同工况下均保持较高效率。为实现燃料电池-燃气轮机联合动力系统在水面舰艇上的应用打下坚实基础。     

多场耦合下燃气轮机涡轮盘的寿命预估

为了实现在离心载荷和温度梯度影响下燃气轮机涡轮盘的寿命预估,首先建立了该燃气轮机涡轮盘的有限元模型,并对其进行热弹塑性应力计算,进而找出该涡轮盘疲劳断裂的危险部位,并利用S-N曲线法对该部位进行疲劳寿命计算。该研究可以为燃气轮机后续的使用和维修提供参考依据,同时也对同类型涡轮盘的寿命预估起到借鉴作用。     

舰用燃气轮机发电机组发展概述

本文介绍了当今世界主要舰用燃气轮机发电机组,分析了燃气轮机发电机组的优缺点及其成为综合电力系统主动力的要求,得出我国必须大力发展燃气轮机发电机组以满足未来我海军需求的结论.     

Hybrid Electric Drive for DDG-51 Class Destroyers

The first of the Arleigh Burke class destroyers is nearing its mid-life. This class of ships was designed during the late 1970s through the 1980s to meet the threats that were prevalent at that time. Since entering service in 1991, these ships have shown themselves to be extremely versatile and the class now consists of nearly 60 ships in service. Their combat systems have been continually upgraded and adapted to meet the new threats the United States faces today. However, in order to keep these platforms viable throughout the first half of the 21st century, their operating costs must be reduced. Manpower, maintenance, and fuel are three of the top operating cost drivers. Most surface combatants spend very little of their underway time operating at full speed or even close to that. Over 1/3 of their underway time is spent at 12 knots and under. This is less than half of their maximum speed and only a fraction of the maximum power owing to the cubic speed–power relationship. Although the existing mechanical drive system is reasonably efficient, the main gas turbines are extremely inefficient at these very low power levels. A shaft-mounted auxiliary electric propulsion system (EPS) can take advantage of excess capacity in the ship service generators to reduce the main engine operating hours. Enabling bi-directional power flow from this auxiliary electric drive will provide additional generation capacity for ship service loads at a modest additional cost. It also provides a "cross-connect" capability from one shaft to the other. This paper will explore one prospect for reducing the operating cost of the DDG-51 class of ships by installing an auxiliary EPS that would powered by the ship service electrical plant. This additional system would serve to reduce both underway fuel usage as well as maintenance on the gas turbine main engines by reducing the number of operating hours on each engine. We will examine the technology trade-offs in this ongoing study.     

水面舰艇综合电力系统的技术进展

概述了水面舰艇综合电力系统的技术进展,包括燃气轮机发电机组技术、推进电机技术、电力电子变换器技术和区域配电系统技术的发展现状.     

船用燃气轮机发电机组控制策略仿真研究

对船用燃气轮机转速控制及发电机电压控制进行研究,采用Matlab/Simulink仿真软件,建立燃气轮机发电机组控制系统仿真模型,对其进行突增及突卸负荷仿真实验,结合船舶电网供电指标,研究发电机组一系列参数响应曲线。结果表明在电网负荷大幅度变化情况下,所定制的控制策略能使燃气轮机发电机组具有较好的调速及调压性能,满足船舶电网对供电品质的要求。     

船用燃机性能降级新型预测模型建立及应用分析

船用燃气轮机气路维护是舰船动力系统健康管理当中必要的环节,采用视情维护的方法是当前十分先进的维护手段,其中对气路降级趋势的预测是维护方法的核心。气路降级数据具有明确的增长趋势与不规律的波动性,符合灰色系统的特征。本文采用无偏灰色预测模型改进灰色马尔科夫模型,在此基础上扩大原始数据的维数,采用灰色关联度模型,将类似于当前序列的参考序列引入,最终构成了一种新的混合预测模型。最后,选择燃气轮机压气机结垢的过程作为实例来验证这一新的模型。通过研究模型参数和预测准确性之间的关系,为实例提出了建议的最佳参数。从预测准确性与对波动性的预测角度与不同的预测模型的比较结果表明,新的模型优于一些其他序列预测模型。     

大型商船燃蒸柴联合循环动力系统设计与分析

以17万m^3液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)运输船为母型船,选取LM2500燃气轮机为主动力装置,联合蒸汽轮机和2台W?rtsil?12V34DF双燃料柴油机,设计出一套燃-蒸-柴联合循环动力系统。利用Aspen HYSYS软件模拟系统流程,经模拟与分析计算,该系统的设计方案合理可行,并得出燃气轮机负荷下的燃气轮机发电效率及其输出效率、燃蒸联合发电效率及其系统输出效率,各系统参数随燃气轮机负荷的增大呈现不同幅度的增大。将该系统的系统输出效率与柴油机的动力系统输出效率进行对比分析,结果表明:在理想工况下,两种系统的系统输出效率相当;在定速工况下,该系统的系统输出效率与柴油机的系统输出效率相比略低,而燃气轮机的NOx、SOx排放量较小,满足新公约要求。因此,该系统有很好的船舶实际应用价值。     

水下闭式循环动力系统动态过程数值仿真研究

水下闭式循环动力系统具有高比能量、大比功率以及无工质排放的优点,能够大幅提高水下航行器航速、航程、航深和隐蔽性.本文首次针对某新型水下闭式循环动力系统建立其动态模型,其中燃烧室模型考虑气相氢、氧气和液相冷却水的相互耦合作用,汽轮机模型考虑其转子惯性和容积惯性,冷凝器模型考虑3个相区:过热区、饱和区和过冷区.利用该模型对系统动态过程进行仿真分析,结果表明只要氢、氧气和冷却水流量在系统动态过程中保持一定的比例关系,则燃烧室温度基本保持不变,而燃烧室压力和汽轮机输出功率仅取决于总工质流量.该结论为制定系统解耦控制策略奠定了基础.     

一种基于控制图的燃气轮机压气机性能评价方法

介绍了对象燃气轮机的结构、状态临测系统,并存MATLAB软件仿真平台上开发了基于喻测参数的燃机性能计算程序,发现随着机组工作时间的累积,燃气轮机压气机效率有着明显的降级。为了科学有效地评价降级,将工程管理中的控制图法运用剑压气机性能的评价工作中,分析了机组某次停机水洗前后的性能变化。以压气机效率为控制图特征值,发现水洗前压气机效率处于“失控状态”,水洗后爪气机效率重新回到“受控状态”。结果表明：控制图法可以反映燃气轮机运行过程中的性能变化情况,依据控制图法判断机组工作过程是否异常,可为燃气轮机的维护工作提供帮助。     

船用燃气轮机发电机组动态性能仿真

基于Matlab/Simulink平台,根据容积惯性法建立某三轴燃气轮机发电机组非线性动态模型,并定制燃气轮机转速调节及发电机励磁系统控制策略,对动态模型进行阶跃形突增突减负荷变工况仿真研究。结果表明动态模型能够有效地对负荷突变工况进行模拟,为船舶电网供电模块的控制系统设计与优化提供模型基础;在变工况过渡过程中,燃气轮机发电机组动态响应特性满足船舶电网供电品质要求。     

燃气轮机对超大型集装箱船装载性能的影响

讨论超大型集装箱船应用燃气轮机动力系统方案,对其装载性能进行预估及计算,并同常规船型进行了对比研究,并初步分析了方案装载性能的优缺点 。燃气轮机布置灵活性、绿色环保,能够显著增加船舶集装箱箱位数,带来运营成本上的收益。随着其技术的不断成熟和人们对船用燃气轮机了解的深入,超大型集装箱船应用燃气轮机动力系统或将成为未来的一种趋势。