燃蒸联合循环发电在海油工程的应用分析

中海石油(中国)有限公司在某海上油气田开发工程中首次引入燃-蒸联合循环发电技术,充分利用陆上终端已建燃气透平发电机排放的高温烟气,组成燃-蒸联合循环发电系统,将燃气轮机排烟余热进行回收。提升了原有电站的效能,并且实现节能、减排、保护环境,符合国家政策,经济合理。     

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。     

船用增压柴油机不同负荷下燃烧排放性能研究

为了研究柴油机在不同运行工况下偏心燃烧室缸内燃烧及排放情况,采用三维流体数值分析软件AVL FIRE建立某型柴油机燃烧及排放的计算模型。通过对不同负荷下柴油机燃烧及排放的模拟,计算该型柴油机缸内压力、温度等参数随曲轴转角的变化及燃烧温度、燃空当量比、NO和Soot的分布情况。研究表明：随着负荷的增加,在高负荷下易出现燃油撞壁现象;NO生成量随着负荷的增大而增加,在负荷增大到一定值时反而减小;NO生成主要分布于燃烧室偏心侧,高工况时NO大量生成在燃烧室边缘;Soot主要集中在油束与缸盖之间的缝隙位置。     

固体氧化物燃料电池与微型燃气轮机联合发电建模仿真研究

设计一种固体氧化物燃料电池与微型燃气轮机的联合发电系统,并对其进行建模仿真及性能研究。基于Matlab/Simulink仿真软件,采用模块化建模方法,再以拓扑结构连接各个子系统模型,搭建SOFC-MGT联合发电系统模型。仿真结果表明:模型满足仿真要求,系统具有较高的发电效率。在变工况,尤其是高背压条件下,该系统不能稳定工作,必须附加水处理系统才能保证该系统良好运行。     

固体氧化物燃料电池与微型燃气轮机联合发电建模仿真研究

设计一种固体氧化物燃料电池与微型燃气轮机的联合发电系统,并对其进行建模仿真及性能研究.基于Matlab/Simulink仿真软件,采用模块化建模方法,再以拓扑结构连接各个子系统模型,搭建SOFC-MGT联合发电系统模型.仿真结果表明:模型满足仿真要求,系统具有较高的发电效率.在变工况,尤其是高背压条件下,该系统不能稳定工作,必须附加水处理系统才能保证该系统良好运行.     

舰用电站柴油机加载过渡工况的性能研究

采用自行设计的过渡工况控制及测量系统,对舰用电站柴油机进行了加载过渡工况下柴油机的空燃比、消光烟度及示功图参数的测试。试验结果表明,随负荷增加率的上升,空燃比减小,燃烧恶化;燃烧始点后移,预混燃烧比明显下降。上述原因导致了在加载过渡工况下,随负荷增加率的升高,柴油机的性能恶化,油耗增加,燃烧噪声变大,排气烟度上升。     

基于动态仿真的COGAG装置负荷效率特性分析

运用动态仿真的新思路,分析了燃气轮机单机的全工况负荷效率特性和COGAG联合动力装置的负荷效率特性.结果表明,燃气轮机的全工况负荷效率特性为抛物线性关系,联合动力装置的运行控制方式对动力装置的经济性有很大影响.分析结果可为动力装置控制方式的设计和优化提供科学参考.     

舰用电站柴油机过渡工况的性能研究

采用自行设计的过渡工况控制及测量系统，对舰用电站柴油机进行加载过渡工况下柴油机的空燃比、消光烟度及示功图参数的测试；试验结果表明，随负荷增加率的上升，空燃比减小，燃烧恶化，燃烧始点后移，预混燃烧比明显下降，上述原因导致了在加载过渡工况下，随负荷增加率的升高，柴油机的性能恶化。油耗增加，燃烧噪声变大，排气烟度上升。     

基于鳍片式热电模组的船舶柴油机废气余热利用及其影响因素分析

摘 要：设计了一种鳍片式热电转换模组,并将其应用在船舶柴油机废气余热回收系统中,通过理论和实验,分析鳍片式热电转换系统的影响因素。结果表明：当柴油机负荷为75%,热电晶片总数为1428,排气温度550K 时,设计的鳍片式热电模组发电功率为6.72kW,热电转换效率可达5.42%。排气温度、冷却水温度以及柴油机负荷都会影响热电转换系统性能。随着柴油机负荷的提高,热电转换系统发电功率和转换效率也随之增大,但负荷在75%之前增大的幅度大于从75%~100%的负荷。热电模组鳍片数量会影响转换系统的热端温度和传热量,在条件允许范围内,可通过增加鳍片数目,提高废热回收效率。     

柴燃联合动力装置单机失效工况下的紧急倒车过程仿真

建立在Simulink平台下的某型柴燃联合动力装置仿真系统,提出该型推进系统单机失效工况下利用"柴油机+燃气轮机"联合推进.对该种应急推进方式的紧急倒车过程进行了设计和仿真计算,仿真结果表明,设计的紧急倒车控制方法可使舰船在单机失效工况下具有较好的倒车性能.     

Analysis of Efficiency of the Ship Propulsion System with Thermochemical Recuperation of Waste Heat

One of the basic ways to reduce polluting emissions of ship power plants is application of innovative devices for on-board energy generation by means of secondary energy resources. The combined gas turbine and diesel engine plant with thermochemical recuperation of the heat of secondary energy resources has been considered. It is suggested to conduct the study with the help of mathematical modeling methods. The model takes into account basic physical correlations, material and thermal balances, phase equilibrium, and heat and mass transfer processes. The paper provides the results of mathematical modeling of the processes in a gas turbine and diesel engine power plant with thermochemical recuperation of the gas turbine exhaust gas heat by converting a hydrocarbon fuel. In such a plant, it is possible to reduce the specific fuel consumption of the diesel engine by 20%. The waste heat potential in a gas turbine can provide efficient hydrocarbon fuel conversion at the ratio of powers of the diesel and gas turbine engines being up to 6. When the diesel engine and gas turbine operate simultaneously with the use of the LNG vapor conversion products, the efficiency coefficient of the plant increases by 4%–5%.     

CODAG动力装置控制系统研究

CODAG动力装置最适宜于工况变化范围大的大、中型水面舰艇,而CODAG推进装置可靠运行的关键在于双机并车运行时的负荷分配.文章以哈尔滨工程大学建立的柴燃联合动力装置物理模拟实验台为基础,对并车负荷分配进行了初步研究,设计并编制了并车控制软件和系统监控软件,经过多次调试,成功实现了柴燃并车运行.     

舰船柴燃联合推进系统的可靠性分析

利用系统可靠性理论建立了柴燃联合动力装置各种运行方式下的可靠性各指标的数学模型,计算得到各种运行方式下的可靠性各指标值并进行了分析.计算分析结果表明,柴燃联合推进系统的可靠性综合指标非常高,尤其又以单机单桨运行时的可靠性最好.     

对发展大功率船用燃气轮机的新思考

提出利用成熟的简单循环船用燃气轮机将其派生为一型间冷循环大功率船用燃气轮机的新构想,并且原发动机燃气发生器的通流部分和结构大部分保持不变,以继承原机的可靠性。用1台实际发动机作为案例进行的分析研究表明,采用间冷循环,并精心匹配,在燃气轮机的功率显著增加(约28%)的同时,其效率也可略有提升(约3%),具有工程实施价值。     

压气机级间喷水燃气轮机循环分析

该文给出压气机组间喷水燃气轮机数学模型，并据此模型计算出压气机的出口温度、压缩功、涡轮进口温度、循环效率及输出功率随喷水量变化关系。分析了大气温度、压比及涡轮进口温度变化时的压气机级间喷水燃气轮机的性能变化规律，讨论了在压气机不同位置喷水对燃气轮机比功和循环效率等性能的影响。     

船用柴油机与燃气轮机动力装置的可靠性对比分析

从关键零部件数量、零部件制造材料、零部件工作条件和部件冗余数量角度,分别对船用柴油机和燃气轮机动力装置的不可靠度进行计算和对比分析。结果表明,柴油机动力装置包含的部件数量大,而燃气轮机动力装置结构相对简单,其结构可靠性高于柴油机动力装置。但对于多缸柴油机来说,由于冗余部件和冗余辅机系统的存在,柴油机动力装置的整体运行可靠性高于燃气轮机动力装置,说明柴油机动力装置的冗余部件对其运行可靠性非常重要。     

基于燃气轮机可靠性的维修策略

介绍了DDG-1000级驱逐舰综合电力系统中MT-30燃气轮机发电机组概况,与已经在美国海军广泛使用的LM-2500燃气轮在运行与维修方面进行比较;讨论MT-30燃气轮机采用以基于可靠性的维修策略以及更换模块化维修方式的可行性;提出了综合持续作战电源的电力输出要求。     

船舶SOFC燃料电池与汽轮机联合动力装置能效分析(英文)

Strong restrictions on emissions from marine power plants(particularly SOx,NOx)will probably be adopted in the near future.In this paper,a combined solid oxide fuel cell(SOFC)and steam turbine fuelled by natural gas is proposed as an attractive option to limit the environmental impact of the marine sector.The analyzed variant of the combined cycle includes a SOFC operated with natural gas fuel and a steam turbine with a single-pressure waste heat boiler.The calculations were performed for two types of tubular and planar SOFCs,each with an output power of 18 MW.This paper includes a detailed energy analysis of the combined system.Mass and energy balances are performed not only for the whole plant but also for each component in order to evaluate the thermal efficiency of the combined cycle.In addition,the effects of using natural gas as a fuel on the fuel cell voltage and performance are investigated.It has been found that a high overall efficiency approaching 60%may be achieved with an optimum configuration using the SOFC system.The hybrid system would also reduce emissions,fuel consumption,and improve the total system efficiency.     

燃气轮机在商船上的应用及其技术发展趋势

燃气轮机作为一种符合绿色环保要求的动力装置在船舶上的应用已有数十年的历史.对比柴油机动力装置,在分析燃气轮机技术特点的基础上对目前燃气轮机在商船上的应用进行了综述,概述了船用燃气轮机的发展途径.并根据国内外现有的研究情况,分析和讨论了船用燃气轮机的发展趋势.