余热制冷进气的回热燃气轮机循环数值计算和分析（上）

针对简单循环燃气轮机性能较低，且其性能又易受大气温度变化影响的先天不足，提出了一种由单级吸收制冷机和回热燃气轮机组合而成的新型复合动力循环－－余热制冷进气的回热燃气轮机循环，并就该循环的一般特性问题建立模型进行了数值计算和分析，该动力循环达到相当高的比功和热效率，有效地改善燃气轮机装置性能对外界大气温度的敏感性，该动力装置技术成熟、性能优异、有实用价值。     

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。     

海洋环境条件对船舶间冷循环燃气轮机性能的影响

针对未来大型船舶活动海区的海洋环境特点,分析了外界空气温度、海水温度、空气湿度、空气盐度、海水盐度等对船舶间冷循环燃气轮机的性能影响。研究结果表明,外界空气温度对间冷循环燃气轮机性能影响最大,随着外界空气温度的升高,间冷循环燃气轮机的进口空气流量、输出功率和效率均有不同程度的下降;随着海水温度的增加,机组效率和功率均下降,但影响不大;大气湿度在常温下影响较小,但在高温环境条件下不容忽视,空气盐度、海水盐度也会在一定程度上影响间冷循环燃气轮机的性能。     

舰船推进用燃气轮机与蒸汽轮机联合系统的计算机仿真分析

从燃气轮机排出的气体中可获得大量热能。这些热能可用废热回收蒸汽发生器收回并生产出额外的能量提供给推进系统或电力。这一概念称为COGAS，即燃气轮机与蒸汽轮机联合装置。用于船用推进系统时，COGAS装置必须满足在所有可能的工况下舰船推进的要求。COGAS系统的性能，特别是燃气轮机的循环，是随着大气状况(诸如温度、压力和相对湿度)的变化而变化的。对COGAS推进装置进行动力分析适用于系统性能的预报和提供对系统设计的指导。在本项研究中进行了仿真编码且采用MATLAB／Simulink开发。介绍了利用MATLAB／Simulink进行的COGAS推进系统动力仿真，并对仿真的结果进行了讨论和介绍。     

大气湿度对燃气轮机性能的影响及其修正方法

大气湿度的变化对燃气轮机的性能及其工作特征有一定的影响,它的物理本质是湿度使进入燃气轮机的空气热物理性质发生了变化。本文在分析这种影响的基础上,利用相似原理,推导出燃气轮机各主要性能参数的湿度修正系数。并利用此方法验算了 LM2500燃气轮机的试验结果。     

舰用间冷循环燃气轮机间冷器失效性能分析

为研究某型舰用间冷循环燃气轮机间冷器失效时的性能,本文建立燃气轮机动态仿真模型,在保证压气机10%喘振裕度以及涡轮前温度不超温的情况下,计算间冷器失效时燃气轮机的各性能参数,得出间冷器失效后燃气轮机仍能继续使用的结论,最后根据计算结果给出该型燃气轮机的一些设计建议。     

燃气轮机进气冷却监控系统的研制

燃气轮机的性能与环境温度有关,高温时其出力随进入燃机的空气温度升高而降低的问题可通过进气冷却来解决.分析了燃气轮机进气冷却系统的工作原理,介绍了基于DCS技术的进气冷却监控系统的研制情况,详细论述了使用西门子工控软件WinCC与STEP7对上位机以及下位机的设计与实现.     

基于有限元分析技术的船用轮机滤清器研究

海洋大气含有较多的水分和盐分,会造成舰船燃气轮机压气机叶片的磨蚀,同时也会造成轮机热通道的化学腐蚀等损害,所以进行海洋大气的除水除盐工作对保证舰船燃气轮机的性能和使用寿命起着至关重要的作用。本文对某型舰船的燃气轮机滤清器进行研究,采用复合三级式滤清器的设计,并使用有限元分析技术探究其中的惯性级参数对滤清器性能的影响,优化滤清器的设计。     

S-S循环燃气轮机进口喷水试验研究

S-S循环是在高压比燃气轮机上实施压气机进口/级间喷水技术和注蒸汽,无须对本体通流部分进行改动,即可适当提高燃气轮机的输出功率和热效率。针对S-S循环中的进口喷水进行试验研究,在不同机组进行试验的结果表明,采用进口喷水能有效提高燃气轮机装置的性能;进气雾化冷却和湿压缩2部分因素也可改善性能;NOx排放随喷水量的增加而降低。通过进口喷水技术进而发展到S-S循环技术,是改善燃气轮机性能的一条便捷可行的途径。     

船用间冷循环燃气轮机供油规律仿真研究

根据热力系统机理建模的方法建立燃气轮机的完全非线性数学模型,考虑了对燃气轮机系统影响较大的转动惯性、容积惯性及中间冷却器的热惯性,基于Matlab/Simulink对船用间冷循环燃气轮机进行动态性能研究.针对分段线性的供油规律对间冷燃气轮机进行变工况性能仿真,得到间冷燃气轮机在加速过程中的最佳供油规律。     

改进的双工质平行复合循环燃气轮机循环分析

分析了改进的双工质平行复合循环燃气轮机装置性能特点，给出模型和一些计算结果。与改进前的装置效率、比功比较，该装置部套少，成本低，易于利用传统的燃气轮机改装，具有良好的发展前景。     

船用燃气轮机板翅式回热器设计性能的优化

本文提出了一种回热器设计技术。它适用于在现有的简单循环燃气轮机基础上加装一新设计的回热器，可使该系统的性能达到最优。文中对目前船用燃气轮机装置中应用较广泛的板翅逆流式回热器的设计性能参数（回热度和压降）和结构参数（流道宽、流道长和板翅层数）的优化技术进行了分析，还对板翅式回热器的重量尺寸和系统性能之间的关系作了探索，并提出了新的评判准则。     

燃气轮机高压涡轮叶顶间隙变化规律的有限元分析

高压涡轮叶顶间隙会直接影响到燃气轮机的功率、效率、油耗和寿命。利用有限元等软件,建立了叶片、轮盘和机匣外环的实物模型;通过热结构耦合分析,计算得到各自在温度场和离心力场作用下的径向位移,进而得到叶顶间隙变化规律,并进行了分析。计算结果表明:温度场变化是引起叶片和轮盘径向变形的主要因素;离心力对轮盘径向变形的作用比对叶片径向变形的作用要显著得多;热和离心力变化是间隙变化的两个主要因素;叶片、轮盘和机匣的热响应不一致以及离心力对转子的拉伸作用导致其径向膨胀变形不匹配,进而引起间隙变化;快速增减速度对间隙的影响最为明显。     

船用燃气轮机回热器设计的数值研究

回热器是提高船用燃气轮机效率的关键部件,其性能的优劣直接影响燃气轮机的特性。以往的文献在介绍回热器设计时,没有考虑冷热两侧气体(分别为空气和燃气)不同的热力性质。考虑这一实际情况,以某型船用三轴简单循环燃气轮机为母型进行回热改造,采用迭代计算的方法,编制计算程序,进行回热器的数值设计,并分析其对燃气轮机的性能的影响。结果表明,随着回热器回热度的增大,燃气轮机的效率不断提高;但当回热度超过一定值时,效率不仅不再提高,反而有所降低。     

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。     

间冷循环燃气轮机燃烧室火焰筒壁温计算

针对某间冷循环燃气轮机燃烧室薄壁火焰筒,给出了其壁温计算模型和计算方法.应用该方法进行了火焰简壁温计算,并进行了气膜冷却、隔热涂层及壁面厚度对火焰简壁面温度径向和轴向分布的影响分析.     

间冷循环涡轮气动方案

以间冷循环燃气轮机总体对动力涡轮的设计要求为目标,进行了间冷循环动力涡轮气动方案改型设计研究。计算采用成熟的轴流涡轮一维气动设计软件Concept NREC Axial,在一维气动损失模型的选用方面,通过对某型机性能复算进行了验证。方案改型计算在满足间冷循环燃机总体对动力涡轮的参数进行大规模调整的前提下,以尽量保留原型机的高可靠性为目标,并综合考虑了性能与改型难度的平衡,完成了多个方案的计算。结果表明,经过改型设计的涡轮可以基本满足间冷循环的要求。     

增压空气驱动LiBr吸收式制冷复合循环的热力性能分析

提出吸收式制冷复合循环新模式，讨论了复合循环的热力计算。单效／双效复合循环有高低压2个发生器，高压发生器由高温级热源驱动，低压发生器由来自高压发生器的冷剂蒸汽与低温级热源联合驱动，实现高低温级热源的能量梯级利用。作为实例，对由高低温两级增压空气中冷器驱动的单效／双效复合循环进行了热力计算，并与单效循环和双效循环进行了热力性能比较。结果表明，复合循环的热力系数和制冷量均比单效循环高出15％，复合循环的余热利用量和制冷量分别高出双效循环153％和110％。     

中冷回热循环燃气轮机技术

中冷回热循环(ICR)燃气轮机是在简单循环的基础上,增加压缩空气中间冷却器和排气回热器组成的复杂循环燃气轮机,具有优良的油耗和变工况特性,是舰船的理想动力装置。本文讨论了ICR的发展过程和技术特点,对其关键部分中冷器、回热器和可变几何导叶做了具体分析。