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。     

斜流轴流组合式多级压气机气动设计与流场数值模拟

[目的]压气机是燃气轮机的核心部件之一,它直接决定了燃气轮机性能的优劣。斜流压气机是介于轴流压气机和离心压气机之间的一种形式,兼具离心压气机高压比和轴流压气机流通能力强的优点。[方法]采用一套通用于轴流、离心和斜流压气机的S2流面气动设计和任意中弧线叶片造型的程序,对某斜流+轴流组合式多级压气机进行气动设计,研究确定压气机的流道形式、环量分布,并对其进行叶片造型。在设计时,结合商用数值模拟软件对该组合式压气机进行流场数值分析。[结果]结果表明,该斜流轴流组合式压气机的各项参数均满足设计指标,压气机两级总压比和绝热效率分别达到4.3和88%。[结论]该斜流轴流组合式的压气机设计有如下难度:一是斜流级静子进口处马赫数较高,在斜流静子中控制气流流动的难度较大;二是为控制气流在斜流静子中的分离,斜流级静子弯度较小,导致轴流级处于较大的负攻角状态,斜流与轴流的级间匹配难度较大。     

25 MW燃气轮机进气级间喷水试验研究

向燃气轮机内喷水已经得到了普遍的工程应用,为得到25 MW燃气轮机在喷水状态下性能参数的变化规律,在25 MW燃气轮机上进行压气机进口/级间喷水的试验,给出按等油门及等低压涡轮出口温度2种运行条件下,燃气轮机主要性能参数随喷水量的变化规律。试验结果表明,实施进气/级间喷水后,燃气轮机的输出功率增加,效率提高,同时改善了NOx排放性能。     

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。     

燃气轮机监测系统的建模与实现

以从法国引进的ＭＳ６００１燃气轮机发电机组为研究对象,针对它开发了一套以燃气轮机循环计算、压气机和涡轮特性计算及燃气轮机变工况计算为基础的工况监测显示系统软件。该软件的开发有利于提高燃气轮机系统运行的管理水平,为全面实现燃气轮机机组的智能监测和诊断打下坚实的基础。     

变几何燃气轮机装置的性能计算

(一)引言在燃气轮机发展过程中,涡轮变几何一直是引人注目的问题。汽车燃气轮机部分负荷性能的改善,船用燃气轮机低工况性能的提高和倒车问题的解决以及航空发动机中变循环原理的实现都对涡轮变几何寄予很大的希望。在航空涡喷或涡扇发动机船用化改型工作中,为了尽可能地发挥原型机的潜力,也即在不超温、不超转、压气机稳定工作的条件下使改型发动机能发出尽可能大的有效功率并取得较为满意的耗油指标,往往也要借助于涡轮导叶几何参数的变化。因此,对总体性能研究者来说,拟制一     

基于热力参数的某舰用三轴燃气轮机故障数学模型研究

利用小偏差方程法建立了燃气轮机故障数学模型,将故障判据中难以测量的性能参数变化量转换为可测参数的变化量,以解决某型三轴燃气轮机热参数故障诊断中故障判据难以测量问题.以低压压气机叶片磨损故障为例进行了故障模拟,并对模拟的结果进行了分析,证明了模型的可靠性.可为建立智能化的燃气轮机状态监控和故障诊断提供有力的手段,具有广泛的实用价值.     

船用燃气轮机燃气发生器特性仿真与试验研究

某型低工况改进型船用燃气轮机在首次整机试验时,在部分工况出现低压压气机喘振裕度不足10%的情况。为了使低压压气机以及整机工作在安全范围内,有必要对高低压压气机压比进行重新调配。为了改善低压压气机运行工作线,提出了通过仿真分析改变涡轮喉道面积来调整高低压压气机压比分配的研究方法。本文基于热力循环分析法,建立低工况下燃气发生器数学物理模型、部件匹配模型,以及喷管热力学模型,借助Matlab/Simulink仿真平台建立改进涡轮喉道面积燃气发生器仿真模型。根据仿真结果确定增大低压涡轮喉道面积5%的调整方案,并将该方案应用于后续燃气发生器试验。试验结果表明,通过喉道面积调整可以有效的调整燃气轮机燃气发生器高低压压气机压比分配,增大低压压气机喘振裕度,保证燃气轮机在全工况范围内安全、稳态、高效的运行,为下一阶段低工况改进型整机性能试验提供了理论和试验的双重支撑。     

调整涡轮通流特性提高增压机组与增压锅炉热力匹配性能

根据涡轮增压机组与增压锅炉匹配工作的基本原理,考虑两者之间存在的热平衡关系、压力平衡关系,以及配合约束边界条件,建立研究两者匹配工作特性的热力平衡计算模型,提出一种迭代求解计算方法。基于计算与测试数据的对比分析,证明建立模型的正确性和有效性。在此基础上,针对机组的联合工作线靠近压气机堵塞区域,可能影响机组满负荷长期工作性能,提出通过调整涡轮的通流特性以优化两者的热力匹配。计算结果表明,涡轮通流能力减小5%时,压气机工作线远离堵塞区域,效率得到提高,使涡轮做功能力增强,辅助汽轮机蒸汽消耗量减少30%,提高了两者的热力匹配性能。     

俄罗斯船用及工业燃气轮机的发展和应用现状

综述并分析俄罗斯船用及工业燃气轮机设计、研制、生产和应用的现状及发展状况。指出,俄罗斯小功率发电用燃气轮机的发展现状良好,拥有一些性能优良的机组,但是中等功率和大功率发电用机组却是弱项,距离世界先进水平还有很大差距。机械驱动用燃气轮机始终是俄罗斯工业燃气轮机中的强项,设计、研制和应用均处于世界领先水平。曾经是其强项的船用燃气轮机,由于苏联的解体,却成了俄罗斯燃气轮机工业中的缺项。     

船用三轴燃气轮机气路故障建模与聚类诊断技术

船用燃气轮机运行在高速、高湿和高盐的工作环境中时,其气路部件在运行过程中发生故障的可能性增大,开展典型气路故障诊断技术研究有助于提升船用燃气轮机运行的可靠性和安全性。通过分析船用燃气轮机积垢、压气机叶顶间隙增大、叶片磨损、机械损伤、涡轮热腐蚀和燃烧室故障等典型气路故障的机理,给出9种典型气路故障时性能参数相对变化的经验判据。采用小偏差建模方法,建立船用三轴燃气轮机气路故障仿真模型,基于经验判据对0.8工况下船用三轴燃气轮机典型气路故障进行模拟,仿真得到9种典型故障下测量参数的相对变化。提出基于聚类分析的船用燃气轮机气路故障诊断方法,并以9种典型气路故障仿真结果为例,验证了该诊断方法的可行性。     

压缩过程喷水蒸发内冷燃气轮机循环分析

本文研究了燃气轮机压缩过程喷水直接掺混蒸发内冷回热的必要性，以及喷水量对压缩过程耗功、燃机输出有效功与效率的影响。通过循环计算得出压缩过程喷水蒸发内冷燃气轮机的一些重要的结论并提出级间喷水的设想及其可行性。     

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。     

燃气轮机压气机特性曲线的拟合方法

在建立燃气轮机仿真模型时,对压气机特性曲线的处理非常关键,直接影响整机的计算精度。本文根据压气机特性曲线的形状相近性及其形状和位置渐进变化的规律,将特性曲线分成高转速段与低转速段,然后做分段二步一元拟合来构成压气机特性参数的函数关系式,并以实例详细说明。分析表明该拟合方法具有较高的精度,能满足燃气轮机特性计算的需要,且该方法原理简单,操作方便,具有一定的实用价值。     

GT28燃气轮机工业/船用衍生的技术策略研究

GT28燃气轮机是1台带动力涡轮的三轴燃气轮机,性能良好。通过对其工业/船用衍生应用与发展研究策略的分析,全面勾画出其技术发展网络及主要关键技术,明晰其应用和发展技术途径,提出当前应重点开展燃气轮机发电模块(船用/陆用)、天然气增压机组、间冷循环燃气轮机的应用与发展研究工作。在此基础上将会全面推进GT28燃气轮机的工业/船用衍生应用与发展。     

氦气轮机直接循环系统板翅式回热器设计

回热器是高温气冷堆—氦气轮机直接循环系统的关键部件之一,它的主要作用是利用高压涡轮出口的高温尾气,使高压压气机后的低温氦气被充分加热后再返回堆芯,以提高系统的循环效率.回热器需要在满足换热效率和压力损失的前提下,实现体积和重量的最小化,以符合装置对紧凑性的要求.本文从总体布置方案、材料方案和芯体段计算方案出发,进行回热器的结构设计,并进行强度校核计算.结果表明:所设计的回热器性能、芯体段的应力应变都满足使用要求,可保证运行的安全、稳定.     

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.     

三轴燃机动态建模方法与仿真程序开发

燃气轮机动态仿真模型是研究燃机多变量控制理论、进行燃机健康管理等应用的重要基础,有着很强的实用价值。本文给出了一种基于迭代法的三轴燃气轮机设计点、非设计点和瞬态工作点性能计算通用程序的设计方法。仿真结果表明该方法设计的动态模型能较好的模拟燃机在不同工况下的性能变化,具有较好的应用前景。