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。     

高炉煤气燃气/蒸汽联合循环发电机组主机方案选择

高炉煤气燃气/蒸汽联合循环发电技术作为国际先进技术,因其热功转换效率比同等级规模的常规锅炉燃烧方式的蒸汽单循环发电技术高出约15%,代表了高炉煤气发电技术的发展方向。文中以设计建设一套装机为50MW主燃低热值高炉煤气(BFG)燃气/蒸汽联合循环发电装置为例,简述燃气/蒸汽联合循环发电机组主机方案选择。     

燃气—蒸汽联合循环技术在钢铁企业的应用研究

高炉煤气(BFG)为低热值气体燃料,是钢铁企业高炉炼铁工艺的副产品,属二次能源。与高热值燃料相比,其燃烧温度较低,不便于利用。采用燃气—蒸汽联合循环发电技术燃用上述高炉煤气,循环效率可达42%以上,自用电仅2%。联合循环电站还具有单位投资省、大气污染低、起动时间短、循环水量少、占地少、定员少等优点。     

多种热力循环在船舶热能发电系统中的应用

发展和应用船舶柴油机热能发电技术是实现航运业节能减排的重要途径之一。围绕蒸汽朗肯循环、有机朗肯循环、卡琳娜循环和布雷顿循环4种应用于船舶主机烟气余热回收利用领域的热力循环，介绍各循环的基本原理和工质选择，并进行装置效率对比，对以热力循环为基本原理的船舶柴油机热能发电系统的研究现状和发展趋势进行总结。论文研究认为：有机朗肯循环拥有相对较高的热能回收发电效率，而以S-CO2为循环工质的布雷顿循环拥有更显著的船舶热能回收发电应用前景，在探求可联合“契合点”的基础上建立以“蒸汽-有机朗肯联合循环系统”为代表的两种甚至两种以上循环方式的联合热力循环余热回收发电系统是提升船舶热能发电整体效率的重要手段。     

信息

【中远物流连夺西气东输物流服务标】中远物流上海区域公司日前成功中标华电集团苏州望亭发电厂扩建2×390兆瓦级燃气-蒸汽联合循环发电机组物流项目。这是该公司继夺得华电集团戚墅堰发电有限公司和张家港华兴电力有限公司扩建2×395兆瓦级燃气-蒸汽联合循环机组工程的两个物流合同之后,第三次中标。这三个电站是“西气东输”工程的重要组成部分,吸引了国内众多大型物流企业争相竞标。中远物流凭借健全的国内网络、坚实的工程物流运营经验以及完备的方案,运用上下联动、主动出击的“一体化营销模式”,取得了华电集团在华东地区首批开工的燃…     

内燃联合动力机理论循环的计算

本文叙说计算普遍型式内燃联合动力机理论循环的方程式,并用曲线说明对中间冷却和排气补燃的分析。作者所得结论为在不变的循环参数下,中间冷却和排气补燃都使循环效率降低。     

进气冷却对燃气-蒸汽联合循环性能的影响

利用模块化建模的方法建立了由单轴燃气轮机和双压余热锅炉所组成的燃气-蒸汽联合循环机组及进气冷却系统的数学模型。量化分析了进气温度对燃气-蒸汽联合循环性能的影响,以及采用溴化锂制冷和喷雾技术冷却进气对燃气-蒸汽联合循环机组性能的改善程度。结果表明,两种进气冷却方式都能有效提高联合循环机组的输出功率和发电效率。我国气候干燥的北方地区以喷雾冷却为宜而温湿的南方地区以溴化锂吸收式制冷为宜。     

舰用燃气轮机齿轮传动装置

本文综述了国外军用舰船的动力推进方案及其齿轮传动装置。其中把国外舰船通常采用的燃-燃交替联合动力装置(COGOG)、柴-燃交替联合动力装置(CODOG)、全燃联合动力装置(COGAG)和柴-燃联合动力装置(CODAG)的动力推进方案用实际例子作了阐述和比较。文中较为突出地叙述了各种推进方案所采用的齿轮传动装置的设计思想、传动方案和加工制造方法。     

舰船柴油机新技术简介

目前舰船动力装置主要有以下几种形式：柴-柴联合动力装置；柴-燃交替使用动力装置；柴-燃联合使用动力装置；柴油机电力推进-燃气轮联合动力装置；燃-燃交替使用动力装置和核动力装置。其中，前4种形式在我国舰船上较为常用。国外舰船在提高动力装置功率的同时，非常注意开发新技术，实现机舱自动化，应用先进的隔振降噪措施和高效率的后传动技术。     

2种SOFC-MGT底层循环系统性能对比分析

设计一种新型固体氧化物燃料电池与微型燃气轮机底层联合循环发电系统结构(SOFC-MGT底层联合循环2),基于Matlab/Simulink软件建立了SOFC-MGT底层联合循环2的仿真模型,并与传统的SOFC-MGT底层联合循环1的系统性能进行对比分析.结果 表明,SOFC-MGT底层联合循环2的电堆输出功率要低于底层...     

模糊综合评判在SOFC-GT联合发电系统安全性评估中的应用

在舰船电力综合系统中,燃料电池-燃气轮机(SOFC-GT)联合发电系统作为一种新型的能源转化装置,直接把化学能转换为电能,打破了传统热机朗肯循环热效率的限制,具有其他热机不可比拟的高效性。同时SOFC-GT联合发电系统自身又具有复杂性、强耦合性等特点,使得无法对其安全性做出定量评价。本文采用模糊综合评判手段,构建模糊评判矩阵,对系统进行模糊层次分析(FAHP)[1]。     

基于集成高效热能发电系统的船舶Attained EEDI及燃油消耗量分析

为满足国际海事组织(IMO)关于船舶能效设计指数(energy efficiency design index,EEDI)的强制要求,各国已开始探索高效热能发电技术在船舶能源系统中的集成和应用,以期通过对船舶主动力装置余热进行回收利用,实现降低EEDI、减少燃油消耗量和控制废气排放量的目标。论文以超临界二氧化碳布雷顿循环(S-CO_2 Brayton cycle,S-CO_2 BC)发电系统、有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)余热发电系统、卡琳娜循环(Kalina cycle,KC)余热发电系统和动力涡轮(power turbine,PT)余热发电系统为具体研究对象,分别就单一新型动力循环发电系统和组合型高效热能发电系统在某型2500TEU支线集装箱船中集成,对船舶达到的能效设计指数(attained EEDI)和燃油消耗量折减进行计算分析。结果表明:采用超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统取代1台船舶辅机,并与有机朗肯循环、卡琳娜循环及动力涡轮等新型动力循环余热发电系统构成组合型高效热能余热发电系统技术方案,可实现船舶达到的能效设计指数EA与没有应用任何高效热能发电系统技术方案的指数相比下降33.28%;单一应用有机朗肯循环余热发电技术对减少船舶燃油消耗量的贡献显著,燃油节省率可达到5.99%。这项研究工作可为在船舶上集成应用高效热能发电技术提供理论参考依据。     

风-光热-光伏打捆发电系统并网效益分析

风电和光伏出力具有间歇性和波动性,为了促进其消纳,可将风电场、光热电站和光伏电站组成联合发电系统,打捆输出。利用光热电站出力的可调度性,对联合出力进行调节。分析了风-光热-光伏打捆发电系统运行模式,以联合系统并网效益最大为目标,建立联合运行数学模型。在计算并网效益时,考虑了打捆发电系统的度电成本和电网峰谷电价差。最后通过仿真对所建立的数学模型进行验证,并采用粒子群算法对模型进行优化求解。     

舰船电力推进原动机多模块配置试验台测试系统研制

介绍了舰船电力推进原动机多模块配置试验台的构成情况和工作原理．此试验台可以进行多模块配置（CODOG与COGOG）及多工况下的动力切换试验,测控系统为切换过程的数据记录提供了保证．瞬时转速、瞬时扭矩和三S离合器中间滑移件位移测量是研究柴-燃、燃-燃多模块配置联合动力装置主机切换动态特性的关键．应用测控系统通过实验得到了三S离合器中间滑移件的动态特性．     

大发船用发电柴油机燃用劣质燃油的管理

为了寻求燃用劣质燃油发电柴油机管理的有效方法,通过对某船大发柴油机管理过程中遇到的问题分析,指出发电柴油机失常的主要原因是燃油和滑油系统管理操作不当,并提出对发电柴油机运行中滑油系统进行有效分离的措施。     

一种新型海洋能发电轮机水动力特性研究

摘 要：海洋发电轮机所处的海上作业环境恶劣,设备易发生故障且维修困难。基于三维势流理论,并结合ANSYS-AQWA软件,对风、浪、流荷载联合作用下的海洋能发电轮机的水动力特性进行研究,得出了发电轮机在工作工况及极限工况下的运动响应特性。结果表明,浮体运动响应幅值的最大值分别发生在遭遇艏斜浪和横浪时;其中极限工况下的运动响应幅值是工作工况下的3-10倍。该装置经过循环改型后水动力性能良好,能够满足实际的工程应用,本文提出的计算方法可以作为一种快速预报装置水动力特性的校核手段,满足工程设计阶段的需求。     

柴-燃联合动力装置稳态工作特性仿真研究

以船舶柴-燃联合动力装置为研究对象,通过仿真手段研究其稳态下的工作特性,进行基于经济性的优化匹配分析。根据模块化的建模思想以及柴-燃联合动力装置各个部件之间的热力学方程和相对运动关系,对主机、齿轮箱、离合器、轴系、螺旋桨、船体等部分进行参数化建模。按船速进行车钟档位划分,针对单柴油机、双柴油机、燃气轮机、柴燃联合4种工作模式,对动力装置进行基于经济性的优化匹配分析,计算得出每个档位下最佳的轴转速和螺旋桨螺距比,从而得到稳态下的工作特性,制定了船舶最佳运行模式,为动力装置动态特性的研究提供了依据。     

柴-燃联合动力装置“船-机-桨”匹配特性

根据柴-燃联合动力装置各个部件之间的结构关系及系统热力循环方式,采用模块化建模思想,基于MATLAB/SIMULINK环境,建立了并车控制器、原动机、齿轮箱、离合器、轴系、螺旋桨等部件和系统仿真模型。以船速最优为原则将车钟手柄控制档位划分为十档,即将原动机输出功率由低到高划分为十档,在每个档位下利用系统稳态仿真,通过优化变距桨螺距比的方式,得出最高船速,并以此确定各个档位下的螺旋桨轴转速,获得了基于船-机-桨匹配的柴-燃联合动力装置稳态运行特性,为装置动态控制目标参数的确定提供了依据。     

运用热力学分析选择COGAS装置的燃气轮机机型

本文在热力学的基础上,对余热型燃气-蒸汽联合循环进行了分析和讨论,作出了一组计算结果曲线。根据这组曲线,可以确定舰用 COGAS 装置的最佳循环参数。根据图8,可以选取合适的舰用燃气轮机作为燃气-蒸汽联合循环的燃气循环装置。     

燃油混合引起某轮副机排温过高的处理浅议

此文针对一起罕见的某轮副机多缸排气温度过高故障的排除处理过程进行了分析,并就当前燃用重油的船舶发电柴油机在换油操作中应采取的相应措施作了阐述,以提高发电副机的运转可靠性。