监测信号迟滞对燃气轮机转速控制的影响

为了获得传感器迟滞所引起的燃气轮机监测信号迟滞现象对燃气轮机转速控制的影响规律,首先建立监测信号迟滞模型,并将其与燃气轮机模型和控制系统进行耦合,进行转速迟滞、压力迟滞和温度迟滞对燃气轮机转速控制的影响研究。最后,进行PID控制参数与监测信号迟滞耦合对燃气轮机转速控制的影响研究。本文研究主要从燃料量、燃料量调节输出、燃气发生器转速、调节时间的角度进行分析。结果表明,转速迟滞和压力迟滞是燃气轮机转速控制的主要影响因素;温度迟滞对燃气轮机转速控制无影响;改变PID控制参数有利于提升监测信号迟滞时的燃气轮机转速控制性能。     

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。     

燃气向心透平的非定常流动特性

对微型燃气轮机系统中常用的燃气向心透平的非定常流动特性进行分析。基于一台功率等级为1 MW、转速为30 000 r/min的燃气向心透平进行热力设计,得到其关键位置的燃气工质热力参数和透平的模型尺寸。基于三维黏性数值模拟计算的方法,在商用软件CFX中采用SST k-ω湍流模型和六面体结构化网格对燃气向心透平进行定常和非定常气动计算,详细分析其气动特性和非定常流动状况。分析该燃气向心透平的非定常气流激振力的时域和频域分布,并准确评估其流量、扭矩、功率和效率等关键参数。     

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。     

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。     

燃气向心透平的非定常流动特性研究

以燃气为工质的向心透平常用于微型燃气轮机系统中,有着重要的工程应用价值。本研究关注燃气向心透平的非定常流动特性,基于一台功率等级为1MW,转速为30000rpm的燃气向心透平,首先进行了热力设计,得到了其关键位置的燃气工质热力参数及透平的模型尺寸。其次基于三维粘性数值模拟计算的方法,采用SST k-ω湍流模型及六面体结构化网格在商用软件CFX中对燃气向心透平进行了定常与非定常气动计算,详细分析了其气动特性及非定常流动状况。最终,分析了这一燃气向心透平的非定常气流激振力在时域及频域分布,并准确评估了其流量、扭矩、功率及效率等关键参数。     

船用燃气轮机进口导叶系统的建模及仿真

某型船用燃气轮机的进口导叶系统(Inlet Guide Vane system,IGV system)原采用气动控制系统,现参考航空发动机和重型燃气轮机的设计,改造为液压控制。为对此进行研究,基于Simscape工具箱,建立了液压控制的船用燃气轮机IGV系统模块化仿真模型。同时,利用该模型,借助模糊控制理论,对当前IGV系统中液压控制普遍使用的PID控制逻辑进行了优化。仿真结果表明：利用Simscape工具箱搭建的新型船用IGV系统仿真模型具有一定的可行性,且优化后的控制逻辑能有效提升IGV系统的运行效果。     

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。     

进气冷却式回热燃气轮机循环数值模拟和分析

针对简单循环燃气轮机性能偏低且易受大气温度变化的影响，本文提出了一种由吸收制机徊汽轮机组成的新型循环－－进气冷却式回热式燃气机循环，对其建模进行数值模拟和分析。结果表明，此循环既能较大幅度提高燃气轮机装置的性能，又能有效地改善燃气轮机性能对大气温度变化的敏感性。     

发电用燃气轮机动态性能仿真

针对发电用燃气轮机,基于Matlab/Simulink仿真平台构建其仿真模型.使用仿真模型,计算在电网负荷波动以及机组甩负荷的情况下燃气轮机的动态特性.参照电网指标,通过优化控制策略,给出电网负荷变化时燃气轮机的响应特性.     

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。     

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。     

不同供油规律下的燃气轮机加速过程仿真

供油规律决定着燃气轮机的机动性,不同的供油规律对燃气轮机的性能有重大影响。为研究不同供油规律对燃气轮机加速过程的影响,本文首先采用面向对象的方法和非线性化建模方法建立了三轴燃气轮机的动态仿真模型,并通过稳态计算检验了模型的精确性;然后选取不同的供油规律,对燃气轮机的加速过程进行了仿真,得到了不同供油规律下转子转速的变化规律;最后对仿真结果进行了分析,比较了各种供油规律的优劣。     

Application of LES in the study of inlet flow field in marine gas turbine

The structure and aerodynamics performance of gas turbine inlet system is an important part of technology of gas turbine installed on naval vessels. The design and numerical simulations of gas turbine inlet system are conducted and reliable foundation for design and manufacture of marine gas turbine inlet system of high performance is provided. Numerical simulations and experiments of two inlet system models of gas turbine are conducted with satisfactory results and are of significance to the actual application of the inlet system.     

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。     

基于模糊神经网络的燃气轮机故障诊断专家系统研究

针对神经网络和传统专家系统在燃气轮机故障诊断过程中各自存在的局限性,提出了一种将模糊神经网络和专家系统相结合的方法.解决了以往专家系统专家知识获取困难和不能描述模糊性知识的缺陷.通过已开发的某型三轴燃气轮机运行模拟器取得典型的故障样本完成了对模糊神经网络的训练工作,最后选取一定数量的测试样本对网络进行了测试,证明了系统的可行性.结果表明,该方法行之有效,在燃气轮机故障诊断领域中有很好的应用价值.     

燃气轮机叶片实体建模

提出燃气轮机空心叶片实体建模的新方法,即采用UG软件对燃气轮机叶片进行精确实体造型,利用UG自由曲面及片体的形成、修剪、精确缝合,建立空心叶片,充分发挥transform的精确定位,结合布尔运算形成精确的叶片复杂的内部结构,为结构强度、温度场等有限元分析提供基础。     

基于知识的燃气轮机故障诊断系统的研究与开发

结合MS6001型燃气轮机,对基于知识的燃气轮机故障诊断技术进行了研究。介绍了系统的总体结构,建立了基于框架的热力参数的知识表示方法。通过总结发生单一故障情况下燃气轮机的故障诊断规则,设计了基于产生式规则的推理方法,实现了系统的诊断功能。结果证明,这是一种行之有效的故障诊断研究方法,具有实用价值。     

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.