燃用变成分气体燃料燃气轮机动力透平试验性能的计算及讨论

一、前言 航机改型分轴式燃气轮机发电机组调试内容之一是正确取得为燃气发生器配用的新设计动力透平的实际性能。这种机组在调试过程中若燃用成分经常发生变化的气体燃料时,其性能和动力透平输出功率测量仪表的读数也会随之变化,从而会影响对动力透平性能的正确评价。若能用试验过程中量测剑的或每次调试前现场提供的燃料气成分,测量部分必要的与功率显示无关的参数以及相应于这种由特定成分组成的燃料气的燃气热     

重型燃气轮机排气温度研究

本文针对某300 MW等级重型燃气轮机透平排气温度,构建了燃机性能计算模型,该模型除了包含常规燃机性能计算的功能外,加入了透平叶片材料、燃烧器OTDF&RTDF及叶片冷却流量对燃机性能的影响功能,应用该燃气轮机性能计算模型预测了L20A及M701F3的燃机性能,排气温度的预测精度在3?C以内。分析了压气机压比、压气机效率、燃烧器压损、燃烧器出口温度分布、透平级数、透平效率、透平叶片材料及冷气流量等参数对透平排气温度的影响规律,结果显示压气机压比、燃烧器出口温度分布、透平级数及效率、透平叶片材料及冷气流量对燃机透平排气温度影响较大,其中又以透平级数的设计选择对排气温度影响最大。在燃机设计时需要考虑到这些关键影响因素,使排气温度最终达到综合最优。     

透平叶栅静叶周向布局的数值研究

本文采用分区、并行计算方法求解二维Ｅｕｌｅｒ方程,对１．５级透平叶片排内的非定常流场干涉进行了数值模拟,并探讨了透平叶栅静叶周向布局对透平级性能的影响．计算结果表明,本文的处理和计算方法是合理有效的,并且发现存在静叶最佳周向布局,此时透平级的性能最好．本文所得结论对于透平级的优化设计是有意义的。     

进口具有预旋流动的亚音速轴对称环形扩压器粘性流场计算

环形扩压器是一个重要的气动元件.装在透平级后的轴向式或轴径式环形扩压器,通过它的排气扩压过程,可以降低透平级背压,在同样透平进口参数条件下,提高透平作功能力,减少余速损失,使整个透平机效率得到提高.由于环形扩压器常在具有一定周向和径向速度分布的进口流动条件下工作,因此研究进口具有预旋流动的环形扩压器的流     

盘式透平数值方法验证及流动特性分析

本文数值分析了层流和湍流两种流态下盘式透平的流动特性,并与实验结果进行了对比,考核了数值方法,重点分析了盘片转速对盘式透平流动特性的影响。结果表明:层流模型的数值计算结果与实验结果最接近,适于盘式透平的流动特性分析;盘式透平各部件损失规律与常规透平存在差异;随着轮盘转速提高,喷嘴损失基本保持不变,而轮盘损失系数先减小后增大,余速损失系数持续增加,这与常规透平不同;轮盘损失决定了盘式透平总损失的大小,在轮盘损失达到最小时,透平等熵效率达到最大值。     

向心透平稳态全工况性能预测及其实验研究

将向心透平膨胀机喷咀入口至叶轮后扩压管出口模拟为单喷管,通过理论分析,推导出向心透平稳态全工况特性通用模型框架。基于实测数据,应用广义最小二乘法,获得通流特性和效率特性二个模型。用该模型预测其它两台透平膨胀机的特性,结果表明:模型实用范围和精度都较好。因此,在设计向心透平时,它可作为典型特性模型,为全工况优化设计提供依据。     

小功率高转速蒸汽透平试验研究和优化

小功率高转速蒸汽透平试验研究和优化邵振麒（同济大学汽车工程系上海２０００９２）关键词：小蒸汽透平，效率，优化１前言回收能量和工业装置的余热及利用太阳能等新能源是节能和环保的重要措施，由此产生的机械能可供发电，气体增压等多种用途。在一些废热量不大且不宜...     

基于MODA算法的有机朗肯循环多目标优化

针对中高温烟气驱动的有机朗肯循环发电系统进行多目标优化设计,以热效率和单位输出功率的系统总投资成本(PER)为多目标函数,选取蒸发温度和冷凝温度为决策变量,引入多目标蜻蜓算法(MODA)对工质苯的最佳循环参数进行寻优,采用一维向心透平效率模型取代固定透平等熵效率,并对工质进行敏感性分析。结果表明:透平效率随蒸发温度增加单调减少,随冷凝温度增加单调增加;在帕累托前沿中,随着热效率的增加,变透平效率寻优结果中PER迅速增加,定透平效率寻优结果中PER增加相对较平缓;热源温度越高,定透平效率寻优结果和变透平效率寻优结果差异越大。     

离心式涡轮增压器透平的设计与分析

离心式涡轮增压器透平具有与传统透平不一样的结构,本文对某一小流量、高转速、小轮径的离心式透平进行一维气动设计、三维流场模拟与优化以及变工况性能研究。首先,对流体工质以及流动过程进行简化处理,获得一维气动设计的结果;接着,采用计算流体力学软件对离心透平级进行数值模拟,通过改变叶片数目、叶片厚度、中弧线形状等进行叶型优化,获得更合理的流场;最后,分析不同转速、不同流量(背压)下离心式透平的变工况性能。     

基于修正克劳特循环的氦液化装置研制

为满足稳态强磁场实验装置(SHMFF)日益增长的液氦供应需求,研制一台基于两级串联透平膨胀机修正克劳特(Claude)循环且带有液氮预冷的氦液化装置。完成了氦液化流程设计及冷箱系统集成,并对降温液化过程进行测试与分析。结果表明,两级透平膨胀机能够稳定运行于额定转速,氦液化装置在降温15 h时进入液化阶段,在产液4.5 h后能达到100 L/h的液化速率,满足设计要求。     

离心式透平的热力设计与分析

以离心式透平为研究对象,用完全气体作为流动介质,进行一维热力设计计算与分析,推导出轮周效率η_u的关系式,得到其与反动度Ω、速比x_a、径比D_2/D_1、扩张角、进口总温、进出口压比、进口角α_1、动叶速度系数ψ、静叶速度系数φ等九个参数相关。在透平进出口压比一定、进口总温一定、静叶出口气流角一定且动、静叶的速度系数认为已知的条件下,分别研究剩下的四个参数对级效率的影响,最终得到一组最佳参数范围,为离心式透平的设计提供可靠的依据。     

基于逆布雷顿循环低温氦透平膨胀机测试平台研制

为了解决EAST低温系统中氦透平膨胀机不稳定性问题和开发新的国产氦透平膨胀机,中科院等离子体物理研究所低温工程研究室研制了低温氦透平膨胀机逆布雷顿循环氦制冷机测试平台,试验平台可以对多种结构类型的低温氦透平膨胀机进行测试,运行效果良好。     

基于西门子PLC S7-200的空气透平实验台测控系统

为了实现对空气透平实验台相关参数的测控,开发了一套基于西门子S7-200 PLC的测控系统。该测控系统采用西门子小型PLC S7-200,选取了合适的传感器测量温度、压力、流量等参数。采用三维力控组态软件编制了人机界面。为保护透平使其在实验中稳定运行,在PLC程序中设置了多项联锁程序,程序中同时对透平轴承气流量和主路流量进行了温压补偿。该测控系统可推广应用于类似测控系统的研制。     

整体煤气化湿空气透平(IGHAT)循环的性能分析

IGHAT循环把新颖的HAT循环和先进的燃煤技术结合起来,是一种高效率、低污染和低比投资费用的燃煤发电技术,正待人们进一步去研究和开发,它也将为降低IGCC的比投资费用和发电成本提供一条新的途径[1,2]。本文主要分析了IGHAT循环的性能,研究了主要参数透平前温、压比和湿空气相对湿度对系统效率和比功的影响。     

超临界CO_2部分预冷循环特性分析及优化研究

针对超临界二氧化碳部分预冷循环,建立了循环热力学模型和经济学模型,分析了循环关键参数对循环效率和系统成本的影响。将透平进口温度、循环压比和换热器窄点温差作为优化变量,以系统的效率最大和成本最小为优化目标,利用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行多目标优化,获得优化解集的Pareto曲线。结果表明;超临界二氧化碳部分预冷循环是一种高效率的热力循环;在给定条件下,减小窄点温差、提高热源温度、提高透平和压气机的等熵效率可以增加系统效率,增大循环压比、降低热源温度、增加窄点温差可以降低系统成本;优化所得到的系统效率和成本呈同时增加的关系,需要从工程实际情况考虑来选取最优方案。     

轴流无叶喷嘴出口倾角对参数分布的影响

一、前言 轴流无叶喷嘴透平级是一种新型透平机械,不少文献已进行了实验研究及理论分析,并指出这种透平级一系列优点,肯定了其工业实用价值。但由于对实验数据分析及对流动规律认识诸方面的不足,使得至今这种透平的设计方法不完善,很多现象不清楚。本文通过实验,对三套具有不同出口倾角的无叶喷嘴型线进行了研究比较,分析了级间参数分布规律,对完善这种透平级的设计方法有一定参考价值。     

EAST低温系统又一新降温模式

EAST氦低温系统是EAST(Experimental Advanced Super-conducting Tokamak)先进超导托卡马克实验装置重要子系统之一;到目前为止,EAST已经成功进行了6次降温实验。第四次降温实验于2008年8月完成,这次降温实验与前几次降温实验很不相同。前3次的降温实验冷却磁体依赖四台透平膨胀机(透平A、B、C和D),透平B、C和D获得LHe去冷却PF和TF磁体、5&8对电流引线和busline到相应的温度。透平A用于制取80K的冷量冷却外冷屏。而此次降温是采用3台透平膨胀机(透平A、B和C),透平B和C与节流阀获得LHe去冷却PF和TF磁体、5&8对电流引线和busline到相应的温度。透平A还是用于制取80K的冷量冷却外冷屏。此次整个降温过程大概用了20天,比以前多耗时25%;文中给出了透平的启动过程、磁体冷却过程和一些操作经验。     

整体煤气化湿空气透平(IGHAT)循环的参数优化

本文采用非线性优化方法,分析了整体煤气化湿空气透平（ＩＧＨＡＴ）循环的热力性能,研究了温化器出口空气含 湿量、间冷压比及空分集成程度等主要参数对循环性能的影响。结果指出较之湿空气透平（ＨＡＴ）循环,ＩＧＨＡＴ循环的 空气含湿量有了大幅度的提高,从而使得循环比功大大增加。     

动静干涉效应对轴流透平级气动性能的影响

本文对Aachen一级半轴流式透平进行了准定常及非定常流动的数值模拟,讨论了引发动静干涉效应的主要因素,分析了非定常效应对叶栅通道中脉动速度、气流角、型面压力分布以及损失结构的影响。结果表明,对于Aachen透平而言,上游叶片排的尾迹区及二次涡是引发下游叶栅通道流场强非定常特性的最主要因素,引起了脉动速度、型面压力、攻角以及损失的较大变化,从而对透平级性能产生较大的影响。     

饱和水蒸汽凝结对高炉煤气透平性能影响的研究

1前言高炉煤气透平（简称TRT）是冶金行业中的一项重大节能设备。国外较早研制此产品的国家有前苏联、法国、日本等。1967年，法国、瑞士、比利时合作研制TRT，他们采用向心透平，由于叶片表面积灰严重，无法正常运行。1969年，法国的索弗莱公司采用轴流式透平，用向透平喷水的办法解决了积灰堵塞问题。此后，日本引进索弗莱公司的专利，并加以改进，使TRT在日本各钢厂普遍应用。我国是80年代初开始这方面研制工作的，设计出的湿式TRT已在酒钢、武钢、唐钢等成功地运行。对高炉煤气透平，由于工质为煤气一饱和水蒸汽一雾状水滴一煤灰的…