PG9351FA燃机建模及改烧合成气的通流调整分析

在透平冷却空气量估算的基础上,建立了透平逐级计算、考虑IGV角度对压气机特性曲线影响的PG9351FA燃机变工况模型.针对改烧合成气带来的压气机喘振、通流匹配等问题,分析了关小IGV角度、增大透平通流面积、降低燃气轮机T3温度等几种不同的通流调整措施对燃气轮机最大出力、压气机喘振裕度以及燃气轮机整体性能的影响,提出了一...     

燃气轮机燃用中低热值燃料性能优化方案研究

中低热值燃料燃气轮机对于我国建立清洁高效的能源体系具有重要作用。本文针对某型燃气轮机燃用天然气和中低热值燃料的性能进行模拟研究。单一调节方案结果表明:采用提高压比、关小压气机进口导叶、增加透平通流面积三种方案时性能较好,而降低燃烧室出口温度和压气机出口抽气方案性能较差。对多种复合方案进行比较,发现适当增大透平通流面积、关小进口导叶并允许适当提高压比、降低燃烧室出口温度的四方案联合调节,使燃气轮机性能总体较优。     

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。     

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。     

单轴恒速燃气轮机及其功热并供装置的变工况显式解析解

主要符号表Ci，i=1～4压气机特性式中常数G流量m压气机设计转速线延长线与Gc轴交点N功率n转速P压力P压气机设计转速线延长线与Gc轴两支点距功热比T温度ti，i=1～4透平特性式中常数Z总能利用率α下标β0设计参数△Tα逼近温差△Tp节点温差n效率θ经济效率[3]μ流量比π压比T温比总压恢复系数上标折合参数比折合参数下标0设计参数1，2压气机进、出口3，4透平进、出口5余热锅炉燃气出口b燃烧室C压气机F油耗gt燃气轮机当量效率[3]饱和蒸汽t透平w余热锅炉给水1绪言如何检验各种变工况数值解程序的准确度与有效性以及各种算法的适用性，通常…     

压气机级间抽气的数值模拟

燃气轮机的压气机抽气配管是燃气轮机设计以及运行使用中的一个重要环节,是一组连接燃气轮机压气机和透平的通流部件.它从压气机的某几级中抽取一部分压缩气体通入透平或其后排气通道.本文通过数值模拟的方法研究了压气机抽气级的流动特性,考察了抽气流量和抽气槽角度对压气机主流流场的影响.     

空冷透平静叶气膜冷却数值研究

为了深入了解空冷透平气膜冷却机理及三维流动特性,对某型燃气轮机透平静叶进行了详细的数值模拟。计算采用三维N-S方程有限体积解法,湍流模型为标准k-ε模型加改进的壁面函数方法,网格为非结构。计算域扩展到多排气膜冷却孔及与其相连的冷气通道内,求解亦包含所有冷却孔内部流动。根据计算结果重点对前缘气膜冷却复杂三维流动以及整个叶片的气膜冷却特性进行分析。     

用于IGCC的燃气轮机技术方案与性能预测

主要符号表T温度G质量流量。压气机压比。压气机进口导叶安装角N功率X。压损系数X。。氮气回注系数X。;,空分整体化系数下标a空气cg煤气0烧天然气时设计工况。氮气as空分装置f燃料O。氧气1Bu8整体煤气化联合循环（IGCC）燃气轮机与常规的燃机有很大的差异［“l。它改烧中低热值的合成煤气,其燃料量比烧高热值的油气时要增大几倍;不同空分方案和采用不同的NZ回注掺混量时,情况就更为复杂。透平工质流量比压气机空气流量相差很多,燃气轮机总是处于复杂的变工况状态。2IGCC中燃气轮机技术方案归纳IGCC中燃气轮机可行的技术方案…     

冷热联供的空气制冷不可逆循环分析

本文分析了压气机排气余热利用的冷热联供回热空气制冷不可逆循环,并建立了仅忽略系统内所有换热器流动阻力损失的循环工作性能系数(COP)计算方程式。用该方程分析研究了透平膨胀机与压气机等熵效率、压缩机排气余热度、降温比、传热温差、压比等参数对系统COP值的影响,发现膨胀透平等熵效率提高对COP值的贡献远大于压气机效率同样提高的功效;在其它参数确定时,存在最佳压比,可使系统工作性能系数在该条件下达极值。在优化参数配置下,用于空气调节的冷热联供回热空气制冷不可逆循环的COP值可达2左右。     

SOFC/MGT混合系统耦合特性研究

在SOFC/MGT混合分布式能源系统中,选择不同的系统参数将对SOFC乃至SOFC/MGT混合系统的输出特性、安全运行等造成很大的影响。本文建立了一个典型的SOFC/MGT混合系统计算模型,研究了透平入口温度及燃气轮机压比对混合系统性能的影响。结果表明,透平入口温度和压比增大时,系统的输出功率和效率都会下降,而透平入口...     

基于BP神经网络的多参数气膜冷却效率研究

气膜冷却作为当代燃机高温透平中必需的冷却手段,其冷却性能在多种参数的影响下表现复杂。采用BP神经网络模型对多种几何、流动参数变化下的气膜冷却系统的绝热气膜冷却效率进行预测。选择气膜冷却系统的吹风比、密度比、主流湍流度、面积比和长径比作为神经网络的输入参数,以燃气轮机透平叶片气膜冷却的实际运行工况为范围建立数据库。计算结果表明,采用贝叶斯归一化法训练后建立的气膜冷却神经网络模型在预测精度上要优于经验公式法,而且参数适用范围更广,具有良好的发展应用前景。     

考虑冷却模型的燃气轮机热力循环计算模型的研究

热力循环计算是燃气轮机性能分析和设计的重要手段。随着燃气轮机热力循环参数不断提高,热力循环计算必须要能对变工况下透平冷气需求量作出准确的估计,并考虑冷气在燃气轮机循环各环节的影响。本文基于适用于多轴燃气轮机热力循环计算模型,引入混合模型,结合气体掺混的Hartsel模型,建立了带冷却模型的热力循环计算模型。对某三轴MW级燃气轮机的变工况性能进行计算,通过与简化冷却模型的计算结果及实验数据的比较、分析,表明考虑混合模型的热力循环计算结果与实验数据具有更好的一致性。     

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     

静叶内围带对轴流式压气机气动性能的影响及4500马力机车燃气轮机的热力性能

在4500马力机车燃气轮机的调试中发现静叶内围带对压气机性能、尤其是喘振边界有全面的严重影响.本文对其机理作了初步估计,并提出“围带处理”的设想.另外,还简要介绍了此机组的热力性能试验结果,包括机组的出力、效率、流量和压比随转速与温比的变化情况以及压气机与透平的特性.     

离心式透平的变工况特性研究

本文以完全气体为流动工质,进行离心透平级的气动设计与性能研究。采用数值模拟方法,对所设计的离心透平级进行设计工况及变工况条件下的三维稳态流场分析。结果表明:在设计工况下,流道内的流场合理,流线流畅,气动性能符合预期;在变工况条件下,当转速一定,随着背压的降低,流量缓慢增大,效率先缓慢下降,再迅速下降。随着背压的升高,流量和效率都是先缓慢下降,再迅速下降;涡流的出现会导致变工况点的效率的迅速下降;转速增大对流量几乎没有影响,转速增大可使最佳效率点向压比p_2/p_1小的方向移动;转速减少对流量也几乎没有影响,转速减少可使最佳效率点向压比p_2/p_1大的方向移动;进口温度的变化对级效率影响较小,质量流量随进口温度的增大而降低。     

叶片数及分流叶片位置对压气机性能的影响

应用三维粘性计算程序对存在叶顶间隙泄漏时带分流叶片的离心压气机内部流动进行了数值模拟,重点分析了叶片数及分流叶片处于不同位置对压气机级内三维粘性流场及级性能的影响。计算中采用中心差分格式结合B-L代数模型使用时间推进法求解雷诺平均N—S方程。计算结果表明:叶片数增加,叶轮进口阻塞增加,压气机性能下降,但可有效降低叶轮单个叶片的载荷。分流叶片位于不同位置时,应用IBSA叶轮的压气机效率最高,压气机性能最好。     

第二代AFBC—CC热力性能初探

第二代ＡＦＢＣ—ＣＣ热力性能初探张娜，蔡睿贤，林汝谋（中国科学院工程热物理研究所）关键词常压流化床，燃煤联合循环，效率，功比符号表Ｄ总压恢复系数Ｔｅ余热锅炉排烟温度Ｂ燃烧室Ｇ流量△增量Ｃ压气机Ｈ焓η效率ｃｃ联合循环Ｈｕ煤气热值π压比ｄ燃气透平出口Ｎ功...     

部件性能衰减影响燃机性能的试验与仿真研究

燃气轮机部件性能衰减是机组运行中的常见现象,而对部件性能衰减机制的研究对燃机运行维护有重要意义。本文针对某型航改燃气轮机的一台全新机及一台折旧机,开发了基于实机试验数据的部件性能计算程序,得出了两台燃机多个工况下的部件性能试验数据。同时,本文由全新机的制造三维模型提取了通流部分几何信息,并开发了蓝光扫描与几何逆向方法、获取了折旧机的压气机与涡轮通流部分几何模型,应用定常CFD仿真方法、获取了部件性能仿真数据及其特性线。并通过试验数据拟合方法得到了更为准确的部件特性线,以此为基础开发了燃机整机性能预测程序,可为燃气轮机的性能衰减研究及精准维修提供指导。     

有机工质离心透平设计与变工况性能研究

本文以R123为流动工质,进行离心透平级的一维热力计算,并通过数值模拟分析ORC离心透平级内流动情况及变工况性能。结果表明:在设计工况下,数值模拟结果与一维设计结果基本一致,功率与效率偏差在1%以内,符合设计要求。在变工况下,进汽压力在0.33~0.88 MPa变化时,效率随进汽压力增大先增大后减小,流量和功率随进汽压力增大而增大;背压在0.10~0.18 MPa变化,在临界工况下运行,效率和功率随着背压的增大而减小,流量保持不变;初温改变对透平生能影响较小,效率变化范围在1%以内;转速变化时,流量不变,效率先增大后减小,设计转速下效率最高。     

某型燃气轮机燃烧中低热值燃料随环境温度变化的控制规律分析

本文采用数值模拟方法建立了某重型燃机天然气模型和合成气模型,依据现场数据进行了校核,同时利用合成气模型计算了在环境温度从-25～35℃变化过程中燃机整机的性能曲线,并据此提出了燃机的调节控制规律.环境温度降低时,需要对燃机进行燃机出力限制,关小压气机导叶,可有效降低透平出功,有效缓解轴负荷;环境温度升高时,需要对压气机进行防喘保护,少量放气方法可以明显增加压气机裕度,有效地保证压气机在安全稳定范围内工作.