100 kW微型燃机冷热电联产的经济性分析

微型燃气轮机冷热电(CHP)联产系统,能够实现天然气清洁、高效、灵活利用,目前已得到重视和应用。本文以某酒店冷热电系统为研究对象,根据实际冷热电年负荷变化曲线,设计了100 kw微犁燃机冷热电联产方案。对CHP联产系统的一次能耗率(PER)和无最纲费用比进行了计算,并与分产系统作了对比,最后讨论了微型燃机回热度和电/气价格比对CHP联产系统经济性的影响。     

新型微燃机分布式冷热电联供系统热力性能分析

本文提出了一种新型微型燃气轮机分布式冷热电联供系统,集成了微型燃气轮机、氨水Rankine循环,单双效复合溴化锂吸收式制冷机,烟气热水换热器。氨水Rankine循环中,混合工质升温蒸发过程回收微燃机烟气余热,降温冷凝过程热量用于驱动吸收式制冷机。研究了新系统的热力性能、与没有集成氨水Rankine循环的典型微燃机分布式冷热电系统进行了对比分析,并对关键过程进行了能量品位(EUD)分析。热力性能结果表明,集成了氨水Rankine循环的新型系统热力性能优异,相对节能率为22.41%,(?)效率为31.64%,新系统可以在不影响系统相对节能率的前提下调整系统的冷负荷(35.6~51 kW)。能量品位分析表明,新系统性能提升的原因在于新系统氨水Rankine循环的吸热、放热过程与冷热源的能量品位差减小。     

进气温度对微燃机燃烧室燃烧特性的影响分析

本文通过实验研究了在保持微型燃气轮机燃烧室出口排气温度不变的情况下,改变进口空气温度对燃烧室燃烧特性的影响.结果表明,随着燃烧室进气温度的增大,燃烧效率提高,燃烧室出口温度不均匀性系数减小,热阻增大,总压恢复系数有所降低.同时,实验结果还表明,随着燃烧室进口空气温度的增大,燃烧室出口处CO及未燃烬碳(UHC)排放浓度显著降低,但NO排放浓度则增大.根据实验结果,本文还分析了进气温度的改变对燃烧室燃烧特性的影响规律,为今后微型燃气轮机燃烧室的研制及改进提供了参考依据.     

燃气轮机采用不同冷却技术对IGCC系统性能影响

本文分析了用于燃气轮机系统的冷却技术,对采用空气冷却技术的GE-9FA,GE-9G型燃气轮机以及采用蒸汽冷却技术的GE-9H型燃气轮机进行了设计工况点的校核,通过定量计算重点研究了采用两种不同冷却技术的燃气轮机整合到IGCC系统中对系统热力性能、系统参数优化规律及环保性能的影响,从而为研究高效、环保的IGCC系统提供有价值的参考。     

喷水推进轴流泵的水力设计及性能分析

借鉴陆用轴流泵设计经验,利用Concepts NREC软件设计了三种不同安装角的喷水推进轴流泵,并采用三维雷诺平均N-S方程和S-A湍流模型对其流场和性能进行数值仿真。计算结果表明:叶片安装角对喷水推进轴流泵的性能和流场影响较大,动叶进口安装角减小6°后效率可提高3%~5%,叶片进口的狭窄高压区明显改善,动叶吸力面分离区和分离流动损失明显减小,叶片载荷分布更加均匀;静叶进口安装角减小后扬程和效率都有所提高,静叶出口的流场形态得到改善,角区分离得到控制、回流损失减小。     

喷水对半闭环燃气轮机循环的影响

本文对燃气轮机的简单循环、开环和半闭环系统,分别以空气和CO2作为工质、纯氧为氧化物、天然气为燃料时的热力循环过程,在喷水及不喷水条件下,利用自行设计的分析软件进行了较为系统的数值分析和性能评估,详尽分析了喷水量对使用空气或CO2作为工质的半闭环燃气轮机循环的影响,揭示了适量喷水有助于提高循环效率和输出功率的客观规律,为研制CO2零排放的高效燃气轮机装置奠定了坚实的理论基础.     

微槽平板热管传热性能的实验研究

本文对内部蒸汽通道互相连通的微细矩形槽道结构的不锈钢-水、铜-水热管的传热性能,进行了较全面的实验研究。分析了热管充液率、工作温度、倾角、冷却方式等因素对热管传热性能的影响,得到微型热管的最佳充液率范围、当量导热系数和热管的传热能力。     

基于微燃机的HAT循环变工况性能分析

基于某微燃机构建了HAT循环,研究了其在功率下降(ISO条件)、环境温度变化时的变工况性能,并与简单循环、回热循环和RWI(注水回热)循环的设计工况、变工况性能进行了对比。结果表明, HNI、循环和RWI循环的变工况性能相似且好于简单循环和回热循环。其中,空气湿化程度的调整对于HAT循环变工况性能的稳定性起重要作用。但由于没有设置中冷器,且微燃机循环中可资利用的(火用)较少,HAT循环设计工况和变工况性能相对于其它循环的优势没有得到充分体现。     

积垢对离心压气机叶轮气动性能的影响

建立表征离心压气机叶轮积垢分布的粗糙度模型,在叶片表面生成三维、非均匀分布的粗糙带,数值研究干净和积垢状态下叶轮的气动性能和内部流场,并通过敏感性分析,找到对叶轮气动性能影响最大的积垢区域。结果表明:积垢叶轮的多变效率和总压比较干净叶轮均有显著下降;随着流量增大,性能衰减愈发明显;离心压气机叶片前缘靠近叶顶部位为气动性能对积垢的最敏感区域.研究工作为离心压气机的鲁棒设计优化奠定了理论基础。     

微燃机回热器设计参数对其性能影响分析

本文对不同结构微型燃气轮机回热器的回热效率及阻力等性能进行了比较分析。研究表明:随回热效率的提高, 板式及板翅式回热器总体积上升,阻力升高。另外,板式换热器在满足阻力条件下,可以通过改变板间距取到最小体积。在同等回热效率要求下,板翅式回热器体积远小于板式,其紧凑度更高,而阻力上升也不明显。     

压气机无级间冷燃气轮机性能的理论研究

本文针对压气机入口喷水方式,探讨了利用水的显热及蒸发潜热对压缩空气进行连续冷却的效果,建立了连续冷却（无级间冷）数学模型,在理论上研究了最大注水量、最佳注水量、以及注水最小压比,分析了相应循环的性能特点。     

带有进气箱的轴流风机性能变化数值分析

本文对带有和没有进气箱的轴流风机进行了多个工况的整机三维流场分析,着重分析了进气箱内部的流动和出口速度的分布对风机性能的影响.计算结果表明,在符合良好流场设计原则的进气箱内部出现了明显的流动分离,该分离导致的进气箱出口速度不均匀分布引起了轴流风机的效率明显下降,但是出口压力却略有上升的效果.分析结果表明该进气箱需要进行进一步改进.该分析对类似进气箱的设计也有一定的参考价值.     

水喷射淬冷高温壁面的传热实验研究

本文采用直接表面温度测量的方法对水喷射高温壁面的传热过程进行实验研究．系统地研究了射流出口速度、冷却水过冷度、喷嘴至加热面的间距、初始壁温以及水喷雾的流量密度等参数对淬冷表面的膜态沸腾、最小临界点、过渡沸腾、最大临界点等传热过程的影响，给出了有关实验结果，分析了它们的特点。     

在冷气干扰下叶栅绕流的控制方程及求解方法

1控制方程高温涡轮的冷却空气量随着燃气轮机性能的提高而在不断增加，因而在数值模拟气冷涡轮流场时则须考虑喷射冷气对燃气主流的影响。本文采用文献［1］的“质量源”模型，推导出具有统一形式的适用于叶栅三维和周向平均混合流动的控制方程。在绝热和忽略粘性应力作功率条件下，将文献出中的通用形式的控制方程在柱坐标系中展开，然后再经坐标变换，将其转换到任意曲线坐标系《，刀J中，得到了在冷气干扰下的叶栅三维绕流的双曲守恒型控制方程（用矩阵形式表示）：aU／＆＋aE／a＋OF／的十OG／0（一H（1）式中仅三项含有冷气参数，…     

冷气掺混对高压涡轮流场结构影响的数值分析

燃气涡轮发动机中的冷气与主流掺混会带来一定的气动损失,造成发动机总体性能下降。本文在三维N-S程序的基础上,引入一种较为简单的冷气射流计算模型,对一级高压涡轮含有冷气掺混的三维流场进行了数值分析,揭示了冷气掺混对导叶流量特性及损失分布的影响,并通过涡轮叶片排二次流动结构的分析初步探讨了冷气掺混损失机理。