燃氣輪機間冷器性能分析及優(yōu)化設計.pdf

1、間冷循環(huán)燃氣輪機是在簡單燃氣輪機的低、高壓壓氣機之間增加間冷系統(tǒng)，使進入高壓壓氣機的氣體溫度降低，從而減少高壓壓氣機耗功，其突出的優(yōu)點是在設計工況下具有較大的功率。其中，間冷系統(tǒng)的關鍵部件是間冷器。因此，對間冷器進行設計及優(yōu)化展開研究具有重要的現(xiàn)實意義。
　　本文主要的內(nèi)容是對間冷器的設計和優(yōu)化進行研究，對傳統(tǒng)的間冷器的設計理論和NTU方法的分析基礎上，建立間冷器設計的數(shù)學模型，并對不同通道形式的間冷器的相關特性和性能參數(shù)進行對比

2、，選擇性能最好的液側(cè)是三角形通道形式、氣側(cè)是矩形通道形式的間冷器結構形式。通過分析間冷器相關尺寸對間冷器性能影響，得到相關尺寸對性能影響的敏感性結論，并選擇局部和全局尋優(yōu)能力俱佳的模擬退火智能算法作為最終的間冷器的優(yōu)化設計方法，并將優(yōu)化算法和間冷器性能校核程序相結合，在設計建模的基礎上得到在保證間冷器換熱效率和氣側(cè)壓力損失在合理范圍的前提下，間冷器尺寸進行優(yōu)化設計使間冷器芯體質(zhì)量最小的優(yōu)化設計模型。
　　運用間冷器優(yōu)化設計結構參數(shù)

3、，選取集總參數(shù)法，并加入間冷度變化特性，對間冷器進行動態(tài)建模，并根據(jù)變工況下的實際應用情況，得到了熱慣性對間冷器的時滯影響，并得到了影響間冷器熱慣性的兩個重要實際因素：間冷器材料和間冷器結構，并給出了兩個因素對熱慣性的具體影響趨勢。結果表明：結構優(yōu)化后的間冷器熱慣性減小，系統(tǒng)在變工況下的滯后影響減小；間冷器材料的導熱系數(shù)加大，間冷器的熱慣性減小，系統(tǒng)的變工況下的滯后影響減小。為后續(xù)研究供油等控制策略提供了依據(jù)，為間冷循環(huán)燃氣輪機整機的控