燃氣輪機注空氣循環(huán)性能仿真研究.pdf

1、燃氣輪機注空氣循環(huán)是指將經(jīng)過額外壓縮機壓縮的空氣,直接或者經(jīng)過加濕后通過回熱器吸收燃氣輪機排氣余熱注入燃燒室的一種循環(huán)方式,回收了排氣余熱的同時,增加了流體工質的質量流量,提高了燃氣輪機的功率和效率。燃氣輪機注空氣循環(huán)專利由ESPC(EnergyStoragePowerCorporation)的MichaelNakhamkin教授持有。ESPC已經(jīng)將注空氣循環(huán)推廣到工程實用階段,安裝于美國多家電廠,而國內尚無注空氣循環(huán)的理論研究報道。本

2、文應用MatLab和Simulink仿真平臺對注氣參數(shù)和注入位置對燃機性能的影響進行探索。本文的主要研究內容如下:
　　將注空氣循環(huán)燃氣輪機的工作模式分為兩種:原燃油量不變模式和最大功率模式。通過計算不同注氣量下兩種模式壓氣機運行點、燃氣發(fā)生器轉速以及燃機排氣溫度的變化,得出兩種模式在不同大氣溫度下能夠注入的最大注氣量。在最大注氣量范圍內,分別探索兩種模式下燃機的功率和效率隨注氣量的變化。結果表明,最大功率模式由于額外燃料的加入使

3、燃機功率增加幅度大于燃油量不變模式。增加注氣濕度不僅能夠增加注空氣循環(huán)燃氣輪機的功率和效率,而且能夠改善壓氣機運行點喘振裕度。隨著注氣濕度的增加,最大功率模式下燃氣輪機功率增加的速率、幅度大于燃油量不變模式;燃氣輪機效率在最大功率模式下提升幅度與燃油量不變模式基本相同。根據(jù)燃氣輪機負載的功率要求,按照燃機在發(fā)出相同功率時具有更高效率的選取原則,對注空氣循環(huán)燃氣輪機如何選取工作方式進行了詳細的說明。
　　采取雙注入位置的注氣方式有效

4、地改善單注氣位置注氣量增大造成的燃氣發(fā)生器轉速升高的現(xiàn)象。保持燃燒室注入氣體流量不變,隨著高壓渦輪和動力渦輪之間注氣量的增大,雙注氣位置方式燃氣輪機的功率和效率高于單注氣方式;當總注氣量不變,隨著兩渦輪之間注氣量的增大,燃機功率和效率收益降低。保持燃燒室注入氣體流量不變兩渦輪之間最大注氣量受到燃機排氣溫度的限制;總注氣量不變,兩渦輪之間最大注氣量受到燃氣初溫的限制。
　　對288K大氣溫度條件下燃氣輪機無注氣、注蒸汽、注空氣(干空