燃气蒸汽联合循环耦合参数的优化研究

华北电力大学（保定）硕士学位论文燃气-蒸汽联合循环耦合参数的优化研究姓名：毛建国申请学位级别：硕士专业：动力机械及工程指导教师：张树芳20061226燃气-蒸汽联合循环耦合参数的优化研究作者：毛建国学位授予单位：华北电力大学(保定)相似文献(10条)1.会议论文王文华.陈林根.孙丰瑞闭式中冷回热燃气轮机循环的效率优化2004考虑循环过程的内外不可逆性以及压力损失,以效率为优化目标,研究了循环热效率最大时高低温侧换热器、回热器和中冷器的热导率最佳分配和最佳中间压比分配.进一步对总压比优化可得到双重最大效率.考虑工质与热源热容率匹配的优化,可得到三重最大效率.分析了循环的一些重要参数对性能的影响结果.2.期刊论文陈安斌.尚德敏.严家马录.CHENAn-bin.SHANGDe-min.YANJia-lu闭式注蒸汽燃气轮机循环热效率的估算方法-热能动力工程2001,16(2)将实际循环在循环完善程度和设备完善程度方面与理论的卡诺循环进行对比，通过循环的特性参数估算出闭式注蒸汽燃气轮机循环的热效率，并在此基础上给出了中冷、再热和燃煤气的闭式注蒸汽循环热效率的估算公式，同时分析了循环完善系数和设备完善系数对循环热效率的影响。3.会议论文吴小虹.卫宝华微型燃气轮机回热器的设计与研究2007本文主要阐述了燃气轮机发展的趋势，指出了燃气轮机整机循环热效率低的原因；并指出使用回热器是提高当代燃气轮机循环热效率的有效手段，同时论述了回热器的换热方式、芯体结构特点及采用的理论方法；从理论上说明了燃气轮机加装回热器的合理性。通过对某型燃气轮机板翅式回热器的设计计算，当整机循环热效率24.74％时，回热器的贡献占12％。由此可以得出结论，回热器在提高燃气轮机循环热效率方面是非常有效和必要的。4.学位论文王艳杰超低热值燃料催化燃烧燃气轮机系统特性研究2007根据发热量的大小将气体燃料分为高热值、中热值、低热值三大类，而低热值中又将发热量小于1MJ/m3的称为超低热值类。超低热值燃气燃料种类繁多，总量非常巨大（包括煤矿通风气、煤层气、水煤气、沼气、秸秆气等生物质气和钢铁、化工、矿物燃料生产过程中产生的超低热值燃气），但是在通常情况下不能点火燃烧，实际利用情况不甚理想，绝大多数超低热值燃料被丢弃，不但能源浪费惊人，而且严重环境了污染。针对超低热值燃料热值低、无法点火燃烧的特点，本文提出一种超低热值燃料催化燃烧燃气轮机思想，采用无火焰催化燃烧的方式将超低热值燃料催化氧化后得到高温高压的烟气，再利用其推动燃气轮机工作发出有效功。利用该技术可从现行人类活动中回收超低热值燃料中80％～90％的能量，这不论是在国内还是在世界上都是一项先进的技术。在当今全世界的能源危机和环境污染都异常严峻的时刻，发展超低热值燃料催化燃烧燃气轮机技术，具有极其重要的经济意义和社会意义。本课题的研究立足于利用1％甲烷浓度的超低热值燃气，对这种新型的催化燃烧燃气轮机系统进行研究。这种超低热值燃料催化燃烧燃气轮机系统有以下主要特点：燃气甲烷浓度很低，而且变动很大；燃烧时不需要加入助燃空气；采用蜂窝状催化燃烧室，Nox排放量很低，燃烧室阻力压力变动很大；工质流量很大，是同等级常规燃气轮机工质流量的5-10倍左右。从本质上讲，以上特点对这种新型燃气轮机系统的热力特性动态有很大影响，主要部件（压气机、燃烧室、回热器和透平等）之间的相互匹配关系也变得更复杂。本课题结合了科技部国际合作项目、上海交大－澳大利亚联邦科学研究院国际合作项目、上海市科委项目三个重要课题的研究工作，主要完成了以下几部分的工作：首先，依据这种新型燃气轮机思想，在已有的大量研究工作的基础上，分析其运行原理和技术关键点，在催化燃烧实验的基础上比较了此新型燃气轮机与传统燃气轮机的异同点。其次，分析超低热值燃料催化燃烧燃气轮机各组成部分的静态方程，针对此燃气轮机自身特点对其稳态热力计算方案做出调整，明确了稳态热力计算的具体方案。给定稳态热力循环计算的参数变化范围，得到不同参数值下的超低热值燃料催化燃烧燃气轮机的热力循环参数。对所得数据进行分析，获得了超低热值燃料中甲烷浓度对燃烧室出口温度的影响、循环温比对机组循环热效率的影响、甲烷浓度对机组循环热效率的影响、压气机压比对机组循环热效率的影响，通过对这些影响关系的分析比较，得到此超低热值燃料催化燃烧燃气轮机设计点工况的各状态点参数。再次，根据热力循环计算得到的超低热值燃料催化燃烧燃气轮机设计工况下的热力运行参数，对超低热值燃料催化燃烧燃气轮机主要工作部件――压气机和透平进行结构参数和气动参数设计，最后基于商业软件NREC得到压气机和透平各自的特性曲线。最后，对超低热值燃料催化燃烧燃气轮机进行动态特性仿真模拟。基于准定常假设，采用模块化建模的方法，对燃气轮机以各部件为单位进行拆分后，分别建立起各自的数学模型，各部件模型中包含有相应的特性方程，将各部件模型按照实际的系统结构连接成流体网络，建立起系统的流体网络模型，依据模型对各部件的特性变量(主要是进、出口压力、稳定和流量)，也是系统变量进行整体仿真。以模型为基础，在仿真过程中分别考察在负荷阶跃减少和阶跃增加时机组各特性参数的随动变化情况，从整体上把握此燃气轮机在变工况时的工作特性。再依据此模型得到额定工况下机组稳定后的各状态点参数值，将所得结果与前述稳态热力计算得到的额定工况参数值相比较，以此验证该数学模型的准确性和可靠性。综上，本文对超低热值燃料催化燃烧燃气轮机这种新型动力循环装置进行了结构、原理及技术关键点分析，进行了稳态热力循环性能计算、对其压气机和透平等主要部件进行了结构和气动特性设计、最后对其变工况下的动态特性进行仿真模拟，通过这些工作为此新型燃气轮机的进一步研究设计甚至产业化打下了坚实的基础。5.会议论文逯根寿.张世铮注蒸汽燃气轮机与燃气—蒸汽轮机联合循环热力性能的比较1986分析了注蒸汽燃气轮机循环与联合循环在热力性能方面各自的特点，在余热利用上它们存在的优缺点。计算中使用相同的燃气轮机和余热锅炉作为研究对象，使用相同的环境条件。计算了燃气轮机压比、温比、余热锅炉节点温差，注蒸汽量对循环性能指标的影响，即对循环热效率和比功的影响。燃气轮机内部的空气及加燃料和蒸汽后的混合气体的热力性质采用变比热方法计算，没考虑压力的影响。（本刊录）6.期刊论文余敏.杨军.杨茉.YUMin.YANGJun.YANGMo燃气轮机实际循环熵产分析与性能参数评价-上海理工大学学报2008,30(6)基于热力学第二定律,引入无量纲熵产数Ns表示燃气轮机装置热力性能完善程度,对其进行热力性能熵产分析.研究了表征燃气轮机装置热力性能参数:回热度σ、温度比τ、压力比π、循环有用功系数λ等对循环性能的影响及其相互关系.结果表明,采用有回热的循环Ns相比无回热的循环Ns明显减小,且在σ较大的情况下,Ns随π增大而增大,但变化不明显,随τ增大而减小.因此可通过增大τ、增大σ(≥0.7)和适当选取π以获得较大的循环热效率ηi及较小的Ns.在较高τ的情况下,尽量提高λ,以减小Ns.7.学位论文陈安斌燃煤气的闭式注蒸汽燃气轮机循环研究1998该文对煤的气化净化技术与闭式注蒸汽燃气轮机循环相结合的新型动力循环—燃煤气的闭式注蒸汽燃气轮机循环进行了研究,同时进行了闭式注蒸汽燃气轮机循环的实验研究.燃煤气的闭式注蒸汽燃气轮机循环中的工质是含湿量较大的湿燃气.该文将湿燃气当作实际气体考虑,用两项维里方程的对比态形式建立了湿燃气状态方程,并利用湿燃气状态方程和余函数修正法,对湿燃气的热力性质在理想气体的基础上做了修正,使其热力性质按理想气体计算时更加精确.通过分析燃用煤气及回注蒸汽等条件下燃烧室和后燃室的稳定流动能量平衡关系,确立了燃煤气的注蒸汽燃气轮机燃烧室和后燃室的稳定流动能量平衡关系,确立了燃煤气的注蒸汽燃气轮机燃烧室和后燃室燃料系数的计算方法.对燃煤气的闭式注蒸汽燃气轮机循环(IGCSTIG)进行了仿真计算,分析了主要参数对循环性能的影响以及它们之间的最优化匹配.论文还计算中中泠、再热燃煤气的闭式STIG循环的热效率,分析了中冷、再热对循环热效率的影响.将实际循环当作用循环完善系数和设备完善系数修正的卡诺循环考虑,得出了估算闭式注蒸汽燃气轮机循环热效率的公式,完全避开了复杂的工质热物性和所有热力过程的计算.最后,进行了S1A-02燃气轮机注蒸汽循环装置性能试验,指出注蒸汽后循环热效率和功率均有明显提高,提高的幅度取决于注蒸汽比与初温的区配.8.期刊论文马熹焱.齐庆杰燃用超低浓度瓦斯燃气轮机的热力特性研究-能源与环境2009,(2)超低浓度矿井瓦斯通常由于很难利用而被排空,造成资源浪费和环境污染.介绍矿井瓦斯利用的现状和技术,同时分析燃用超低浓度瓦斯的燃气轮机循环热效率的影响因素及相关特性,并得出一系列结论.9.期刊论文王文华.陈林根.孙丰瑞.WANGWen-hua.CHENLin-gen.SUNFeng-rui实际闭式中冷回热燃气轮机循环的效率优化-中国电机工程学报2006,26(1)自有限时间热力学理论产生以来,在物理和工程领域的应用已取得了很大的进展.利用该理论,国内外许多学者以不同的目标对热力过程和循环性能进行了分析或优化,并得到了很多有意义的结果.该文应用有限时间热力学方法研究了实际闭式燃气轮机循环热效率最大时高低温侧换热器、回热器和中冷器的热导率最佳分配和最佳中间压比分配;进一步对总压比优化可得到双重最大效率;分析了循环的一些重要参数对性能的影响.通过对实际装置的设计参数进行数值优化,证明了该方法的有效性.10.学位论文王平利用燃气轮机联合循环改造燃煤电厂的研究2004本文首先介绍了利用燃气轮机联合循环技术改造燃煤电厂的几种方案，即常规余热锅炉型、排气再燃型、给水加热型和并列动力布置型改造方案。对它们各自的特点分别做了评价和比较，并介绍了一些国外的改造经验。然后根据热力学理论对其中典型的两种方案即常规余热锅炉型和排气再燃型联合循环改造方案进行了理论分析，给出了联合循环热效率与顶循环和底循环热效率的关联式，并分析了影响联合循环效率的关键因素；要获得联合循环的最大效率，在选择燃气轮机时，不能仅仅选择高效率的燃气轮机，还要选择尽可能高的燃气初温和对于联合循环最佳的压比和排气温度。并且在燃气轮机确定以后，底循环采用三压再热式的蒸汽系统能使联合循还系统的总体性能最佳。接着以上海某电厂为研究对象，分别对将原电厂改造成常规余热锅炉型和排气再燃型燃气－蒸汽联合循环电站进行了详细的计算和分析。得出了改造后机组的热力性能，并分别对两种方案进行了技术经济性分析，并与新建电厂进行了比较。最后针对该电厂，对两种改造方案进行了全面的比较，就该电厂可采取的改造方案提出了建议。本文链接：：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：f831b43b-0bae-4ed6-97ad-9de201374d80下载时间：2010年8月30日