湿空气循环分轴燃气轮机的热电联供性能研究

为研究湿空气燃气轮机(HAT)用于热电联供的热力性能,以试验室建成的湿空气循环分轴燃气轮机为研究对象,利用性能仿真分析方法考察了供热参数对湿空气热电联供系统的影响规律。搭建了湿化循环分轴燃气轮机热电联供性能计算平台,并采用模块化建模方法建立了HAT循环分轴燃气轮机的热力模型,分析了回热器分流比、供热水流量以及燃料流量对于热电联供系统性能的影响。仿真计算结果表明气轮HAT分轴燃机热电联供时,其热电比可调节范围为0~3.54,与纯供电工况相比发电效率下降了6.72%,但总效率上升了18.4%。在控制策略方面,在进行热电联供时需要同时提高回热器分流比、经济器水量、燃料流量以保证燃气初温、经济器热水温度不变,进而维持热电联供不影响发电量。

M701F4分轴燃气轮机无外助辅汽供轴封经济性分析

M701F4分轴燃气轮机,未配置启动锅炉,在机组全停的情况下,对余热锅炉系统进行改造,增加向空排气阀,通过高旁后支路对轴封母管供汽,以满足轴封用汽需要。随着天然气市场变化,机组转变为日启夜停的调峰方式,2台机组全停,通过高旁对轴封汽暖管启机方式严重制约启机进程,能源消耗大,经济性差。在轴封蒸汽供汽系统管道上增加电加热器来提高蒸汽温度,从而延长启机响应时间,是切实可行的办法。

分轴燃气轮机辨识结果的拟合与分析

本文对分轴燃气轮机通过闭环辨识(用伪随机二进制信号)得到开环特性的可辨识问题作了分析,指出若在反馈处输入伪随机信号,可得到令人满意的辨识结果。在此基础上,拟合出了喷油量和压气机转速之间,喷油量和压气机出口压力之间在三个运行工况下的传递函数。结果表明,机组在不同工况具有不同的动态特性,且与压气机特性曲线上的(?G_e)/(?n_1)值有关。所得的拟合结果与理论模型有很好的吻合,对建立分轴燃气轮机的简化数学模型有一定的参考价值。

分轴燃气轮机的状态空间数学模型及控制系统动态分析通用程序

燃气轮机是一个复杂的非线性、多输入一多输出系统。随着燃气轮机轴数的增加(分轴、双轴、叁轴…),被调节量的增多和调节规律的复杂化(从只调节燃料量到同时调节燃料量、可调喷嘴、可转导叶…),以及在系统中包括多个调节回路,更增加了分析的复杂性。本文用现代控制理论对带回热器、具有可调喷嘴的分轴燃气轮机进行分析研究,列出了描述分轴机组的微分方程与代数方程,经变换后得到了分轴机组的状态空间数学模型。在此基础上,用子系统组合的方法编制了适合于不同分轴机组和不同调节规律动态分析的通用程序。此数学模型亦可用于分轴机组的最优控制。

分轴燃气轮机调节系统动态特性若干问题的探讨

该文利用[1]中所提出的分轴燃气轮机控制系统动态分析通用程序对分轴机组动态特性的若干问题进行了分析研究。讨论了分轴燃气轮机运行工况,动力透平转子与压气机转子的转动惯量的比值,回热器以及可调喷嘴调节回路对机组动态特性的影响。通过大量计算,得出了能用于分轴机组调节系统设计、改装与方案分析等方面的具体结论。

带有可调喷嘴的分轴燃气轮机传递函数矩阵数学模型及解耦器和控制器设计程序

带有可调喷嘴的分轴燃气轮机是复杂的多输入、多输出系统,其内部存在着复杂的相互间的交连,难以直接建立其传递函数矩阵的数学模型。本文以ST-6型航机陆用型分轴燃气轮机为例,阐述了经非奇异变换由状态空间方程求传递函数矩阵的方法,利用多变量频域设计技术中的准优势化法设计出令人满意的解耦阵K(?),用频域设计方法设计控制器D(?),最后对设计的闭环控制系统作仿真计算以验证设计结果,取得了十分满意的结果。

分轴燃气轮机甩负荷试验的分析与仿真研究

以某分轴燃气轮机发电机组为原型,采用多回路反馈PI调节控制及压气机中间级放气技术,对机组甩负荷情况下燃机的动态特性进行分析。同时,根据容积惯性法,建立燃气轮机的模块化非线性数学模型,然后依据已建立的数学模型,利用MATLAB/SIMULINK平台构建燃机动态性能仿真模型。试验结果表明:该分轴燃机具有突甩80%额定负荷的能力,其中负荷幅度低于20%时,调节品质较理想。仿真模型能够正确反映大扰动条件下的燃机动态特性,满足动态仿真的精确性、实时性要求。

微型分轴燃气轮机HAT循环性能的机理试验研究

基于微型分轴燃气轮机,通过加入饱和器,构成了微型分轴燃气轮机HAT循环性能的试验装置,并开展了HAT循环性能的机理性试验。试验结果表明,空气加湿后对循环性能有明显影响,循环比功及效率相对简单循环都有很大的提高,当加湿量达到最大的4.2%时,循环输出功率增加了16%。根据试验条件进行的模拟计算结果与试验结果能很好地吻合。在此基础上,对带有回热器的试验系统进行了模拟计算,结果显示在不改变燃气初温的情况下,由于回热器的加入使系统压力损失加大,装置比功将减少3%～10%左右;但同时耗油率下降20%～45%,效率增加了30%～80%,此时系统的性能得到了显著的提高。

燃气轮机的湿空气循环性能分析与试验

对燃气轮机湿空气循环的性能进行了分析,建立了湿化工质的热物性计算模型,并对基于微型分轴燃气轮机湿空气循环装置的性能进行了初步试验。试验结果表明,空气加湿后燃气轮机系统的运行性能有明显改善,与简单循环系统相比,比功和效率都有很大的提高。根据试验条件进行的模拟计算结果与试验结果能很好地吻合。

基于扩展卡尔曼滤波的燃气轮机性能参数估计与故障诊断

将扩展卡尔曼滤波方法应用在分轴燃气轮机性能参数状态估计和热力故障诊断领域。根据实际燃气轮机建立非线性热力系统模型,根据模型计算数据建立包含燃气轮机压气机、高压涡轮与动力涡轮等部件健康参数的线性SSM(状态空间模型),设计得到EKF(扩展卡尔曼滤波器);利用所设计EKF对突变型和渐变型各6种燃气轮机典型热力故障部件的健康参数进行估计。结果表明:用扩展卡尔曼滤波器对分轴燃气轮机性能参数状态估计非常及时和准确,适用于分轴燃气轮机实时状态监测和故障诊断中,并且对性能参数的渐变所引发故障的跟踪更为及时,诊断更为准确。