R0110重型燃气轮机燃烧室污染排放性能研究

我国研发的R0110重型燃气轮机采用干式低污染燃烧室设计。燃烧室具有2种工作模式,为检验其排放性能,在低压模拟条件下针对模式I进行了单管试验。结果表明,在整个负荷范围内,NOx排放均远远超标;CO在负荷≥0.7后均满足设计要求;当参照GE公司DLN燃烧室的设计特点降低值班燃料比例后,NOx反而增加。分析认为,NOx超标的原因主要是预混燃料比例偏低,预混均匀性相对不足,燃烧区过量空气系数的设计不合理,致使燃烧温度偏高。值班燃料的负面影响是由于原始设计使局部形成了富燃料燃烧的状态。针对以上问题,提出了进一步改善燃烧室的污染排放特性的措施建议。

电子束焊在R0110重型燃机制造中的应用

电子束焊是一种高能束焊接方法,具有特殊的工艺优势,在发达国家应用十分广泛。10多年来,随着我国工业的发展,电子束焊接技术在燃机工业也得到迅速发展,在许多燃机关键零部件制造中得到应用。

R0110重型燃气轮机的自主研发

本文简介我国R0110重型燃气轮机的研发立项背景,回顾该燃气轮机从设计、制造、加工、装配、厂内空负荷试车、电站满负荷简单循环试验到联合循环试验的研制过程,分析取得的研究成果和产业化前景,也总结了研发过程中取得的经验和存在的不足,对自主研发燃气轮机技术提出展望和建议。

R0110重型燃气轮机的研制

通过阐述R0110重型燃气轮机的研制过程,总结了该燃气轮机的结构和性能特点。通过对各主要部件的设计、分析计算、试验研究,积累了大量的设计、试验和调试经验,解决了研发过程中所遇到的难点,初步掌握了重型燃气轮机研发的关键技术,基本建立了E+级重型燃气轮机研发设计平台,为重型燃气轮机的系列化发展以及合成气燃气轮机研制奠定了坚实的基础。

R0110燃烧室预混均匀性与排放的研究

我国首台自主研发的110 MWR0110重型燃气轮机燃烧室按于式低NOx（Dry Low NO_x,DLN）原理设计。DLN燃烧技术的关键是在控制总的燃料/空气当量比的前提下,实现其均匀预混。本文针对NOx排放性能,根据文献调研总结出的燃料/空气均匀预混的基本原则和方法,从结构设计、小型模型试验、全尺寸数值模拟等方面进行了研究。结论是R0110燃烧室的燃料/空气预混均匀性较差,并用热态单管试验测得的NOx排放数据进行了验证。同时分析了问题的原因并提出了改进的方向和措施。

燃烧室出口温度分布偏差的机理

为找出R0110重型燃气轮机干式低污染(DLN)燃烧室实测的出口温度分布偏离设计曲线的原因,以燃烧室掺混过渡段为几何模型,数值研究了来流高温燃气的温度和速度分布、掺混射流特性等因素对出口温度分布的影响.发现逆流式燃烧室设计使二次流道中的流动非常不均匀,导致上下对称开设的掺混孔的射流流量产生很大差异,这个差异是决定最高温度点径向位置的主要因素;掺混射流方向亦发生显著偏转,对温度分布形态有关键性影响;实测的叶根、叶尖温度畸变的原因是试验装置出口存在漏气.

科技成果

ARJ21飞机低速测力校核试验圆满完成；R0110重型燃机通过总装工艺评审；空客公司更改A350XWB驾驶舱设计；美国欲用合成航空燃料替换现有航空燃料；

DLN燃烧室污染排放估算方法的分析

NOx/CO污染物排放预测是重型燃气轮机低污染(DLN)燃烧室设计技术的重要环节,预测的准确性取决于估算式是否合理适用。为此,对已有估算式的适用性进行了分析,预测我国第一台自主设计的R0110重型燃气轮机燃烧室的污染排放性能,并与试验数据进行对比。结果表明,现有估算式大多不适用,相对可用式只能给出数量级相当的结果;主要原因一是公式对燃烧区温度较为敏感;二是这些公式不能体现现代低污染燃烧室的结构特点,亟需进一步研究和改进。