燃气轮机调节方式对IGCC系统变工况性能的影响

为选择合理的燃气轮机调节方式,采用Thermoflex软件建立了200 MW级IGCC系统模型,从系统的角度出发比较研究了燃气轮机的调节方式对燃气顶循环系统、蒸汽底循环系统和整个IGCC系统变工况性能的影响.研究表明:与压气机可转导叶(IGV)不调相比,IGV可调时更有利于提高系统的变工况性能.等燃气透平初温(T3)调...     

燃气轮机变工况对IGCC系统性能的影响

采用成熟的商业软件Thermoflex对拟在国内建设的200 MW等级IGCC示范机组进行模拟,并对其进行物质和热平衡的核算.降负荷过程中采用目前联合循环燃气轮机较为常用的IGV(压气机进口可转导叶)调节等T3(透平前温)的调节方式,分析了这种调节方式下燃气轮机负荷率对T3、T4(排气温度)、QGe(燃气轮机排气流量)系统的效率、功率、燃料量和蒸汽侧主要参数的影响,得到了IGCC系统变工况特性及各主要参数变化的一般规律,对系统在变工况时的安全性和经济性进行了必要的分析.结果表明:调节方式直接影响系统的变工况性能,在IGCC系统变工况的过程中为了保证系统的经济性和可靠性,尽量使燃气轮机在IGV调节的范围内调控.     

分体式燃气轮机的变工况性能分析

采用商业软件Thermoflex对分体式燃气轮机进行模拟,建立了系统的性能分析模型,分析指出压气机转速、透平转速和燃气初温是影响系统变工况性能的主要因素,并对转速和燃气初温变化时系统的输出性能进行了计算分析.通过和共轴燃机的比较分析,得出了分体式燃气轮机的性能潜力.     

整体煤气化联合循环系统中燃气轮机的变工况特性

采用ThermoFlex软件建立了200 MW级整体煤气化联合循环(IGCC)系统模型,从系统的角度研究了200 MW级IGCC系统中燃气轮机的变工况特性.详细讨论了在3种调节方式下,燃气轮机负荷、整体空分系数(Xas)、氮气回注系数(Xgn)和大气环境条件对系统性能的影响.结果表明:随着燃气轮机负荷的降低,在压气机进口可转导叶(IGV)不调时,燃气透平初温(T3)和燃气透平排气温度(T4)均呈下降趋势;在等T3调节时,T4先升高后降低,转折,最在80%负荷时;而在等T4调节时,T3先缓慢降低,而后快速降低,转折点在70%负荷时.在等T3调节时IGV可关闭的角度比等T4调节时的小.当Xas和Xgn增大时,系统发电效率降低.IGV可调的变工况性能比IGV不调时好.随着大气温度的升高,燃气轮机功率和系统功率均下降.当Xas=0.3时,燃气轮机功率和系统功率均随Xgn的增大而增加.     

双压再热蒸汽循环的IGCC变工况性能

介绍了IGCC蒸汽侧采用双压再热循环时再热回路的合理选定。叙述了IGCC的变工况模型和计算得到的变工况性能及其分析,指出调节压气机IGV时,能与一般联合循环一要改善IGCC的变工况性能。     

整体煤气化联合循环_IGCC_系统变工况特性

作者分析了影响IGCC系统变工况的因素,基于通用性模块化建模思想,建立了IGCC系统变工况特性模型和开发出相应程序软件,通过大量的计算,得出三种调节方式下系统随负荷与大气温度变化时的变工况特性曲线簇,揭示了系统特性随主要变量变化关系。     

微型燃气轮机冷热电联供系统变工况性能研究

设计了以微型燃气轮机为核心的冷热电联供系统并建立了该系统变工况性能分析模型.结合具体算例,对该联供系统在采用"以冷(热)定电"的模式下运行变工况时的热力性能进行了计算分析,揭示了系统在不同调节方式下的变工况性能.结果表明,回热度调节具有较宽的冷热负荷调节范围,因此微型燃气轮机联供系统特别适用于冷热负荷变化大而系统内电负荷较稳定的场合.为使系统变工况时保持较高的性能,当冷热负荷增加时应优先考虑发电功率调节,其次采用回热度调节,最后采取补燃量调节;当冷热负荷减小时宜采用相反的调节顺序.研究结果将对微型燃气轮机冷热电联供系统的设计及运行提供有益的参考和指导.     

IGCC联合循环系统全工况特性分析研究

概述IGCC联合循环系统全工况特性的分析研究。基于全工况和独立变量概念，剖析系统工况变动的影响因素与构筑全工况图谱框架；分析采用不同调节方式时燃气侧循环和蒸汽侧循环变工况特性规律；在大量计算和分析基础上，绘制完整的IGCC联合循环系统全工况特性图谱，总结归纳系统特性规律和得到有参考价值的结论等。概述的研究成果为IGCC联合循环系统设计优化与运行控制提供完整的信息和有效手段。     

燃氢燃气轮机的变工况特性

建立了考虑空气冷却的燃气轮机系统的变工况模型,对掺氮燃烧方式和纯氢燃烧方式下燃气轮机的变工况性能进行了计算和分析.利用Chemkin中基于氢气燃烧机理的燃烧模型,对2种燃烧方式下燃烧室内的燃烧特性进行了计算和分析,比较了燃烧区流体速度、层流火焰速度、点火延迟时间和NOx排放量.结果表明:采用纯氢燃烧方式的燃气轮机在扭矩裕度、喘振裕度和透平出口温度三方面的变工况性能都更优,但燃烧室内面临更高的回火可能性和NOx排放量.     

基于随机森林的变工况下重型燃气轮机压气机特性分析研究

为保证不同工况下重型燃气轮机发电机组的高效、稳定运行,需要对其轴流式压气机性能进行高精度建模分析。本文以某F级重型燃气轮机为研究对象,有效结合实测数据和基元叶栅法理论计算值,采用随机森林方法,建立其压气机高精度特性计算模型,从而分析不同工况下的压气机性能。结果表明:模型计算的总压比和多变效率的平均相对误差分别为-0.13%和0.04%;最大相对误差分别为2.11%和1.90%。现有文献的模型最大相对误差分别为3.1%和4.4%,本文方法得到的最大误差仅分别为其68.06%和43.18%。     

Study on thermodynamic characteristic and optimization of steam cycle system in IGCC

In order to increase the overall efficiency of IGCC, integration of the steam-side subsystem in IGCC is attracting more and more attention with the development of technology and experience achievement. The existing design methods are generally the simulation and analysis of their performance under the conditions of the given steam subsystem configuration. This usually results in only partial optimization. In this paper, a new idea is presented and a new method––simultaneous optimization of configuration and parameters––is investigated and used for IGCC steam subsystem. These are expected to overcome the shortcomings of the previous ones, adapt to various IGCC technological demand for steam subsystem and realize better cascade utilization of exhaust heat from gas turbine. The optimization model for steam subsystem is established, based on modular modeling idea of general system integration. Case study shows that the synthesis optimization method and model presented in this paper are valuable for steam subsystem performance analysis and optimization design of IGCC.     

基于燃气轮机的冷热电联供系统优化配置研究

根据燃气轮机冷热电联供系统的优化配置步骤,对燃气轮机冷热电联供系统的几种方案进行研究,确立了以年总费用、一次能耗量、二氧化碳排放量的多目标函数模型和约束条件,并确定各目标函数的权重。在建筑物满足冷热电负荷的情况下,采用混沌粒子群算法对几种方案进行优化,得出适合该建筑物的最优方案,确立了最优方案中各设备的运行台数,并对其运行策略进行分析。     

IGCC中蒸汽系统的集成技术与设计原则

文章概述本研究集体相关的研究成果,包括IGCC蒸汽系统的集成技术与热力特性,提高IGCC中蒸汽系统性能的途径以及IGCC蒸汽系统设计的一般性原则与实例分析.这些工作将有助于更全面、准确地理解IGCC中蒸汽系统,并为其理论建模、定量分析及设计优化提供支持.     

PG9171E 燃机改用双燃料系统的探讨

本文介绍了PG9171E燃气轮机机组成功地由重油改为天然气及双燃料运行的技术方案和经验,为国内其他燃气轮机电厂"油改气"技术改造项目提供了一些借鉴和指导。     

高温气冷堆氦气轮机性能的初步研究

结合了模块式高温气冷堆与气体透平循环技术的高温气冷堆氦气轮机循环是核电领域中的全新概念,为高核电的安全性和经济性提供了新思路,具有很强的竞争优势。首先对高温气冷堆氦气轮机进行了初步研究,表明氦气轮机叶片级数多,叶片高度低。然后应用商业软件NUM ECA对平面叶栅在相同的进出口条件下分别以氦气和空气为工质进行了二维数值模拟计算,并进行了流场分析,揭示了氦气轮机与燃气轮机的区别。     

IGCC燃气轮机排烟余热深度利用方案及节能分析

IGCC电站有2台9E合成气燃气轮机及相应的余热锅炉,由于余热锅炉已经安装了SCR脱硝设备,余热锅炉换热面积偏小,导致余热锅炉排烟温度偏高。为了深度利用燃气轮机余热锅炉的排烟余热,计算了合成气燃气轮机余热锅炉在正常运行条件下可以进一步回收的排烟热量及排烟余热深度利用的可行性,通过在余热锅炉烟囱外部布置环形受热面的方法,加热除盐水,实现燃气轮机排烟余热的深度利用。当余热锅炉的排烟温度由原来的200℃降低到100℃时,可以减少除氧器热力除氧蒸汽51 t/h,同时由于燃气轮机排气压力升高,燃气轮机发电量减少480.2 kWh,每年总收益为5 605.9万元,节能效果显著。     

航改型燃机分布式能源系统蒸汽系统的优化

高能耗、高投入的经济增长方式产生了一系列环境和资源问题,工业转型升级、转变发展方式和能源结构调整日益紧迫。作为工业转型升级重要载体的各类产业集聚区的冷热负荷大且集中,环境评价要求高。采用以航改型燃机为核心的分布式能源系统来满足高能量密度的冷热电负荷需求,研究了蒸汽系统优化对分布式能源系统性能和经济性的影响,指出了配套设备的标准化、系列化对中国航改型燃机分布式能源系统节能环保效益的提升具有重要意义。     

Validation of measured data on F/A ratio and turbine inlet temperature with optimal estimation to enhance the reliability on a full-scale gas turbine combustion test for IGCC

This study is aimed at verifying the reliability and reproducibility of combustion tests, including ignition, load change and fuel changeover, conducted at a well-resourced full-scale gas turbine syngas combustion test facility. The 10 MWth, single-can, syngas-fired combustion test facility was equipped with analytical equipment to measure air and fuel flow rates to the combustor, the metal/gas temperature in the combustor, and exhaust gas composition and temperature distribution at the combustor's outlet.To confirm the test facility's reliability, the repeatability of the fuel changeover test from natural gas to syngas was evaluated. Reliability was also verified by cross-validating the theoretical and measured values for fuel/air (F/A) ratio and Turbine Inlet Temperature (TIT). In this study, the deviation between the averaged F/A ratio based on O₂ and CO emission data and the F/A ratio based on the mass flow rate was under 2% at most, when the F/A ratio exceeded 20%. And, the calculated TIT for syngas, taking thermal dissociation and heat loss into consideration, correlates well with the experimental result which is the corrected TIT value based on heat balance at the temperature sensor tip.     

IGCC联合循环系统模型通用性研究

本文研究总结了IGCC联合循环建模中增强模型通用性的途径与方法,提出从三个环节人手建立更通用的IGCC联合循环系统模型,即：建立通用性更强的单元模块全工况通用模型;借助于高通用性的模块间网络联接与管道方程模型;应用流程超结构和独立变量概念来增强系统建模的通用性。通过多个系统模拟分析实例的成功应用,验证了所建模型的通用性和各种增强模型通用性途径的有效性。     

风轮机输出特性模拟系统的设计

为了在不具备风场环境的情况下进行风力发电技术研究,设计了一套风轮机输出特性模拟系统.通过建立随机风速模型和风轮机转矩输出特性计算式,利用变频器控制异步电机的输出转矩来模拟风轮机的输出特性,使用所搭建的实验平台进行试验.试验结果表明,该模拟系统具有良好的动态实时特性,适用于在实验室内进行风力发电技术的研究工作.