掺氢比例波动时氢混燃气轮机动态响应特性研究

在“双碳”目标的推动下，燃气轮机掺氢及纯氢燃烧技术备受关注，通过可再生能源制取“绿氢”并用于电力生产是未来能源领域的发展方向。而氢气来源的波动势必会引起氢混燃气轮机燃料掺氢比例的变化，为此研究了掺氢比例波动时燃气轮机的动态响应特性。以某F级重型燃气轮机为研究对象，采用模块化建模方法构建了机组的动态模型，对掺氢比例波动时不同负荷下机组关键参数的响应特性及部件运行的安全性进行了仿真分析。结果表明：当氢气掺混比发生波动时，透平入口温度（T3）将出现剧烈波动，在高负荷区将出现T3超温现象，叶片工作环境恶化，影响机组安全运行；氢气掺混比例波动幅度越大，机组负荷越高，T3超温现象越显著；而氢气掺混比例波动对压气机的影响相对较小，压气机仍能维持合理的喘振裕度。