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面向对象的先进循环燃气轮机工质热物性计算方法刘国库;潘福敏;郑洪涛【摘要】先进循环是燃气轮机发展的重要方向,1套通用先进循环工质热物性计算方法对先进循环研究具有重要意义.以工质最为复杂的化学回热循环为例,建立了1套通用的工质热物性计算方法,并论证了该方法也适用于其他先进循环.基于面向对象方法建立了1套计算系统并采用C++语言编制其计算程序,验证了空气和水蒸气的热物性计算精度,最大误差为0.00852％.采用该热物性计算方法计算了1个化学回热循环的热力过程;在给定的条件下其效率比简单循环效率提升32％,达到47.32％.结果表明:所提出的热物性计算方法计算准确,通用性强,为先进循环研究提供了基础.【期刊名称】《航空发动机》【年(卷),期】2013(039)006【总页数】7页(P36-42)【关键词】工质热物性;燃气轮机;先进循环;面向对象;化学回热循环【作者】刘国库;潘福敏;郑洪涛【作者单位】海军驻沈阳地区发动机专业军事代表室,沈阳110015;哈尔滨工程大学动力与能源工程学院,哈尔滨150001;哈尔滨工程大学动力与能源工程学院,哈尔滨150001【正文语种】中文现代社会的高速发展导致能源需求量高速增长，环境污染问题也愈加严重。
先进循环燃气轮机是应对现阶段能源危机和解决环境污染问题的1个重要方式[1-2]。
先进循环主要是回收燃气轮机高温余热来提高能源利用率，并改善燃烧状况以减少污染物排放。
先进循环的研发较为复杂，采用计算机仿真是1种简便的预研方法。
计算机仿真需要准确的计算模型，特别是先进循环的复杂工质需要精确的热物性计算模型。
目前涉及复杂工质物性的先进循环主要有化学回热循环（CRGT,Chemically Recuperated Gas Turbine Cycle）、联合循环（CC,Combined Cycle）、注蒸汽循环（STIG,STeam Injected Gas Turbine Cycle）、湿空气循环（HAT,Humid Air Turbine Cycle）、湿压缩循环（WCC,Wet Compression Cycle）等。
动力与能源工程学院燃气轮机性能分析（报告二）学号：专业：动力机械及工程学生姓名：任课教师：2010年4月燃气轮机燃烧室特性分析一、概述燃烧室是一种用耐高温合金材料制作的燃烧设备。
在整台燃气轮机中，它位于压气机与涡轮之间。
燃气轮机运行时，燃烧室在宽广的工况范围内工作。
在燃气轮机变工况的过程中，燃烧室进口的空气流量a G 、温度*2T 、压力*2P 、速度2C 以及燃油消耗量f G 都会发生变化，这些变化反过来又会影响整台燃气轮机的性能。
所以，弄清燃烧室的变工况特性，对整台燃气轮机的变工况运行有积极地意义。
二、燃烧室特性参数表征燃烧室性能指标的参数主要有燃烧室效率、压力损失、稳定性、点火范围、出口温度分布和容热强度等，但与燃气轮机变工况密切相关的参数主要是燃烧室效率和压力损失，前者直接关系到燃气轮机的燃料消耗量（影响燃气轮机的效率），而且还影响到流经涡轮的燃气流量；而后者直接影响到涡轮的膨胀比。
由于燃烧室内部燃烧过程的复杂性，人们还不能全部用理论计算的方法给出燃烧室效率和压力损失随工况的变化关系，这些的关系式主要还是以实验为基础的经验公式。
三、燃烧室效率的计算由于燃烧室壁散热、燃料燃烧不完全以及燃料产物的离解，燃料的热值不能完全利用。
燃烧室效率B η就是用来表征燃料燃烧完全程度的物理量。
燃料室效率的定义是燃油实际用于加热工质的热量与燃油完全燃烧时放出的热量之比。
其表达式**3. 2.mg g ma a mf fB mf uq h q h q h q H η--=式中：ma q —燃烧室进口空气质量流量mg q —燃烧室出口燃气质量流量 mfq —燃油流量*3.gh—燃烧室出口每千克燃气的焓*2.a h —燃烧室入口每千克空气的焓fh —每千克燃油的焓u H —燃油热值在已知燃烧室结构尺寸的情况下，燃烧室主要与燃烧室进口压力、进口温度、进口速度和油气比（余气系数）有关，因此燃烧室效率应该具有以下形式**222(,,,)B f T P c f ηα=或由定性分析可得，随着*2T 增加，燃烧室效率逐渐增加，在达到一定温度后，效率基本保持不变。
第26卷第4期中国电机工程学报V ol.26 No.4 Feb. 2006 2006年2月Proceedings of the CSEE ©2006 Chin.Soc.for Elec.Eng.文章编号：0258-8013（2006）04-00031-05 中图分类号：TM911 文献标识码：A 学科分类号：470·10 燃料电池-燃气轮机混合发电系统性能研究陈启梅，翁一武，翁史烈，朱新坚（上海交通大学涡轮机实验室，上海市徐汇区200030）Performance Analysis of a Hybrid System Based ona Fuel Cell and a Gas TurbineCHEN Qi-mei, WENG Yi-wu, WENG Shi-lie, ZHU Xin-jian（Shanghai Jiaotong University, Xuhui District,Shanghai 200030,China）ABSTRACT: This paper addresses the performance analysis of a fuel cell-gas turbine hybrid system. It is a “bottoming cycle”system at the standard atmospheric condition. The calculation results show that the efficiency of hybrid system (HS) is about 58.8% at design point and always over 56% at part load condition. At design point, about 80% net power coming from the stack and 20% from the gas turbine. At part load condition, the contribution of MCFC increases. The hybrid system works steadily when its net power is above 80% of its nominal power.KEY WORDS:Thermal power engineering; Fuel cell; Gas turbine; Hybrid system; Performance analysis摘要：文章对由燃料电池和燃气轮机组成的混合发电系统的性能进行了分析。
进气湿度对燃气轮机性能的影响报告燃气轮机是一种高效率的能源转换装置，它的性能受到多种因素的影响，其中进气湿度是一个重要的因素。
在燃气轮机的运行过程中，进气湿度对其性能的影响非常显著，下面我们就来详细探讨一下进气湿度对燃气轮机性能的影响。
燃气轮机通过将燃料燃烧产生的高温燃气推动转子实现能量转换。
在运行过程中，燃气轮机需要不断地从外界吸入新鲜空气，将其压缩、加热并与燃料混合后进行燃烧，从而产生高温高压的燃气用于推动转子。
然而，进入燃气轮机的空气中可能含有不同程度的水分，这就是进气湿度。
进气湿度高低对燃气轮机的运行性能都会产生影响。
首先，进气湿度对燃气轮机的压缩效率和输出功率有直接影响。
当进气湿度较高时，空气中的水分会被压缩，使得相同的压缩比需要更多的功率来完成，从而降低了压缩效率。
同时，由于燃气轮机的燃烧室需要将燃料和空气混合后进行燃烧，而湿度高的空气会使混合物中的空气量减少，导致混合比偏低，从而降低了燃烧室的输出功率。
因此，当进气湿度较高时，燃气轮机的工作效率都会受到影响。
其次，进气湿度对燃气轮机的燃烧过程和排放有一定的影响。
由于湿度高的空气含有较高的水分，当进入燃烧室后会影响到燃料的喷射和稳定，从而影响燃烧过程的稳定性和燃烧效率。
而燃烧效率直接影响到燃气轮机的排放水平，进气湿度较高时容易出现燃烧不完全的情况，会导致氧化物和碳等有害物质的排放增多，从而增加环境污染和人体健康风险。
最后，研究表明，进气湿度还会对燃气轮机的寿命产生影响。
由于湿度高的空气在进入燃气轮机的过程中需要通过冷却器等设备进行处理，而这些设备会受到空气中的水分影响而产生腐蚀和氧化等问题，从而影响其使用寿命。
此外，湿度高的空气还容易引起轨道式空气离子化，从而在叶片表面形成水滴，加速恶化叶片的表面质量。
综合上述影响，可以看出进气湿度对燃气轮机的性能和寿命都有着不可忽视的影响。
因此，在设计和运行燃气轮机时，需要考虑进气湿度的影响，并采取相应的措施来降低湿度对燃气轮机的影响，例如采用干燥空气进入燃气轮机等方法。
燃气轮机运行中在线水洗及其效果分析针对燃机轮机运行期间由于压气机叶片结垢导致短时间内压气机的压缩比和效率出现比较明显下降的现象，本文介绍了SGT5-4000F（+）型燃气轮机的在线水洗过程，并通过电厂实际运行中的案例，分析了燃机在水洗前后的参数变化情况，论证了在线水洗可以提高燃气轮机的运行效率。
最后，总结了在线水洗过程中需要注意的一些问题。
标签：燃气轮机；在线水洗；燃机效率1 概述燃气轮机较长时间连续工作以后，其进气系统吸入的空气，虽然经过逐层过滤，但微量尘埃会导致压气机通流部分逐渐出现积垢或积盐；燃气轮机在大气污染相对严重的环境之中运行，由于吸入的空气过滤不完全，短时间内可能导致压气机的压缩比和效率出现比较明显的下降，轮机叶片也因积盐而逐渐出现腐蚀现象。
为解决上述问题，本厂为每台燃气轮机配置了一套SX-S-7.2/0.6G型压气机清洗装置，能够对燃气轮机的压气机进行清洗，以保证压气机的压缩比能够维持在一个合理的区间，确保燃气轮机的工作效率。
本文通过电厂实际运行中的压气机在线水洗前后的参数进行比较和分析，为该机型的压气机在线水洗工作积累了经验，为进一步改善该机型的运行条件提出了建议。
2 压气机结构与在线水洗2.1 压气机结构本厂使用的燃气轮机为上海电气-西门子重型单缸SGT5-4000F（+）型，压气机和透平用同轴连接，适合驱动发电机在基本负荷和尖峰负荷下运行，可以用于联合循环。
SGT5-4000F（+）型燃气轮机压气机由15级组成，每一级又分为动叶和静叶，压比约为17。
压气机进气导流叶片的角度可由0°至45°变化，这样可以保证机组近半负荷时，排气温度非常稳定的，且没有明显的效率损失。
燃机疏水系统是将压气机水洗时积聚的溶液排出燃气轮机。
为了保证水洗后压气机可以迅速排出液体，在特定位置安装了输水管路：压气机0级、压气机第9级、压气机第13级、压气机出口和压气机抽汽环腔。
且在透平特定级和防喘放气管路和冷却空气管路的最低处也配置了疏水管路来排出清洗液。
哈尔滨船舶锅炉涡轮机研究所硕士学位论文多种加入水工质的燃气轮机循环的性能研究姓名：***申请学位级别：硕士专业：@指导教师：***20070601多种加入水工质的燃气轮机循环的性能研究 作者：王永峰 导师：徐立民 ２００７．６月 摘 要 在简单循环燃气轮机的基础上，循环工质中加入水工质，利用水的气/液相变特点，构成复杂循环，本文称之为湿循环，可以显著改善循环性能。
本文以间冷回热型燃气轮机循环的理论为基础，提出了在循环中加入水工质而形成的几种新型湿循环方案：湿压缩-回热循环、湿压缩-后冷-回热循环、湿间冷-湿后冷-回热循环和湿间冷-湿后冷-回热-预热循环。
文中提出了简化的湿压缩过程计算模型，确定了湿循环中工质物性的计算方法，建立了湿压缩、湿压缩-回热、湿压缩-后冷-回热、湿间冷-湿后冷-回热、湿间冷-湿后冷-回热-预热、蒸汽回注、间冷回热和湿空气透平循环的计算模型、各种循环与简单循环计算共用的假设模型，编制了各种循环性能计算程序。
针对不同加水量、压比和燃烧室出口温度等条件对各种循环的效率和比功进行了计算，得到了各种循环性能较简单循环增加的比例状况；通过对结果的对比分析，得出不同条件对循环效率和比功的影响以及循环性能随条件的变化规律，为循环装置设计和改造提供了理论指导。
对相近条件下各种循环的性能计算结果进行了对比，得出了各种循环效率和比功大小的顺序，分析了循环参数和加水量对循环性能的影响。
关键词： 燃气轮机；湿循环；性能 AbstractOn the basis of a simple cycle gas turbine with water as a working medium being added into cycle working mediums and by utilizing the specific features of gas/liquid phase transformation of the water, a complex cycle can be established. This cycle, which can significantly improve cycle performance, is called a wet cycle in the present paper. With the theory of an intercooling-recuperative type gas turbine serving as a basis the author has proposed several kinds of innovative wet cycle schemes with water being added into the respective cycles. They include: wet compression-recuperative cycle, wet compression-aftercooling-recuperative cycle, wet intercooling-wet aftercooling-recuperative cycle, and wet intercooling-wet aftercooling- recuperative-preheating cycle.The author has come up with a simplified calculation model for the wet compression process and designated a method for calculating the working- medium physical properties in the wet cycle. Moreover, a computational model has been set up for the following cycles: wet compression, wet compression-recuperative, wet compression-aftercooling-recuperative, wet intercooling-wet aftercooling-recuperative, wet intercooling-wet aftercooling-recuperative-preheating, steam injection, intercooling recuperative, and humid air turbine. Also established is a shared hypothetical model for calculating a simple cycle and various cycles with programs being prepared for computing the performance of various cycles.Taking into account a variety of conditions, such as different amounts of water being added, different pressure ratios and combustor outlet temperatures, calculations have been conducted of the efficiency and specific power of various cycles, and the proportional increase in efficiency of the various cycles as compared with a simple cycle has been obtained. Through a contrast analysis of the above results identified were the influence of different conditions on cycle efficiency and specific power as well as the law governing the variation of cycle performance as a result of the change of various conditions. All the above findings may provide a theoretical guide for the design and modification of cycle plants.By way of comparing the perform ance calculation results of various cycles under analogous conditions the author has identified the sequential order indicating the magnitude of efficiency and specific power for various cycles and analyzed the impact of cycle parameters and added water quantity on cycle performance.Keywords: Gas turbine；Wet cycle；Performance符号表G—质量流量R—气体常数P—压力T—开氏温度—密度Cp—定压比热—分子量H—焓h—功—效率W—功—涡轮冷却空气抽取系数C—速度n—多变指数k—绝热指数—总压损失恢复系数Q—热量f—油气比—摩尔燃料系数—相对湿度—压比—膨胀比—温比N—功率r—回热度x—氮氧比下标0—低压压气机进口12—低压压气机出口21—高压压气机进口22—高压压气机出口3—燃烧室出口4—高压涡轮出口5—低压涡轮出口6—动力涡轮出口a—空气as—湿空气s—水蒸汽、绝热过程g—燃气gs—湿燃气C—压气机LC—低压压气机HC—高压压气机T —涡轮HT—高压涡轮LT—低压涡轮PT—动力涡轮CC—燃烧室CA—冷却空气R —回热器IC—间冷器BC—后冷器HIC—湿间冷器HBC—湿后冷器BO—余热锅炉W—水sa—湿化器in—进口out—出口第1章绪论1.1 引言1791年，英国人巴贝尔（J.Barber）登记了第一台燃气轮机（Gas Turbine）设计专利。
燃气轮机装置中湿压缩过程的一般规律及性能
王永青;刘铭;严家马录;何健勇;廉乐明
【期刊名称】《热能动力工程》
【年(卷),期】2001(16)3
【摘要】从热力学和传热传质学基本原理出发 ,研究了湿压缩过程的一般规律和性能 ,为湿压缩技术的实现提供了一定的理论依据。
【总页数】6页(P282-286)
【关键词】燃气轮机装置;湿压缩过程;热力性能
【作者】王永青;刘铭;严家马录;何健勇;廉乐明
【作者单位】哈尔滨工业大学;辽宁省能源总公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN47
【相关文献】
1.具有等熵压缩、膨胀过程的闭式燃气轮机回热循环有限时间热力学性能 [J], 陈林根;孙丰瑞
2.燃气轮机装置中湿压缩过程的数学模型 [J], 王永青;刘铭;严家马录;何健勇;廉乐明
3.湿压缩技术显著改进Fr 7EA燃气轮机的性能 [J], 吉桂明
4.燃气轮机装置湿压缩技术的研究发展状况 [J], 王永青;李炳熙
5.湿压缩过程的热力学指标及湿压缩燃机循环性能分析 [J], 王永青;刘铭;廉乐明;严家騄
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基于热参数的燃气轮机故障诊断系统分析软件
夏迪;陈娇;王永泓;翁史烈
【期刊名称】《上海交通大学学报》
【年(卷),期】2009(43)2
【摘要】以诊断燃气轮机(简称燃机)气路故障为目的,编写了基于热参数的燃机故障诊断系统分析软件.装有该软件的试验装置由数据采集和输出、燃机仿真、传感器故障诊断、热参数状态监控与诊断和数据库5个功能模块组成.根据数据采集模块采集到的燃机热参数,利用该软件可对燃机部件进行实时性能监测和故障诊断.应用于PG9171E型燃机的结果表明,该软件诊断精度较高,能有效对燃机运行状况进行监控和诊断.由于配备了足够多的数据采集和输出通道,并采用虚拟仪器技术替代了二次仪表,本试验装置只需对软件部分进行适当修改即可适用于航空或船用燃机.【总页数】5页(P283-287)
【关键词】燃气轮机;性能评估;故障诊断
【作者】夏迪;陈娇;王永泓;翁史烈
【作者单位】上海交通大学机械工程与动力学院
【正文语种】中文
【中图分类】TK39
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3.基于Matlab的燃气轮机热参数故障诊断的标准数学模型建立 [J], 蒋磊;杨朔
4.基于热力参数的燃气轮机故障诊断数学模型的研究 [J], 杨朔;蒋磊
5.基于热参数的单轴燃气轮机非线性故障诊断方法 [J], 夏迪;王永泓
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