燃气轮机仿真体系与研发信息化建设方案及实践-简版-201609

基于大数据的企业应用数据中心与研发信息化系统
功能
性能
可靠性
运维与服务体系
需求管理与方案论证
工程设计与试验验证
需求管理系统
•需求定义 •需求管理 •需求挖掘
概要/方案设计 系统
•指标论证 •方案论证 •系统原型验证
产品设计数据 管理平台
•设计数据 •设计流程 •设计知识
仿真数据管理 平台
•仿真数据 •仿真流程 •仿真知识
➢ 仿真方案
—利用Actran DGM模块仿真 —源于欧盟项目成果（MESSIAEN、TURNEX ）
消音区
远场指向性产生变化
剪切层导致的声散射
物理区 声源区
项目示例——旋转机械流动噪声分析
CAD模型与 CFD网格处理
获取声压分布、指向性等结果
声学分析
获取非定常流场分布，含 压力、速度、密度等
非定常流场 CFD分析
多学科仿真与优化 设计
•多学科仿真 •MpCCI •EALink •Mag Acoustics •结构优化 •Optistruct •流体优化 •CAESES •电磁优化 •OptiNet •多学科优化 •Optimus
模型模板开发与流程、规范建立
直面工业级应用的深层次、全方位工程研发服务
标准制定 规范建立
试验数据管理 平台
•试验数据 •试验流程 •试验资源
第三方业务系统
/ 第三方业务系统
生产
交付
生产数据管理 平台
•生产数据采集 •工艺检测数据 •质量检测数据
运维数据管理 平台
•运行状态 •故障诊断
第三方业务系统
智慧研发
智能制造
智能运维
大纲
公司简介 仿真体系与研发信息化建设背景及业务概述 燃气轮机多学科仿真方案及实践 基于数据中心的多学科仿真与试验验证环境建设方案及实践 研发云建设方案及实践 结论与展望

论燃气轮机发电机组滑油系统的设计与仿真摘要随着燃气轮机产业的不断发展、分布式能源不断推广，其使用场合对其稳定性也越来越高。

于是，对燃气轮机的辅助系统要求也越来越高，其中滑油系统就是保障燃气轮机、齿轮箱、发电机轴承冷却的关键系统之一。

所以，本文根据燃气轮机发电机组设计、运行、维护要求，并根据其相关技术参数，通过流体力学、工程热力学的相关理论对滑油系统进行CFD仿真。

关键词燃气轮机；滑油系统；仿真引言滑油系统是燃气轮机发电机组的一个重要组成部分，对燃气轮机轴承、齿轮箱轴瓦及传动齿轮齿面、发电机轴承等进行润滑[1]。

滑油系统的作用就是对燃气轮机、齿轮箱、发电机提供足够流量的、温度要求的滑油。

如果不能提供合格的滑油量，那么燃气轮机轴承、发电机轴承将积聚磨损以致金属表面发热、烧熔，使轴承遭到损坏。

基于以上所述，提出燃气轮机发电机组滑油系统仿真的研究，研究适合燃气轮机发电机组需要的稳态模型，并根据各个项目的实际情况，设计出一套经济、安全、符合要求的滑油系统，为今后燃气轮机发电机组滑油系统的优化具有一定的推动作用。

CFD（Computational Fluid Dynamics）仿真即通过计算流体动力学，是流体力学的一个分支。

CFD是近代流体力学，数值数学和计算机科学结合的产物。

它以电子计算机为工具，对流体力学的各类问题进行数值实验、计算机模拟和分析研究，以解决各种实际问题。

本文通过滑油系统的设计要求通过C#编程语言开发CFD仿真工具。

实现对滑油系统在计算机上完成模拟及验算。

1 滑油系统概述滑油既能使转动部件的轴与轴瓦的摩擦减小，又能带走摩擦中产生的热量及杂质。

燃气轮机发电机组的滑油系统是开式自循环的滑油系统，该系统能连续不断地为转动部件提供满足一定压力、流量、温度及过滤精度要求的滑油，确保机组连续运行的润滑及散热需求。

该系统的组成有：滑油箱、滑油泵、油冷器、双油滤、油雾分离器及各种元器件。

滑油系统主要是在燃机启动、正常运行以及停机过程中为燃气轮机发电机组提供数量足够、压力和温度适当、清洁的滑油，吸收燃气轮机、齿轮箱、发电机运行时轴瓦及各润滑部件产生的热量，从而防止轴承烧毁、轴颈过热弯曲而引起的振动；滑油系统还为启动用液力变扭器提供工作油及冷却润滑用油；另外，发电机滑油母管上还有一分支流向发电机顶起油系统[2]。

燃气轮机仿真系统的研究与应用的开题报告一、研究背景与意义：燃气轮机是一种重要的动力设备，在发电、航空、船舶等领域发挥着重要作用。

燃气轮机的性能与效率直接影响到其使用效果和经济。

传统的实验方法需要耗费大量的时间和资金，且在实验条件受限的情况下，很难得出理想的燃气轮机设计方案。

因此，开发一种可靠的燃气轮机仿真系统，可以准确地模拟燃气轮机的性能和工作状态，以此来指导燃气轮机的设计和优化，具有重要的应用价值。

二、研究内容和目标：本研究旨在开发一种燃气轮机仿真系统，可以准确地模拟燃气轮机的性能和工作状态，以此来指导燃气轮机的设计和优化。

具体研究内容包括：1. 分析燃气轮机的结构和工作原理，构建燃气轮机的数学模型。

2. 开发燃气轮机仿真系统，包括图形界面、模块建模、参数设置等功能。

3. 对燃气轮机的关键性能参数进行仿真，并进行性能分析。

4. 验证仿真结果的准确性和可靠性。

三、研究方法：本研究采用理论分析和计算机仿真相结合的方法。

首先分析燃气轮机的结构和工作原理，建立燃气轮机的数学模型；然后开发燃气轮机仿真系统，利用计算机对燃气轮机进行模拟和仿真，得出关键性能参数；最后与实际燃气轮机测试结果进行比较，验证仿真结果的准确性和可靠性。

四、研究进度安排：1. 第一阶段（完成时间：一个月）研究燃气轮机的结构和工作原理，制定燃气轮机的数学模型，梳理相关文献。

2. 第二阶段（完成时间：三个月）开发燃气轮机仿真系统，包括图形界面、模块建模、参数设置等功能。

3. 第三阶段（完成时间：三个月）对燃气轮机的关键性能参数进行仿真，并进行性能分析。

4. 第四阶段（完成时间：一个月）验证仿真结果的准确性和可靠性。

五、参考文献：1. 肖岩. 燃气轮机的建模与仿真[D]. 北京航空航天大学, 2007.2. Tomlinson G R, Bannerot R B. Gas turbine performance simulation[J]. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 1981, 103(1): 26-32.3. 杜丽萍, 陈绍燕, 马保真等. 基于DEVS的燃气轮机仿真分析[J]. 机械设计与制造, 2019, (11): 1-4.4. 李允铢, 冯军. 燃气轮机参数优化与仿真分析[J]. 工程机械, 2011, 42(11): 38-42.。

重型燃气轮机天然气供应系统整体性能仿真摘要：在仿真研究天然气的供应系统中，必须使用建模进行仿真实验．第一，在设计这个仿真系统的主要部件时，应应用模块化进行建模；第二，依据燃机电厂的各项重要数据，依靠BP神经网络实施训练，既能轻松获取系统的压力，也能轻松获取系统的值班流量；第三，融入PID控制原理，既要使用压力控制器，也要使用温度控制器，还要使用流量控制器，构建整个系统的仿真结构，对其采用稳态、动态仿真，但不管是哪种仿真结果，均要符合电厂的实际数据，也能反映仿真模型是系统性能的真实写照。

关键词：天然气供应系统；模块化建模；仿真当前，在重型的燃气轮机中，天然气因为深受成分波动的影响，也深受温度、压力不能匹配的影响，进去燃机的燃烧室之后，根本无法直接燃烧，因此，为了彻底解决类似的问题，在天然气的主干网与燃机的燃烧室之间，天然气的供应系统因此应运而生。

在天然气的供应系统中，其既由过滤器、预热器、调压器组成，也由性能加热器、预混燃料阀、值班燃料阀组成。

关于预热器，主要为了将天然气的温度加热，使其达到露点温度，杜绝产生液态烃、水滴；关于调压器，主要为了调整天然气的压力，以适应当前的工作情况，保障燃烧室内的压力趋于稳定的状态，超过限定值时，果断报警；低于限定值时，果断跳机。

当前，国内的燃机供应商，对设定这个限定值毫无头绪；关于性能加热器，主要为了继续加热天然气，燃烧效率自然升高；不管是值班燃料阀，还是预混燃料阀，参考燃料的分配控制方案，有效设定预混气口的燃料量，在进行分配方案选定时，调整喷嘴值班气口的燃料量，既要充分权衡燃机的出力，也要充分权衡燃烧的稳定性。

天然气的供应系统的整体性能，既深受各部件的性能影响，也深受其匹配关系影响，同时，既深受温度控制的影响，也深受压力控制的影响，还深受流量控制的影响。

1.天然气的供应系统进行仿真从天然气的供应系统来讲，整个系统既由天然气物性模块、管路模块、换热模块组成，也由调压模块、阀门模块组成，从而构成一个整体的仿真模型。

收稿日期：2023-06-15基金项目：航空动力基础研究项目资助作者简介：董威（1970），男，教授。

引用格式：董威，尹家录，郑培英，等.航空发动机及燃气轮机整机性能仿真综述[J].航空发动机，2023，49（5）：8-21.DONG Wei ，YIN Jialu ，ZHENG Peiying ，et al.Review:engine-level performance simulation of aeroengine and gas turbines[J].Aeroengine ，2023，49（5）：8-21.航空发动机Aeroengine航空发动机及燃气轮机整机性能仿真综述董威1，尹家录2，郑培英2，程显达1（1.上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240；2.中国航发沈阳发动机研究所，沈阳110015）摘要：整机总体性能仿真是航空发动机及燃气轮机仿真的重要组成部分，在航空发动机及燃气轮机的设计制造和使用全寿命周期内发挥着重要作用。

综合70多年来航空发动机及燃气轮机总体性能仿真的发展成果，梳理了各时期总体性能仿真的发展历程。

从基本方法、模型精细化、求解算法和修正方法等角度，分析了国内外以部件级模型为代表的基于物理机理的总体性能仿真方法研究现状；探讨了以人工神经网络、支持向量机和深度学习为代表的人工智能算法在总体性能仿真中的应用现状；介绍了机载模型、机理-数据混合模型和多维度模型基本方法和主要成果。

基于目前的研究成果和技术发展趋势，认为航空发动机及燃气轮机总体性能仿真应向物理机理模型更精细化、人工智能技术更深入和应用模型构建更为规范化的方向发展。

关键词：航空发动机；燃气轮机；总体性能；仿真；物理机理模型；人工智能；应用模型中图分类号：V231.1文献标识码：Adoi ：10.13477/ki.aeroengine.2023.05.002Review:Engine-level Performance Simulation of Aeroengine and Gas TurbinesDONG Wei 1，YIN Jia-lu 2，ZHENG Pei-ying 2，CHENG Xian-da 1（1.School of Mechanical Engineering ，Shanghai Jiao Tong University ，Shanghai 200240，China;2.AECC Shenyang Engine Research Institute ，Shenyang 110015，China ）Abstract ：Engine-level performance simulation is an integral aspect of aeroengine and gas turbine simulation,and plays a crucial role throughout the entire life cycle of design,manufacturing,and operation.This paper presents a comprehensive analysis of the development process of aeroengine and gas turbine performance simulation in each historical stage,building upon the accomplishments made over thepast 70years.The research status of physical mechanism performance simulation,primarily represented by the component-level model,was examined from various perspectives including basic methods,model refinement,solution algorithms,and correction methods.Further⁃more,the application of artificial intelligence algorithms,such as the artificial neural network,support vector machines,and deep learning,in engine-level performance simulation,was discussed.The paper also provided an overview of the fundamental methods and key achieve⁃ments of on-board models,mechanism-data hybrid models,and multi-dimensional models.Finally,based on current research findings andtechnological development trends,it is believed that the engine-level performance simulation of aircraft engines and gas turbines should de⁃velop towards a more refined physical mechanism model,deeper artificial intelligence technology,and more standardized application model construction.Key words ：aeroengine ；gas turbine ；engine-level performance ；simulation ；physical mechanism model ；artificial intelligence ；applica⁃tion model第49卷第5期2023年10月Vol.49No.5Oct.20230引言随着仿真技术的进步，航空发动机及燃气轮机的设计正逐渐从“试验设计”向“预测设计”转变。

02
故障处理流程：发现故障、分析原因、制定方案、实施维修等
03
故障处理注意事项：确保安全、遵守操作规程、记录维修过程等
04
数据备份与恢复
备份策略：定期备份，重要数据实时备份
备份介质：选择可靠的备份介质，如硬盘、光盘等
备份方法：采用增量备份、全量备份等方式
恢复方法：制定详细的恢复计划，确保数据丢失时能够快速恢复
培训方式：采用线上和线下相结合的方式，如视频教程、在线答疑、现场培训等
支持服务：提供技术支持和售后服务，包括系统故障排除、软件升级、技术咨询等
培训内容：包括系统操作、维护和管理等方面的培训
5
应急处理措施
故障处理
船舶故障分类：机械故障、电气故障、液压故障等
01
故障诊断方法：观察法、测量法、分析法等
大数据：对海量数据进行分析和挖掘，提供决策支持
物联网：实现船舶设备、系统和数据的互联互通和实时监控
数据管理技术
数据采集：通过各种传感器和设备，实时采集船舶运行数据
数据存储：将采集到的数据存储到数据库中，便于分析和处理
数据分析：利用数据分析技术，对船舶运行数据进行深入挖掘，发现潜在问题
数据可视化：将数据分析结果以图表、图形等方式展示，便于理解和决策
仿真技术包括数值仿真、物理仿真和半实物仿真等多种方法。
仿真技术在船舶研发信息化建设中具有重要作用，可以帮助企业实现数字化、智能化的研发和管理。
仿真技术可以帮助船舶设计师和工程师在设计阶段就发现并解决潜在问题，提高设计质量和效率。
信息化技术
云计算：提供强大的计算能力和存储能力
人工智能：实现自动化、智能化的船舶仿真和研发
网络需求：高速网络连接，保证数据传输的稳定性和速度

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内燃机与配件
图 2 第 II 类数学模型
为试车数据的处理工作提供参考，由于试车时会产生海量 数据，此时根据仿真分析时的参数进行选择性的分析，可 以大幅降低工作量。
1.4 提供燃气轮机故障预测 在 建 立 燃 气 轮 机 仿 真 分 析 模 型 时 ，在 部 件 结 构 层 面 加 入 关 键 部 件 的 故 障 变 量 ，建 立 故 障 矩 阵 ，通 过 求 解 来 获取关键部件故障对燃气轮机整机性能的影响。这种 分析方式与以往的模拟部件效率和流通能力对燃气轮 机 性 能 影 响 不 同 ，可 以 深 层 次 地 分 析 故 障 产 生 原 因 ，从 而可以制定合理的措施来避免这些故障在实际试车时 发 生 [4]。 通过以上阐述可知，由于燃机轮机整机和部件试验存 在周期长、费用高和危险性高等问题，在设计阶段或者实 际试验之前进行仿真分析非常重要。 2 仿真建模探讨 建立准确的计算模型是进行燃气轮机性能分析的前 提，而采用合理的分析方法可以使计算结构更加真实有 效。由于燃气轮机是一种高速回转式动力机械，工作过程 较为复杂，数学建模要以实际的气动热力学过程为基础， 力求能够真实描述压气机、燃烧室和涡轮三大部件的协调 匹配关系，实质是建立燃气轮机设计参数、部件特性以及 共同工作条件的数学关系。 2.1 燃气轮机建模思路 根据燃气轮机气动热力特性和部件特性来建立各主 要部件的气动热力学方程，用来分析燃气轮机实际部件的 工作特性； 构造压气机、燃烧室和涡轮关键部件的共同工作关系 模型，具体通过转子功率平衡和流量平衡等热力学原理沿 高温高压工质流动方向进行构建； 采用不同的数值方法对构造的数学模型进行求解，分 析关键部件的匹配关系和各个状态点的真实性能，从而能 够真实模拟燃气轮机实际工作过程。 2.2 建模方式 在发动机寿命周期的不同阶段，已知的原始数据不 同，要求发动机性能仿真模型的仿真内容、计算精度、计算 速度也相互各异，所以模型可以按复杂程度分为几种类 型。下面介绍按复杂程度分类的四种燃气涡轮发动机性能 仿真模型。 2.2.1 第玉类仿真模型 这种方法是依靠表格或拟合关系式来描述发动机性 能，将整个发动机作为一个“黑盒子”，如图 1 所示，模型中 不需要详细描述发动机内部的压气机、燃烧室和涡轮三大 关键部件的工作情况和具体性能参数，对于各关键部件内 部的匹配和接口尺寸关注不多。

东方汽轮机厂实施企业信息化工程成效显著1.工厂概况东方汽轮机厂是我国研究、设计、制造大型电站汽轮机的三大发电设备制造基地之一，是中央确定的43家关系到国家安全和国民经济命脉的国有骨干企业—中国东方电气集团核心成员单位，是我国机械制造业100强之一。

工厂职工人数6500余人，其中工程技术人员1097人，拥有生产设备2780多台，大、精、稀设备375台，进口数控转子车床、数控龙门铣、数控镗床，以及用于加工叶片复杂型面的五座标铣床及加工中心等数控设备共25台，企业资产达19.6亿元。

工厂已形成设计、制造200MW、300MW、600MW以及百万吨核电各系列汽轮机组的强大能力，产品覆盖全国28个省市自治区，部分产品远销到美国、英国、日本、印尼、伊朗、泰国、埃及、孟加拉、巴基斯坦、马来西亚等国，200MW、300MW机组市场占有率分别达40%、30%，国内在运行机组的现代化改造市场占有率达50%，“九五”期间利税总额在国内行业中处于领先水平，2001年销售收入7.7亿元，利税6711元。

“九五”期间，围绕18种新产品的研发，共投入技术开发费10435万元，研发费用占销售收入的比重从2.7%提交到4.7%，2001年达5%，大大提高了企业的核心竟争能力。

2.东汽厂实施企业信息化工程的必要性2.1 建立东汽厂信息化工程的必要性⑴市场竞争的需要发电设备市场竞争日趋激烈，发达国家以雄厚的技术经济实力，抢占中国经济发展急需的能源市场，中国进入WTO以后，面临经济全球化的考验，国有企业在市场竞争中必须以最短的新产品开发时间及交货期(T)，最好的质量(Q)，最低的成本(C)，最优的服务(S)，最好的环保(E)，满足不同的用户对产品的需求，赢得市场。

并达到企业可持续发展的良性循环。

⑵新产品设计开发的需要“九·五”、“十·五”期间，东汽厂新产品开发工作量大，将开展“二化一改三启动”工程，即：进行600MW机组、300MW机组的模块化、系列化；国内在运行机组通流部分的改造；开发百万千瓦级核电机组，蒸汽燃汽联合循环机组以及600MW超临界汽轮机机组的开发任务，迫切需要加快MIS/CAD/CAM技术的推广应用，以提高产品开发能力。

启动过程的特点
燃气轮机的启动过程具有快速性、稳定性和安全性等特点，同时还需要考虑燃料 的消耗和排放等因素。
燃气轮机启动控制策略的设计
启动控制策略的目标
设计燃气轮机启动控制策略的目标是实现快速、稳定和安全 的启动过程，同时优化启动过程中的燃料消耗和排放等性能 。
控制策略的设计
根据燃气轮机的特性和启动过程的特点，设计合适的控制策 略，如基于模型的预测控制、模糊逻辑控制等。
燃气轮机启动控制策略与仿 真
2023-11-04
contents
目录
• 燃气轮机概述 • 燃气轮机启动控制策略 • 燃气轮机启动仿真研究 • 燃气轮机启动控制策略的优化与实现 • 燃气轮机启动控制的挑战与未来发展
01
燃气轮机概述
燃气轮机的定义与工作原理
燃气轮机定义
燃气轮机是一种以空气为介质，利用连续的燃气膨胀做功，将燃料化学能转 化为机械能的热力发动机。
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THANKS
基于模型的优化方法
线性模型
通过线性化燃气轮机的动态模型，设计线性控制器以优化启动过程。
非线性模型
利用非线性控制理论和技术，建立燃气轮机的非线性模型，并设计相应的非线性控制器。
基于人工智能的优化方法
神经网络
利用神经网络的自学习能力，对燃气轮机 的启动过程进行优化。
VS
深度学习
采用深度学习算法，对燃气轮机的运行数 据进行学习，并设计高效的启动控制策略 。
对仿真结果进行深入的讨论，分析不同控制策略下 的启动过程和性能表现，比较优劣和影和优化的方案，如 改变控制逻辑、调整参数等。
验证与优化
通过实验验证改进方案的可行性和效果，不断优化 和控制燃气轮机的启动过程和性能表现。

针 对 以 上 问 题 ，本 文 采 用 模 块 化 建 模 的 思 想 Ｌ】 ，推 导建 立 了考虑 压气机 级 间抽气 和 透平 级 内 进气的新一代 Ｆ级 ３００ ＭＷ 重型燃气轮机及其控制 系统 的动态 数 学 模 型 ，在 Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软 件 平 台 对该 系统 的动 态响 应特性 进行 了仿 真研 究 。验证 了 动态 数学 模 型 的正 确 性 和所 采 用 控 制 系统 的 合 理 性 ，分 析 了在不 同工况 下 燃 烧 室 烟 气 热惯 性 对 系 统 动态 性能 的影 响 。
１ 重 型燃 气 轮 机 数 学模 型
重 型燃 气 轮机 热力 循环 的系 统 图 ，如 图 １所 示 。 根据 燃气 轮机 的设 计 机 理 采 用 模块 化 建 模 的方 法 ， 在 Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中建 立燃 气 轮 机 的模 型 ，包 括 压 气机 模块 、燃 烧 室模 块 、透 平 模 块 、转 轴 模 块 和控 制 模块 ，如 图 ２所示 。
收 稿 日期 ：２０１５－１２－１４ 改稿 日期 ：２０１６—０２—０５ 作者 简介 ：乔红 （１９９１一 ），女 ，山西 人 ，硕 士研究 生 ，主要 研究 方 向：燃气 轮机 系统建 模 、仿真 与控 制方 向及其联 合循 环 ，
Ｅ－ｍａｉｌ：ｑｈ４２４８０１３＠ ｓｔｕ．ｘｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。
第 ２期
３００ Ｍｗ 重型燃气 轮机数学建模与动态仿真
２９
折合 流量 ：ｇ ＝ｇ 。
（３）
上式 考虑 了大 气 参 数 对 折 合 曲线 的影 响 ，图 ３
为压 气机 通用 特性 曲线 。
图 １ 重型燃气 轮机热力循环 的系统 图
ｏ
ｏ

某重型燃气轮机燃料控制仿真平台的搭建与研究郭庆;刘月;刘尚明【摘要】为了对某重型燃气轮机的控制系统进行测试及优化,需进行大量的仿真测试.研究中首先利用容积法搭建燃气轮机高精度实时模型;然后分析燃料控制原理,搭建了包含硬件设备和上位机界面的硬件在回路(hardware-in-the-loop,HIL)仿真测试平台;接着进行仿真测试,对比不同控制参数下系统的特性;最后,通过分析实验数据可知,HIL优于纯数字仿真测试,可对控制系统进行部分优化,有利于缩短调试周期、降低调试风险,为将来试车及现场机组的调试起到一定程度的指导作用.【期刊名称】《热力透平》【年(卷),期】2016(045)002【总页数】6页(P127-131,163)【关键词】重型燃气轮机;硬件在回路;仿真测试平台;控制系统【作者】郭庆;刘月;刘尚明【作者单位】燃气轮机与煤气化联合循环国家工程研究中心,北京 100084;清华大学热能工程系,北京 100084;清华大学热能工程系,北京 100084【正文语种】中文【中图分类】TK471凭借较高的热转化率，重型燃气轮机在舰船、地面发电和工业驱动等多个领域得到了广泛的应用。

重型燃气轮机的研发获得了国家层面的大力支持，自2003年以来，国家发改委先后组织了多次“打捆招标”，期望以市场换技术，但目前诸如热端部件制造、DLN燃烧以及自动控制系统等核心技术仍被国外公司垄断。

因此，研发拥有完全自主知识产权的重型燃气轮机刻不容缓。

重型燃气轮机由压气机、燃烧室、透平和控制系统及辅机部分组成。

经过50多年的发展，重型燃气轮机部件设计、高温材料、隔热涂层、高温冷却等技术取得了快速发展，已经从90年代的B级发展到目前的H级(以GE的划分方式举例)，三菱甚至还推出了J级。

作为重型燃气轮机型号划分的主要依据的透平进口温度逐年提升，从低于1 000 ℃发展到约1 550 ℃；单机功率从20 MW增大到480 MW；效率从26%提高到约41%。

燃气轮机模拟仿真加工随着工业化的不断进展，燃气轮机已经成为了现代工业中不可缺少的一种核心设备。

但是燃气轮机生产的过程中，测试和验证是非常重要的一环。

由于燃气轮机的特殊性，如果进行试运行很可能带来很大的风险。

为了更好地优化燃气轮机的研发过程，并在确保安全性的同时降低成本，燃气轮机模拟仿真加工技术应运而生。

一、燃气轮机模拟仿真加工概念燃气轮机模拟仿真加工是指利用计算机技术对燃气轮机进行数字化仿真，模拟实际工况下的运行状态。

通过仿真加工，可以对燃气轮机的各个部件进行设计和优化，同时还能够提前发现可能存在的问题，以便在制造完成之后进行针对性的调整和完善。

另外，燃气轮机模拟仿真加工还可以对整个燃气轮机的性能进行评估，确保其在使用过程中能够达到设计要求。

二、燃气轮机模拟仿真加工的应用1. 优化设计通过燃气轮机模拟仿真加工，可以避免在实际生产过程中出现因为设计不合理而导致的浪费和成本的过高。

另外，燃气轮机模拟仿真加工还可以为改善燃气轮机的性能提供指导，并且可以更为精准地确定机械结构的参数和设计。

通过对燃气轮机进行仿真加工优化，可以使其在使用过程中更为稳定，效率更高，并且还可以进行全面性能评估。

2. 提高效率燃气轮机是一种用于发电的重要设备，如果能够提高其效率，可以帮助降低能源消耗和减少对环境的影响。

在燃气轮机的开发过程中，如果采用燃气轮机模拟仿真加工技术，可以提高制造效率，同时还可以降低制造成本，提高设备的信任性和可重复性。

3. 发现问题在进行燃气轮机模拟仿真加工的过程中，可以通过方便的视觉化方式提前发现各种可能存在的问题并进行优化，避免在实际生产过程中出现问题。

例如，可以在各种不同的条件下进行模拟，寻找可能存在的燃气轮机的结构问题和工作方式等，优化设计方案。

同时，由于仿真加工可以模拟各种实际运行条件，从而可以在模拟环境下识别潜在的机械故障或其他问题，并着手解决。

三、燃气轮机模拟仿真加工的技术特点1. 真实性燃气轮机模拟仿真加工的真实性是非常重要的，因为它必须能够精确反映实际工况下的运行情况。

摘要微型燃气轮机发电系统的建模与仿真摘要微型燃气轮机具有重量轻、适用燃料广、清洁、低噪声、寿命长、运行成本低等优点，适合于分布式能源供应系统，是第二代能源供应系统的主要发展方向。

本文根据微型燃气轮机发电系统的动态特性，考虑基本的/V f和PQ控制策略，采用正弦脉宽调制逆变器，以“统一”模块化思想建立了微型燃气轮机发电系统的整体模型，并采用MA TLAB软件，在动态负荷条件下对该微型燃气轮机发电系统进行仿真，分析了微型燃气轮机与负荷之间的相互影响。

仿真结果表明，当微型燃气轮机发电系统遇到负荷扰动时，汽轮机的转速有所下降；但在负荷扰动去掉后，微型燃气轮机的转速和燃料流量都能迅速恢复到额定状态，并且整个过程转速和燃料流量都维持在额定值附近。

由此可知构建的系统模型的动态特性符合实际，为进一步研究微电网中各种分布式电源之间的协调控制奠定了基础。

关键词：微型燃气轮机；发电系统；正弦脉宽调制；动态仿真燕山大学本科生毕业设计（论文）AbstractMicro turbine are featured by their lightness in weight, adaptability to many kinds of fuel, cleanliness, low noisiness longevity, low operational cost and suitability for application in distributive power supply systems, therefore representing the main direction of development of the second generation of power supply systems. According to the micro turbine power system dynamic characteristics, consider the basic V/f and the PQ control strategy, using sinusoidal pulse width modulation (SPWM) inverter, "unification" to establish a micro-gas turbine modular thinking of the overall power system model and using MATLAB software to simulate the micro-gas turbine power generation system in the conditions of dynamic load and analysis of the micro gas turbine and power electronics converter device and the interaction between the load.Simulation results show that when the micro turbine power generation systems that are experiencing load disturbance, the turbine speed decreased, but when the load disturbance removed, the micro gas turbine speed and fuel flow can be quickly restored to the nominal state, and the process speed and fuel flow is maintained at nominal near. It can be seen that the system model tallies with the reality, and it lay the foundation for further study in the micro electrical network between each kind of distributional power source's coordination control.Keywords :micro gas turbine; power generation systems; sinusoidal pulse width modulation; dynamic simulation目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2微型燃气轮机发展过程中存在的问题 (4)1.3本文的主要工作 (6)第2章微型燃气轮机发电系统的基本原理 (7)2.1微型燃气轮机发电系统结构 (7)2.1.1微型燃气轮机主要部件 (7)2.1.2永磁发电机 (11)2.1.3微型燃气轮机发电系统电力电子接口和控制 (12)2.2微型燃气轮机发电系统的运行方式 (14)2.3本章小结 (15)第3章微型燃气轮机发电系统整体建模 (16)3.1微型燃气轮机及其控制模型 (16)3.1.1速度控制 (16)3.1.2温度控制 (17)3.1.3燃料控制 (17)3.1.4燃气轮机模型 (17)3.2永磁发电机及整流器模型 (19)3.3逆变器及其控制的数学模型 (21)3.3.1逆变器及SPWM调制的数学模型 (21)3.3.2逆变器控制策略 (24)3.4微型燃气轮机发电系统整体模型框图 (25)3.5本章小结 (25)第4章系统仿真及分析 (26)4.1仿真软件介绍 (26)4.2微型燃气轮机发电系统仿真 (27)4.3仿真研究 (27)4.3.1微型燃气轮机的仿真 (27)4.3.2永磁发电机及整流器仿真 (31)4.4本章小结 (32)结论 (34)参考文献 (35)致谢 (37)附录 (38)第1章绪论第1章绪论1.1 课题背景近年来，以风力发电、光伏电池和微型燃气轮机等为代表的分布式发电技术的发展已成为人们关注的热点。

燃气轮机部件研发管理系统的设计与实现随着燃气轮机装备大型化和智能化的国家战略的不断实施,根据装备战略的实效需求,许多生产燃气轮机的厂商投身到燃气轮机的新机型的研发中。

在现有的燃气轮机研发管理系统中,首先没有将燃气轮机实验数据与设计数据融合进行综合产品数据管理,再者没有给出一种有效的研发数据安全解决方案。

由于燃气轮机的研发过程中,存在零部件众多且零部件间的多元网状隶属关系,同时许多生产燃气轮机的厂商在设计研发过程中存在大量的实验数据以及图文档数据,怎样有效的综合管理燃气轮机研发数据,减少研发设计成本,提高数据的安全性,将是有待解决的核心问题。

根据现存燃气轮机研发管理系统中存在的问题,本文首先调研了现有燃气轮机产品数据管理软件的现状,根据生产燃气轮机厂商的需求,设计并实现了一款燃气轮机研发管理系统,它可以将燃气轮机实验数据与设计数据融合进行综合管理并兼顾数据的安全性。

本系统分为信息安全模块、系统管理模块、燃气轮机部件图文档管理子系统和燃气轮机部件实验管理子系统。

信息安全模块为其它系统模块提供信息安全服务,它采用2DES-filter与RSA结合的混合加密模型来实现对数据的加解密,并采用SHA512算法对用户进行身份认证。

为了对燃气轮机多元网状隶属装配关系进行表达,在燃气轮机部件图文档管理子系统中采用装配关系树结构来分层次进行管理,并对装配关系管理、零部件图文档存储管理和版本管理进行了实现。

在燃气轮机部件实验管理子系统中,通过面向对象UML设计及程序流程设计给出部件类型管理、实验类型管理、实验数据管理和实验文件管理的实现。

最后对整个系统进行了功能测试、混合加密方法的时间效率实验和系统负载能力测试,验证了系统的有效性。

我公司原有的燃气轮机技术信息传递平台是在 ＩＭ Ｄ Ｍ Ｏ Ｎ Ｔ Ｓ Ｂ Ｏ Ｉ ／ Ｏ Ｅ 平台上采用 Ｂ Ｓ Ｎ ／ 结构设计开发 和实 施 的， 文档 数 据库 查 询、 对 浏览 的功 能都 在 Ｓｒ ｒ ｅ ｅ端进行 ， ｖ 因而大大减少 了系统 的管理 和维 护
工作。Ｅ Ｍ ｉ系统可以通过单独 的 Ｗ ｂ — ａ ｌ ｅ 页面直接 登录也可通过 Ｏ Ａ系统 内部登录。但基于公 司应用
期， 双方技术交流主要 以纸质方式进行。随着新 的
１ 实施环境
根据 ＷＷ Ｗ系统的应用需求 ， 同时考虑到原有 燃气轮机技术信息传递平台、 —Ｍ ｉ Ｏ Ｅ ａ 、 Ａ系统的实 ｌ 施环境 ， 从经济高效 的角度出发 。 Ｗ 网站系统与 ＷＷ
ＩＭＤ Ｍ Ｎ Ｂ Ｏ ＩＯ平 台布置 于同一 台服 务器上 ， 同时布 置一台高配置的 Ｐ ｃ作为备份服务器。该服务器布 置于公司内网， 经路 由器 、 防火墙接入 ［ ｅ ｅ ｎｍ ｔ ｔ 。 具体的硬件、 环境配置 ：
接 入 Ｉｔ ｔ ．ｅ ｏ ｎ ｍｅ
维普资讯
第４ 期
燃气轮机技术信息传递网站的建立方案及实施

６ ９
由于 ＩＭ Ｄ ｍｎ／ ｏ ｓ Ｂ ｏ ｉ Ｎ ｔ 是集 电子 邮件 、 ｏ ｅ 文档数
输信息的隐私性 、 可靠性 和用户 的非否 认性。同时 在服务器端安装证书服务 ， 通过证 书的验证授权来
紧密融合。 关 键 词 ： ｐＮｔ Ｉ组件 ； ｓ Ａ ．ｅ；Ｓ Ｉ 燃气轮机； 信息传递； 端口映射
中图分类号 ：Ｐ９． Ｔ２３０ ２ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： ０ — ８９２０）４ Ｏ６ — ３ １ ９ ２８（ ６０ 一 ０８ ０ ０ ０
引言

船舶燃气轮机发电机组实时仿真新方案
李淑英;李铁磊;王志涛
【期刊名称】《哈尔滨工程大学学报》
【年(卷),期】2014(35)1
【摘要】针对传统的船舶燃气轮机发电机组实时仿真方案的不足,基于无刷直流电机恒扭矩控制系统,提出了一种新的实时仿真方案。

开发了某型三轴燃气轮机实时仿真模型和无刷直流电机驱动控制器,最终实现了船舶燃气轮机发电机组实时仿真平台。

针对机组突增、突减负载的过程开展的实时仿真实验表明,新方案在保证仿真精度的前提下,可以很好地满足仿真实时性。

【总页数】5页(P69-73)
【关键词】船舶燃气轮机;发电机组;实时仿真;无刷直流电机;扭矩控制系统
【作者】李淑英;李铁磊;王志涛
【作者单位】哈尔滨工程大学动力与能源工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TK14
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英
5.SK15HE燃气轮机实时仿真器的动态数学模型与仿真 [J], 吕泽华;赵士杭;徐福生因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。