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燃气轮机的产热数学模型
燃气轮机的产热数学模型可以建立在以下几个方面：
1. 燃气轮机热力循环模型：
燃气轮机热力循环模型考虑燃气轮机内部的热力过程,分析燃烧室的燃烧与废气的排放,以及燃气轮机的内部温度、压力等参数的变化和它们之间的相互作用,得出燃气轮机的产热模型。
2. 燃烧与燃气特性模型：
燃气轮机的产热模型还考虑燃料燃烧的特性,以及燃气组分和燃气特性,燃气轮机内部的燃烧过程通过热力循环模拟燃气的变化,得出燃气轮机内部的热流量、功率、效率等参数。
3. 涡轮机特性模型：
涡轮机的特性也是影响燃气轮机产热的重要因素之一,可以通过分析涡轮机叶片的流态和空气动力学特性来推导和建立相关的热力学模型。
总之,燃气轮机的产热数学模型是一个综合性很强的系统,需要考虑多种因素的影响,包括燃料的品质、燃气轮机内部燃烧的特性、涡轮机的工作特性等等。
重型燃气轮机叶片热制造过程多尺度建模仿真解决方案提纲1、背景及意义2、材料基因工程与集成计算材料工程材料基因工程与集成计算材料工程高3、高温合金叶片定向凝固模拟–数学物理模型–实验验证–工程应用实例4、高温合金叶片热处理模拟结论5、结论1、背景及意义☐中国制造2025✓燃气轮机主要包括叶片☐两机重大专项即将启动航空发动机和重型燃气轮机，由于其重要性，被称为工业上“皇冠上的明珠”。
航空发动机和重型燃气轮机✓涡轮叶片是燃气轮机的核心部件，其工作温度高达1100℃。
战斗机/大飞机/舰船/能源：核心动力装备燃气轮机的应用国外国产航空发动机战斗机发动机（叶片寿命）数千小时数百小时大飞机发动机（叶片寿命）约2万小时尚无主要原因高温叶片性能差后果严重制约了国防和航空业的发展。
高温叶片工业燃气轮机高效大型机组主要原因F 级+G 级+H 级+J级尚无高温叶片技术无法引进现状与国外合作生产燃机，但高温叶片制造技术遭到封锁，不能自制。
只能以每片数十万元的价格进口用能以每片数十万元的价格进口，用于新机组的制造和老机组的更换。
后果经济损失巨大、核心技术受制于人高温叶片•热端叶片是重型燃气轮机的核心部件，其制造技术主要被发达国家垄断。
例如：西门子、通用电气、三菱重工等。
国家断例西子通用气菱等•上气、哈气以及东气分别和上述三家公司合作，想要以市场换技术，但是这些公司采取整机拆装的方式对核心技术严格保密。
•某企业涡轮叶片进口费用占其整台燃气轮机机组利润的50％。
进口核心热部件费用是生产成本的主要构成。
•近期主要引进、消化吸收再创新。
但是外方封锁了热端叶片制造技术制造技术。
亟待亟待掌握掌握具有具有自主知识产权自主知识产权的定向凝固叶片材料和制备工艺关键技术！叶片微观组织的发展1背景及意义重型燃气轮机叶片尺寸更大，性能要求更高，尤其在海洋腐蚀大气的环境中要重燃叶片和航空叶片对比、背景及意义高尤海气境要求具有高的耐蚀性能，制备更加困难。
·50李鑫1,2,田晓晶1,2,徐玲玉1,2,袁国凯1,2,傅颖1,2,孔祥林1,2(1.清洁高效透平动力装备全国重点实验室,四川德阳,618000;2.东方电气集团东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000)摘要:目前世界上的主流商业燃机均已实现了机组一键启停自动运行保护的功能。
而实现这一功能的主体便是燃机控制系统。
燃机控制系统作为整个机组运行的神经中枢,是关系到燃机运行安全的核心部件。
我国虽然通过“打捆”招标的方式引进了国外先进燃气轮机的制造技术,但控制系统的研发技术依然牢牢掌握在国外厂商手中。
东方汽轮机有限公司在研发国产重型燃机的过程中,同步推进控制系统的自主研发,通过开展专项试验研究,逐步开发出符合国产燃机特性的燃机控制系统。
文章对控制系统的主要功能和研发过程中所开展的试验项目进行了简要介绍,为同类型控制系统的研发指明了有效的方向。
关键词:燃气轮机,控制系统,试验中图分类号:TK477文献标识码:B文章编号:1674-9987(2023)04-0010-04 Function Introduction of Dongqi50MW Heavy Duty GasTurbine Control SystemLI Xin,TIAN Xiaojing,XU Lingyu,YUAN Guokai,FU Yin,KONG Xianglin(1.State key Laboratory of Clean and Effient Turbomachiney Power Equipment,Deyang Sichuan,618000;2.Dongfang Turbine Co.,Ltd.,Deyang Sichuan,618000)Abstract:At present,main stream gas turbine products in the world have realized the function of one-button start-stop and auto⁃matic protection.The main component to realize this function is the gas turbine control system.Gas turbine control system is a key component related to gas turbine safe operation as the nerve center of the whole unit operation.Although some advanced manufac⁃turing technologies of gas turbines has introduced through"bundling"bidding,but the research and development technology of the control system is still firmly in the hands of foreign manufacturers.In the process of developing domestic heavy duty gas turbine, Dongfang Turbine Co.,Ltd.started the research and development of the control system at the same time,through the implementation of special experimental research,the gas turbine control system in line with the characteristics of domestic gas turbine has been gradually developed.In this paper,the main functions of the control system and the test items carried out during the development process are briefly introduced,it points out the effective direction for the research and development of the same type of control sys⁃tem.Key words:gas turbine,control system,test第一作者简介:李鑫(1984-),男,学士,高级工程师,毕业于重庆大学自动化专业,主要从事燃气轮机测控与试验技术的研究工作。
燃气轮机系统的建模与仿真燃气轮机是一种高效可靠的能源转换设备，可以广泛应用于发电、飞行、航海等领域。
燃气轮机系统由多个部件组成，包括压气机、燃烧室、涡轮机等。
为了更好地设计、优化和控制燃气轮机系统，建立燃气轮机系统的模型并进行仿真是非常重要的。
一、燃气轮机系统的建模方法1. 基于物理学原理的建模方法这种建模方法基于燃气轮机系统的物理特性，通过对控制方程和能量平衡方程的建立，得出燃气轮机系统的数学模型。
这种方法的优点是能够准确地反映燃气轮机系统的物理特性，但是需要大量的计算和模型参数的确定，适用于研究燃气轮机系统的基本特性。
2. 基于统计方法的建模方法这种建模方法基于大量的实验数据，通过对实验数据的分析和处理，建立燃气轮机系统的统计模型。
这种方法的优点是不需要精确的物理特性和模型参数，可以通过实验数据进行建模，但是需要大量的实验数据和数据分析技能。
3. 基于神经网络的建模方法这种建模方法基于神经网络的模式识别能力，通过对燃气轮机系统的输入和输出数据进行学习，建立燃气轮机系统的神经网络模型。
这种方法的优点是能够学习系统的复杂非线性关系，但是需要大量的学习数据和神经网络模型的优化。
二、燃气轮机系统的仿真方法1. 基于模型的仿真方法这种仿真方法基于燃气轮机系统的数学模型，通过数值模拟的方法，进行燃气轮机系统的仿真。
这种方法的优点是可以对燃气轮机系统进行全面的仿真和测试，但是需要精确的物理模型和大量的计算资源。
2. 基于实验数据的仿真方法这种仿真方法基于实验数据的统计模型，通过对实验数据的模拟和处理，进行燃气轮机系统的仿真。
这种方法的优点是可以通过实验数据进行仿真，但是需要大量的实验数据和数据分析技能。
3. 基于混合方法的仿真方法这种仿真方法综合使用基于模型和基于实验数据的方法，通过建立精确的数学模型和处理实验数据，进行燃气轮机系统的仿真。
这种方法的优点是综合了两种方法的优点，可以比较准确地进行燃气轮机系统的仿真。
燃气轮机热力学性能的建模与优化研究燃气轮机作为一种高效节能的动力装置，广泛应用于航空、能源、化工等行业。
而燃气轮机的性能优化是提高其效率和减少环境污染的重要途径。
本文将探讨燃气轮机热力学性能的建模与优化研究，以期为相关领域的科研工作者提供参考。
首先，我们需要了解燃气轮机的基本运行原理和热力学过程。
燃气轮机的工作过程可分为压缩过程、燃烧过程和膨胀过程。
在压缩过程中，气体被压缩使温度升高，然后在燃烧过程中燃料与空气混合并燃烧，从而释放出热能。
最后，在膨胀过程中，高温高压气体经过涡轮膨胀产生动力，并为压气机提供动力。
这一基本原理为我们进行热力学性能建模提供了理论基础。
其次，我们可以使用数学建模的方法来描述燃气轮机的热力学过程。
通过建立燃气轮机的热力学模型，我们可以计算得到轮机的各项性能指标，如压力比、热效率、压降等。
其中热效率是衡量燃气轮机能量利用率的重要指标，通常使用工作流体的出口温度和燃气轮机的燃油消耗率来计算。
压力比则是衡量燃气轮机压缩效果的指标，通常使用压缩机入口和出口的总压力比来计算。
通过对这些指标的计算和分析，我们可以评估燃气轮机的性能和效率。
然而，燃气轮机的热力学模型是非常复杂的，涉及到多个参数和过程。
因此，在进行优化研究时，我们需要借助计算机模拟和仿真等方法来简化模型。
通过建立数值模型，我们可以对燃气轮机的性能进行多目标优化，以最大化功率输出的同时使燃料消耗率最小化。
此外，我们还可以对不同工况下的燃气轮机性能进行分析和比较，以了解其在不同条件下的工作状态。
为了更准确地进行燃气轮机性能优化的研究，我们还需考虑其他因素的影响。
例如，燃气轮机的燃料选择对其性能有重要影响。
我们可以通过比较不同燃料的热值和燃烧特性，选择最适合的燃料类型，以提高轮机的功率输出和热效率。
另外，工况条件对燃气轮机的性能也有显著影响。
工况参数包括气温、气压、湿度等，我们可以通过调整这些参数来优化轮机的工作状态，以达到最佳的性能表现。
基于MEA-BP神经网络的压气机特性曲线预测黄伟;常俊;孙智滨【摘要】针对燃气轮机建模过程中压气机特性曲线的预测在非设计工况条件下精度较低和泛化能力较差的问题,提出了一种基于思维进化算法(MEA)的BP神经网络预测模型。
该模型融合了MEA全局寻优的能力,在神经网络的权值和阈值范围内,通过MEA的“趋同”和“异化”操作,得到全局最优解并将其应用于BP神经网络的初始值,进而通过迭代得到最优输出预测曲线。
预测结果表明:与独立的BP神经网络相比,MEA-BP神经网络的预测结果具有更好的精度和泛化能力,相对误差也降低了很多。
可见,该方法适用于压气机特性曲线的预测,有助于压气机的实际运行分析,为燃气轮机的整体建模打下了较好的基础。
【期刊名称】《重庆理工大学学报》【年(卷),期】2019(033)002【总页数】8页(P67-74)【关键词】BP神经网络;思维进化算法;压气机特性曲线【作者】黄伟;常俊;孙智滨【作者单位】[1]上海电力学院自动化工程学院,上海200090;[1]上海电力学院自动化工程学院,上海200090;[1]上海电力学院自动化工程学院,上海200090【正文语种】中文【中图分类】TK472燃气轮机是一种重要的动力机械，被广泛应用于航空航天、轮船舰艇和火力发电等多个领域。
针对燃气轮机核心技术需要长期从国外进口的情况，燃机技术国产化势在必行。
采用模块化建模的方式对燃气轮机建立整体模型，可以得到相关的建模数据，进而可以进行故障诊断、健康管理和状态监控等研究。
可见，对燃气轮机进行建模仿真并研究其性能特点具有很高的实用价值[1-2]。
在燃气轮机的整体建模仿真中，压气机作为一个重要的组成部分，其流量和效率特性曲线的准确性直接关系到发电机稳态、瞬态过程模拟以及发电机与增压器匹配计算的精度。
但是，由于压气机特性曲线的可变性和离散不连续的特点，对该曲线的预测成为建模的重点和难点。
因此，要根据有限的样本数据，借助合适的建模方法对压气机特性曲线进行预测，得出变工况条件下不同转速所对应的流量和效率，进而为后期燃气轮机的整体建模打下基础。
R0110重型燃气轮机的研制崔荣繁;陈克杰;郭宝亭【摘要】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。
%The characteristics of structure and performance were summarized by expatiating the development of R0110 heavy-duty gas turbine.The plenty of experience on design,test and adjusment for every main components was gathered by the design,analysis and experiment research.The difficulty was solved during the development.The key technologies for heavy-duty gas turbine were mastered preliminary.The design platform of E＋ class heavy-duty gas turbine was built.It lay a good foundation for the derivative development of heavy-duty gas turbine and the development of gas turbine burning synthesis gas.【期刊名称】《航空发动机》【年(卷),期】2011(037)003【总页数】4页(P8-11)【关键词】R0110重型燃气轮机;产品研制;压气机;燃烧室;透平【作者】崔荣繁;陈克杰;郭宝亭【作者单位】中航工业沈阳黎明航空发动机集团有限责任公司,沈阳110015;中航工业沈阳黎明航空发动机集团有限责任公司,沈阳110015;中航工业沈阳黎明航空发动机集团有限责任公司,沈阳110015【正文语种】中文【中图分类】U464.136.10 引言R0110燃气轮机是在国家科技部“十五”863计划能源领域燃气轮机重大专项下研制的具有自主知识产权的重型燃气轮机。
某重型燃气轮机硬件在回路仿真平台转速部分的搭建与仿真研究刘月;蒋洪德;郭庆;黄玉柱【摘要】为了进一步验证重型燃气轮机控制系统的控制逻辑和性能，硬件在回路（ hardware-in-the-loop，HIL）仿真测试平台的搭建工作是十分必要的。
本文首先建立了某重型燃气轮机的高精度实时数学模型，然后采用变频器带动真实电机的方式搭建了该重型燃气轮机HIL仿真测试平台的转速部分。
通过对比纯数字仿真与HIL仿真的实验结果，本文对控制系统进行了修改并得到更优的控制性能。
由于HIL仿真测试平台搭建的原则是尽量的模拟电厂真实情况，所以本文对控制系统的优化过程也适用于试车调试，对未来缩短试车调试周期、节约开支、降低风险等方面有一定的指导意义。
%In order to validate the control logic and performance for the control system of heavy-duty gas turbine, the construction work of simulation testing platform based on hardware in the loop( HIL) is necessary.Firstly, we set up a high precision mathematical model for heavy-duty gas turbines;secondly, we built the speed parts of HIL in the way of frequency converter driving motor.By comparing the experimental results of pure digital simulation with HIL simulation, we modified the control system and get a better control perform-ance.Since the principle of building HIL is to simulate the real situation of power plant, the optimization process for control system in this article also applies for commissioning debugging, which has certain guidance in the future for shortening the debug cycle test, sav-ing expenditure and reducing the risk , etc.【期刊名称】《燃气轮机技术》【年(卷),期】2016(029)001【总页数】6页(P12-17)【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】刘月;蒋洪德;郭庆;黄玉柱【作者单位】清华大学热能工程系，北京 100084; 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; 燃气轮机与煤气化联合循环国家工程研究中心，北京 100084;燃气轮机与煤气化联合循环国家工程研究中心，北京 100084;燃气轮机与煤气化联合循环国家工程研究中心，北京 100084【正文语种】中文【中图分类】TK472作为一种高效的热功转换设备，燃气轮机广泛地应用于航空、舰船、地面发电和工业驱动等领域。
