化學回熱循環(huán)燃氣輪機變工況性能仿真研究.pdf

1、為了應對能源危機和環(huán)境污染,化學回熱循環(huán)作為燃氣輪機的一種改進形式得到越來越廣泛的研究?；瘜W回熱循環(huán)采用化學反應吸收燃氣輪機的高溫余熱并且改造燃料成分,提高循環(huán)熱效率并且減少了污染物排放。本文建立了船舶推進燃氣輪機的化學回熱循環(huán)并且分析其穩(wěn)態(tài)和動態(tài)變工況性能。主要工作內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　(1)分析柴油-蒸汽裂解反應原理并建立了化學回熱器的數(shù)學模型,通過仿真得出不同工況下的甲烷蒸汽重整反應的程度。
　　(2)建立了水系統(tǒng)的動

2、態(tài)模型,計算了幾種工況的動態(tài)響應效果,列出動態(tài)響應的結(jié)果,該系統(tǒng)高效的供給了化學回熱循環(huán)所需的蒸汽并且能產(chǎn)生額外的淡水供應。
　　(3)建立原型機的部件特性模型并得到整體的穩(wěn)態(tài)模型,在此基礎上首先建立了與燃氣輪機本體相匹配的水系統(tǒng)和化學回熱器的穩(wěn)態(tài)模型,然后建立了化學回熱循環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)仿真模型,對其穩(wěn)態(tài)變工況性能進行了研究。仿真結(jié)果顯示:在相同噴油量的條件下,化學回熱循環(huán)效率相對提高31.5％,注蒸汽循環(huán)效率相對提高28.3%;采

3、用燃燒室和化學回熱器同時噴油的方案,可以提高甲烷的轉(zhuǎn)化率;化學回熱循環(huán)和注蒸汽循環(huán)均能提高壓氣機的喘振裕度。
　　(4)基于轉(zhuǎn)子慣性和容積慣性建立了原型機的動態(tài)模型,并基于熱慣性建立水系統(tǒng)和化學回熱器的動態(tài)模型,得到了化學回熱循環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)仿真模型,對其動態(tài)變工況性能進行了研究。通過動態(tài)仿真結(jié)果可以看出,由于化學回熱循環(huán)燃氣輪機結(jié)構復雜,其參數(shù)響應時間變長,響應規(guī)律更加復雜。
　　本文采用C語言建立了一套化學回熱循環(huán)穩(wěn)動態(tài)計