海水换热器
换热器种类
新闻动态
中冷回热循环燃气轮机动态仿真研究点击：1687 日期：[ 2014-04-26 22:32:27 ] |
| 摘要：中冷回热循环燃气轮机是一个高度非线性的热动力系统，其动态性能由转子的转动惯性、容积的容积惯性和换热器的热惯性所决定。根据中冷回热循环燃气轮机的各部件特性，利用Matlab／Simlink仿真平台，采用模块化建模法，对中冷回热循环燃气轮机进行动态仿真。通过实例，对中冷回热循环燃气轮机的动态性能进行分析，并与简单循环燃气轮机仿真结果进行比较。结果表明，换热器的时间常数较大，其热惯性对机组的动态性能影响较大，在仿真过程中不能忽略，且机组平衡时间与换热器时间常数有关，时间常数愈大，达到平衡所需时间愈长。 随着能源问题的尖锐化，对燃气轮机的效率提出了更高的要求。无论是对陆上发电机用燃气轮机，还是舰用、坦克用燃气轮机，都必须采取措施提高热效率。为了提高热动力装置的效率和比功，尽可能地减少压气机耗功和回收在能量转换过程中的余热，在简单循环燃气轮机装置中加装换热器是一个十分有效、比较现实的措施。目前，高效、紧凑式换热器在国内外已得到了广泛地应用。 一个典型的船用中冷回热循环燃气轮机结构示意图如图1所示。这种机组较陆上发电机用燃气轮机具有更频繁的负荷变化工况运行，如起动、停机、加减速等过渡工况。在过渡工况下，系统的响应时间应尽可能短，主要参数如燃气初 温、转子转速等的峰值应控制在安全性和可靠性允许的范围内。由于换热器具有较大的热惯性，它会影响整个机组的动态特性。因此，为了能够保证中冷回热循环燃气轮机机组稳定运行、故障诊断以及设计出合理的控制系统，使燃气轮机 既能可靠工作，又具有良好的机动性，对中冷回热循环燃气轮机的动态特性的分析和预测是非常重要的。 对燃气轮机动态特性的理论分析和实验研究早在20世纪50年代就已经开始。最初，Fawke和Saravanamuttoo¨ 将燃气轮机谟型简化为转子转速相对于燃油在步长变化时的一阶延时系统。Rowen【2 后来利用此模型并在此基础上利用频域分析对燃气轮机进行仿真研究。现在，燃气轮机的动态仿真已发展到通过时域范围内的一系列守恒方程分析得到∞ ]。长期以来，人们一直使用换热器的稳态特性对中冷回热循环的性能进行优化设计和评估。由于换热器的动态性能能够提供变工况运行和控制等信息，所以许多学者 “开始研究换热器的动态特性。本文根据船用中冷回热循环燃气轮机的部件特性，提出中冷回热循环燃气轮机的仿真模型，并运用SIMULINK工具实现仿真，研究中冷回热循环燃气轮机的动态特性，为机组的可靠运行与精确控制提供理论依据。 2 仿真模型 中冷回热循环燃气轮机是一个高度非线性的热动力系统，决定其动态过程的主要有转子、容积和换热器的转动惯性、容积惯性和热惯性。容积惯性相对于转动惯性要小的多，在以往的仿真计算中常忽略不计，即认为流量压力是瞬间平 衡的。而在实际的动态过程中，流动的不平衡总是存在的，故在本程序中考虑了容积惯性。而对于中冷回热循环燃气轮机，其换热器热惯性较大，对燃气轮机性能影响较大，热惯性也不容忽视。图2显示了由Matlab／Simulink构建的中冷回热燃气轮机仿真模型总体图。 3.压气机模块 根据相似原理，压气机的工作特性可以用压比、折合转速、折合流量和效率四个参数间的关系来表示。在压比、折合转速、折合流量三个参数中，只要其中任意两个参数一经确定，压气机就有一个完全确定的工作状态。在燃气轮机仿真中，由于各转子的转速总是状态变量，因此折合转速一般总是已知的，当采用容积惯性法 仿真时，部件的进出口压力是已知的，所以利用压气机特性曲线，通过压比和折合转速求出折合流量和效率，进而求出压气机实际进出口流量、出 口温度和所消耗功率。 |
| 上一篇：异形管板换热器应力分析与评定探讨 | 下一篇：齐鲁芳烃装置产能达29.7万吨超额完成全年任务 |