變幾何壓氣機對燃氣輪機運行特性影響研究.pdf

1、作為燃氣輪機防喘措施之一，可調(diào)靜葉在燃氣輪機變工況下的調(diào)節(jié)方案對燃氣輪機的運行性能具有重要影響。由于時間、成本等因素的限制，采用實驗的方法難以在較寬的運行范圍內(nèi)對各個工況下的靜葉調(diào)節(jié)規(guī)律進行研究。而隨著燃氣輪機仿真建模的發(fā)展，利用燃機集成仿真技術從不同角度對整機或單獨部件進行建模已成為研究燃機運行性能的有效方法。因此，本文以某型三軸船舶發(fā)電用燃氣輪機為研究對象，建立了考慮變幾何壓氣機的（0-1）可變維度燃氣輪機總體仿真模型。以提高燃機運

2、行效率為目標，優(yōu)化得到了前三級靜葉的調(diào)節(jié)方案，并據(jù)此對可調(diào)靜葉影響下的燃氣輪機穩(wěn)態(tài)、動態(tài)性能進行了仿真研究。為燃氣輪機變工況運行過程中可調(diào)靜葉的調(diào)控規(guī)律提供了參考。
　　本文的主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）基于模塊化建模思想，對研究對象進行了合理劃分，建立了船用燃氣輪機部件的數(shù)學模型。針對變幾何壓氣機特性變化的特點建立了新的壓氣機特性模塊和接口模塊，將壓氣機一維特性計算程序嵌入零維燃機總體模型中，使其代替原先固化的壓氣機部件

3、特性模塊。
　?。?）在船用燃氣輪機實際部件裝配關系的基礎上，設計了模塊化模型庫的體系結構。據(jù)此在Matlab/Simulink軟件環(huán)境下建立了包括壓氣機、燃燒室、渦輪、轉(zhuǎn)子、容積等模塊在內(nèi)的船用燃氣輪機仿真模型庫，并最終搭建了考慮變幾何壓氣機的變維度燃機仿真模型。同時利用 Matlab/GUI開發(fā)編制了一個具有可擴展性的船用燃氣輪機集成仿真平臺。
　?。?）通過HARIKA壓氣機特性計算程序分析了9級軸流壓氣機前三排可調(diào)靜

4、葉單獨工作時，在不同開度、不同轉(zhuǎn)速下對于壓氣機性能的影響。以燃氣輪機的經(jīng)濟性和穩(wěn)定性為優(yōu)化目標，對各個工況下前三級靜葉調(diào)節(jié)方案進行了優(yōu)化。分別對船舶發(fā)電用燃機采用可調(diào)靜葉運行模式和不采用靜葉可調(diào)運行模式下，各個工況的穩(wěn)態(tài)性能參數(shù)進行計算，并將兩種燃機運行模式下的穩(wěn)態(tài)仿真結果進行了對比分析。
　?。?）利用已建立的變維度船用燃機仿真模型對燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)在典型工況（線性加、減載，階躍突增、突減和大幅度突甩負荷）下的變化特性進行了仿真