燃气轮机的湿空气循环性能分析与试验.pdf

第32卷第6期
2011年12月
电力与能源
453
华术前燃气轮机的湿空气循环性能分析与试验
翁史烈,蒲强,卫琛喻,葛冰,臧述升,惠宇,王玉璋
上海交通大学机械与动力工程学院,动力机械及工程教育部重点实验室,上海200240)
摘要:对燃气轮机湿空气循环的性能进行了分析,建立了湿化工质的热物性计算模型,并对基于微型分轴燃
气轮机湿空气循环装置的性能进行了初步试验。试验结果表明,空气加湿后燃气轮机系统的运行性能有明显
改善,与简单循环系统相比,比功和效率都有很大的提高。根据试验条件进行的模拟计算结果与试验结果能
很好地吻合
关键词:微型分轴燃气轮机;燃气轮机湿空气循环;燃气轮机性能试验
中图分类号:TK472文献标志码:A文章编号:2095-1256(2011)06一0453-04
Property and Experimental on the Performance of Humid Air Turbine
Weng Shilie, Pu Qiang, Wei Chenyu, Ge Bing, Zang Shusheng, Hui Yu, Wang Yuzhang
(School of Mechanical Engineering, Key Laboratory for Power Machinery and Engineering of Ministry
of Education, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China)
Abstract: This paper presents a calculation model of thermodynamic properties for the humid work gases of hu
mid air turbine (HAT). Based on a micro two-shaft gas turbine, the experiments of the performance of HAI
cycle are carried out. The results show that the humidification of air has a significant effect on system perform
ance, and the specific power and cyele efficiency are greatly improved compared to those of a simple cycle.
Simulation results according to the test conditions can fit well with experimental results.
Key words: micro two-shaft gas turbine; FAT cycle; performance experiments of gas turbine
0引言
和器、大湿度燃烧室的运行进行了研究,得到了许
多宝贵的试验数据资料。其后又与英国的纽卡斯
燃气轮机采用湿空气涡轮( Humid Air Tur尔大学合作,采用了人工.神经网络对该试验台的
bine,HAT)循环可以充分利用循环中余热,提高稳态运行工况进行了模拟,模拟结果与试验结果
燃机的热效率,由于余热的回收其回热器的换热很好吻合231
面积远小于蒸汽余热锅炉中的蒸发段的换热面
目前,有关HAT循环装置的研究工作已经
积,因此与燃气一蒸汽复合循环及主蒸汽循环不再局限在对大型燃气轮机的HAT循环结构以
(STIG)相比,设备的成本可以大幅降低。
及性能的分析和优化,以微型和小型燃气轮机为
HAT循环装置采用空气加湿的方法可以提基础的HAT循环装置,研究开发工作也引起行
高燃机的比功,而且空气加湿燃烧还可以减少业内的广泛关注
NOx的排放。由于HAT循环可在不改变涡轧
上海交通大学对HAT循环系统从理论到实
初温和压比下提高其比功及效率,这种在成熟的验,进行了长期的研究工作,对湿化过程中的湿空
技术基础上获得的性能改善,更值得人们关注。气热物性、饱和器的传热、传质机理及系统试验开
因此20世纪80年代日本Y.Moi教授提出这种展了深人的研究,并通过实际系统试验得出了
循环后,立即受到一些国际大公司的关注,继而投HAT循环装置性能机理性试验结果,本文将简
入大量资金进行研究开发。瑞典的LUND理单介绍这些研究工作和成果。
工学院与皇家理工学院共同搭建了第一台600
kW的微型燃气轮机试验台(该试验台基于VT
湿化复合工质的热物性
600 Volvo的单轴燃气轮机),并利用试验台对饱
假设湿空气气相是蒸汽、氧气和氮气组成的