掺氢燃气轮机热力学动态模型建模方法

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作者 李俊昆 马立阁 +2 位作者 谢岳生 沈新军 葛冰 《动力工程学报》 北大核心 2025年第6期813-821,共9页

掺氢燃气轮机是氢电耦合的新型能源转化装备,建立掺氢燃气轮机的动态模型,对深入理解燃气轮机掺氢特性以及精准调节掺氢控制参数具有重要意义。针对掺氢燃气轮机的特点,采用机理建模方法建立了压气机、混合燃料燃烧室、透平等燃气轮机... 掺氢燃气轮机是氢电耦合的新型能源转化装备,建立掺氢燃气轮机的动态模型,对深入理解燃气轮机掺氢特性以及精准调节掺氢控制参数具有重要意义。针对掺氢燃气轮机的特点,采用机理建模方法建立了压气机、混合燃料燃烧室、透平等燃气轮机部件模型,基于迁移学习方法构建了掺氢燃烧效率等燃气轮机部件特性模型,通过耦合形成掺氢燃气轮机热力学动态模型,并以某小F掺氢燃气轮机现场运行和试验数据进行模型的稳态和动态验证。结果表明:所建模型不仅可用于天然气掺氢燃料的燃气轮机仿真,还可用于掺氢比动态调节时的升降负荷仿真,能够为燃气轮机掺氢比控制策略研究提供精确的仿真模型。 展开更多

关键词 燃气轮机 掺氢 热力学模型 迁移学习 动态仿真

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当量比变化对合成气双旋流喷嘴燃烧火焰特征的影响 被引量：3

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作者 谢岳生 胡国菊 +2 位作者 郭培卿 葛冰 臧述升 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期458-462,共5页

采用平面激光诱导荧光(PLIF)、高温热电偶及红外气体分析仪,对不同当量比下的合成气在双旋流模型燃烧室内的火焰特征进行了试验研究.结果表明:当量比为0.2时,合成气火焰的反应区呈月牙形,随着当量比的增大,合成气火焰根部逐渐出现M型分... 采用平面激光诱导荧光(PLIF)、高温热电偶及红外气体分析仪,对不同当量比下的合成气在双旋流模型燃烧室内的火焰特征进行了试验研究.结果表明:当量比为0.2时,合成气火焰的反应区呈月牙形,随着当量比的增大,合成气火焰根部逐渐出现M型分布特征,火焰锋面的内、外侧张角均单调减小,火焰推举高度与穿透深度增大,同时,燃烧室中下游出现大量的反应区,火焰根部受到压缩,燃烧室排气温度升高,CO排放量迅速降低. 展开更多

关键词 双旋流喷嘴 火焰特征 当量比 合成气 PLIF测量

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某重型燃气轮机燃烧室燃烧性能的数值模拟 被引量：2

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作者 刘网扣 朱志劼 +2 位作者 谢岳生 范雪飞 陈洪溪 《燃气轮机技术》 2016年第4期44-48,共5页

对某重型燃气轮机的燃烧室分成火焰筒头部、全尺寸火焰筒、过渡段三部分进行了热态的数值模拟研究。对火焰筒头部采用轴向旋流器、不等间距喷燃孔等结构的燃烧室进行计算,得到了燃烧室的三维流场分布及温度分布。研究了旋流器安装角变... 对某重型燃气轮机的燃烧室分成火焰筒头部、全尺寸火焰筒、过渡段三部分进行了热态的数值模拟研究。对火焰筒头部采用轴向旋流器、不等间距喷燃孔等结构的燃烧室进行计算,得到了燃烧室的三维流场分布及温度分布。研究了旋流器安装角变化对燃烧性能的影响。计算结果很好地反映该重型燃气轮机燃烧室燃烧流动特点,为重型燃气轮机燃烧室的设计开发提供了重要参考。 展开更多

关键词 燃气轮机 燃烧室 数值模拟 旋流器

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9E燃气轮机低氮改造后火焰筒燃烧特性的数值计算 被引量：2

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作者 叶文 刘传亮 +2 位作者 范雪飞 黄行良 谢岳生 《燃气轮机技术》 2016年第2期34-40,共7页

针对改造后的LEC-Ⅲ低NOx燃烧室,运用FLUENT软件对该火焰筒的燃烧流场进行数值模拟。在模拟过程中采用了标准k-ε湍流模型,用SIMPLE算法进行求解,分析了一次模式下火焰筒内速度分布、温度分布、组分分布。结果表明:在一次模式时,火焰筒... 针对改造后的LEC-Ⅲ低NOx燃烧室,运用FLUENT软件对该火焰筒的燃烧流场进行数值模拟。在模拟过程中采用了标准k-ε湍流模型,用SIMPLE算法进行求解,分析了一次模式下火焰筒内速度分布、温度分布、组分分布。结果表明:在一次模式时,火焰筒通过旋流和第一排射流孔形成的回流稳定火焰;文丘里喉道高速气流可以防止预混模式时二级燃烧区的火焰回火,避免一级燃烧区气体再点火燃烧;在一次模式时,火焰筒头部的圆柱形腔室的工作特性相当于六个小型的火焰筒;NOx排放的数值模拟结果与运行值接近。 展开更多

关键词 一次模式 火焰筒 旋流器 回流区 数值模拟

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汽轮机蒸汽管道与阀门及汽缸外缸外表面传热系数的计算模型和计算方法 被引量：2

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作者 史进渊 谢岳生 徐佳敏 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期25-37,共13页

构建了汽轮机蒸汽管道、主汽调节阀与汽缸外缸的外表面传热系数计算模型与计算方法。给出了汽轮机蒸汽管道、主汽调节阀、高压外缸、中压外缸与低压外缸的内表面传热系数以及保温结构外表面与低压外缸外表面的复合传热系数计算公式。建... 构建了汽轮机蒸汽管道、主汽调节阀与汽缸外缸的外表面传热系数计算模型与计算方法。给出了汽轮机蒸汽管道、主汽调节阀、高压外缸、中压外缸与低压外缸的内表面传热系数以及保温结构外表面与低压外缸外表面的复合传热系数计算公式。建立了汽轮机蒸汽管道、高压外缸与中压外缸的金属内层壁与保温结构外层壁的双层圆筒壁、主汽调节阀金属内层壁与保温结构外层壁的双层球壁以及低压外缸单层圆筒壁的传热过程计算模型。考虑到金属内层壁内表面温度与外表面温度和保温结构外层壁外表面温度均为待定温度,采用迭代法确定这些汽轮机部件的表面温度、传热过程的传热系数与热流密度。完成了汽轮机蒸汽管道、主汽调节阀、高压外缸、中压外缸与低压外缸的外表面传热系数计算分析的应用实例,得出了这些汽轮机部件传热过程金属内层壁外表面的传热系数、热流密度与等效表面传热系数的计算结果,为这些汽轮机部件温度场与应力场的有限元数值计算提供了传热边界条件。 展开更多

关键词 汽轮机 蒸汽管道 主汽调节阀 汽缸 传热设计 传热系数

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湿度变化对双旋流合成气非预混燃烧特性的影响 被引量：5

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作者 葛冰 田寅申 +1 位作者 谢岳生 臧述升 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期746-749,755,共5页

利用平面激光诱导荧光（PLIF）、高温细丝热电偶及红外气体分析仪对不同空气湿度下的双旋流合成气非预混燃烧流场进行了实验研究.实验结果表明,随着空气湿度的增加,合成气火焰的基本形态已经发生很大变化,燃烧室中心轴线处OH自由基浓度... 利用平面激光诱导荧光（PLIF）、高温细丝热电偶及红外气体分析仪对不同空气湿度下的双旋流合成气非预混燃烧流场进行了实验研究.实验结果表明,随着空气湿度的增加,合成气火焰的基本形态已经发生很大变化,燃烧室中心轴线处OH自由基浓度越来越低,荧光信号强度明显变弱,火焰根部逐渐出现W型分布特征,燃烧室排气温度缓慢下降;当空气加湿量φ（空气中水蒸气体积与干空气体积之比）为0-30%时,CO排放量变化不大,但是当φ=40%时CO排放迅速增加,而当φ=50%时,CO排放已经不稳定,燃烧振荡,容易熄火.此外,NOx排放随着φ增加下降明显,但是当φ〉20%时,NOx排放的下降趋势会变慢,继续增加水蒸气对NOx排放的影响不大. 展开更多

关键词 双旋流燃烧 合成气燃烧 湿空气燃烧 平面诱导荧光测量

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氢燃料燃气轮机研发现状和最新技术进展 被引量：13

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作者 田书耘 朱志劼 +4 位作者 蒋俊 刘网扣 万震天 谢岳生 范雪飞 《能源研究与管理》 2021年第4期10-17,41,共9页

在未来无碳能源生态系统中,通过氢燃料燃气轮机实现低碳或零碳发电是可行的技术路线之一。为此,综述氢燃料燃气轮机燃烧技术研发现状和面临的问题、主要燃气轮机厂商燃烧器研究进展、材料技术研发现状、燃氢电站示范项目情况介绍,分析... 在未来无碳能源生态系统中,通过氢燃料燃气轮机实现低碳或零碳发电是可行的技术路线之一。为此,综述氢燃料燃气轮机燃烧技术研发现状和面临的问题、主要燃气轮机厂商燃烧器研究进展、材料技术研发现状、燃氢电站示范项目情况介绍,分析指出基于氢燃料燃气轮机燃烧技术发展偏向高效、富氢、预混燃烧器,稀土硅酸盐材料是目前一种比较理想的抗高温氧化涂层材料,燃氢电站从示范项目到规模化应用的探索还处于起步阶段等。 展开更多

关键词 氢燃料燃气轮机 预混燃烧 稀土硅酸盐 燃氢电站示范应用

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燃气轮机气路故障诊断技术综述与展望 被引量：2

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作者 田书耘 万震天 谢岳生 《能源研究与信息》 CAS 2022年第1期23-28,共6页

气路故障是燃气轮机的主要故障形式,对燃气轮机安全性和经济性影响重大,因此研究气路故障诊断方法至关重要。总结了国内外燃气轮机气路故障诊断技术研究的发展现状,并对各种研究方法进行了归类,分别讨论了基于模型、基于数据和基于知识... 气路故障是燃气轮机的主要故障形式,对燃气轮机安全性和经济性影响重大,因此研究气路故障诊断方法至关重要。总结了国内外燃气轮机气路故障诊断技术研究的发展现状,并对各种研究方法进行了归类,分别讨论了基于模型、基于数据和基于知识方法进行故障诊断的优势、进展、适用范围及3种方法互相结合的可能性,重点介绍了近年来新兴的深度学习和融合诊断方法,最后探讨了该领域值得进一步研究的问题和可能的发展方向。 展开更多

关键词 燃气轮机 气路故障诊断 深度学习 融合诊断

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燃气轮机运维关键技术分析与思考 被引量：4

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作者 万震天 田书耘 +2 位作者 谢岳生 刘传亮 范雪飞 《能源研究与管理》 2020年第1期111-114,共4页

目前我国燃气轮机发电技术与发达国家相比差距很大,主设备基本依赖进口,运维技术也很薄弱,因此分析燃气轮机运维关键技术,提供运维服务思路,降低运维服务成本,实现运维服务自主化意义重大。从建立远程监测与故障诊断功能平台、优化运行... 目前我国燃气轮机发电技术与发达国家相比差距很大,主设备基本依赖进口,运维技术也很薄弱,因此分析燃气轮机运维关键技术,提供运维服务思路,降低运维服务成本,实现运维服务自主化意义重大。从建立远程监测与故障诊断功能平台、优化运行条件延长检修时间间隔、备品备件优化配置减少储备成本3个方面论述了燃机运维的关键技术,可以有效地降低电厂故障发生率,节省检修维护费用,减少备品备件储备成本,提高燃机电厂的运行可靠性、经济性和灵活性。 展开更多

关键词 燃气轮机 运维服务 关键技术

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燃气轮机分布式能源系统主设备选型软件开发 被引量：1

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作者 朱志劼 赵峰 +2 位作者 谢岳生 张成义 范雪飞 《分布式能源》 2019年第1期38-46,共9页

为推进天然气分布式能源项目开发,开展燃气轮机分布式能源项目规划和前期方案研究,自主开发了国内首套燃气轮机分布式能源系统主设备选型软件,从而快速进行主设备选型、性能计算及技经分析。基于能量梯级利用原则,结合燃气轮机分布式能... 为推进天然气分布式能源项目开发,开展燃气轮机分布式能源项目规划和前期方案研究,自主开发了国内首套燃气轮机分布式能源系统主设备选型软件,从而快速进行主设备选型、性能计算及技经分析。基于能量梯级利用原则,结合燃气轮机分布式能源系统选型优化的先进技术理念和实际项目反馈经验,采用Matlab软件及其优化算法建立了燃气轮机产品性能数据库及性能修正、燃气轮机联合循环热力性能优化、燃气冷热电三联供技术经济分析等计算模块,实现了主设备选型工作的软件智能化替代。介绍了软件开发思路、功能与主要界面,举例分析了某燃气轮机分布式能源项目的选型计算,并将软件结果和项目可研报告进行了对比,结果表明:软件的热力性能计算结果准确,技经分析接近可研深度。软件功能齐全,操作便捷,满足项目前期方案研究需求,能在诸多方案中优选最适合的方案,提升了项目投资决策效率。 展开更多

关键词 燃气轮机 分布式能源 燃气冷热电三联供 主设备选型 热力性能计算 技术经济分析

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汽轮机关键部件总寿命计算方法的研究 被引量：1

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作者 史进渊 谢岳生 +2 位作者 江路毅 徐望人 范雪飞 《热力透平》 2022年第4期231-239,284,共10页

提出了汽轮机关键部件在低周疲劳、高周疲劳与蠕变等多种损伤机理作用下总寿命的计算方法。介绍了汽轮机关键部件总寿命计算方法研究的技术背景,以及国际标准与电站业主对汽轮机寿命的要求。分析了汽轮机关键部件寿命计算所需的材料物... 提出了汽轮机关键部件在低周疲劳、高周疲劳与蠕变等多种损伤机理作用下总寿命的计算方法。介绍了汽轮机关键部件总寿命计算方法研究的技术背景,以及国际标准与电站业主对汽轮机寿命的要求。分析了汽轮机关键部件寿命计算所需的材料物理性能与力学性能试验数据、关键部件温度场与应力场计算结果和寿命计算的力学模型。给出了汽轮机关键部件在低周疲劳、高周疲劳与蠕变等单种损伤机理作用下裂纹萌生寿命和裂纹扩展寿命的计算方法。建立了汽轮机关键部件单种损伤机理作用下总寿命的计算方法和多种损伤机理作用下日历寿命的计算方法,以及汽轮机关键部件日历总寿命的计算与评定方法,给出了高压内缸日历总寿命计算的应用实例。汽轮机关键部件总寿命计算方法的研究,解决了在多种损伤机理作用下汽轮机关键部件日历总寿命计算的技术难题。 展开更多

关键词 汽轮机 灵活性 寿命设计

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核电汽轮机转子日历总寿命的计算方法

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作者 史进渊 谢岳生 +2 位作者 江路毅 李汪繁 范雪飞 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1132-1142,共11页

提出了核电汽轮机转子在高周疲劳与低周疲劳损伤机理交互作用下日历总寿命的计算方法。介绍了核电汽轮机转子的高周疲劳损伤机理与高周疲劳裂纹萌生寿命计算方法以及低周疲劳损伤机理与低周疲劳裂纹萌生寿命计算方法。给出了核电汽轮机... 提出了核电汽轮机转子在高周疲劳与低周疲劳损伤机理交互作用下日历总寿命的计算方法。介绍了核电汽轮机转子的高周疲劳损伤机理与高周疲劳裂纹萌生寿命计算方法以及低周疲劳损伤机理与低周疲劳裂纹萌生寿命计算方法。给出了核电汽轮机转子的高周疲劳裂纹扩展材料试验常数和高周疲劳裂纹扩展寿命计算方法以及低周疲劳裂纹扩展材料试验常数和低周疲劳裂纹扩展寿命计算方法。建立了核电汽轮机转子在高周疲劳与低周疲劳损伤机理交互作用下裂纹萌生日历寿命与裂纹扩展日历寿命的计算方法,以及核电汽轮机转子日历总寿命的计算方法,给出了核电汽轮机焊接低压转子日历总寿命计算与改进的应用实例。结果表明:某核电汽轮机焊接低压转子日历总寿命由原设计55.92 a增长到改进后的74.46 a,为核电汽轮机的长寿命设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 核电汽轮机 转子 高周疲劳 低周疲劳 寿命设计

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燃气轮机工质普朗特数的计算方法

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作者 徐望人 谢岳生 史进渊 《热力透平》 2022年第4期254-260,273,共8页

燃气轮机工质的传热计算和温度场分析,需要计算得出工质的定压比热容、动力黏度、导热系数和普朗特数。介绍了混合气体普朗特数的计算方法,给出了湿空气的上述参数的修正方法和计算结果,得出标准烟气的计算修正结果,并采用REFPROP数据... 燃气轮机工质的传热计算和温度场分析,需要计算得出工质的定压比热容、动力黏度、导热系数和普朗特数。介绍了混合气体普朗特数的计算方法,给出了湿空气的上述参数的修正方法和计算结果,得出标准烟气的计算修正结果,并采用REFPROP数据库和实验数据分别对湿空气和烟气的计算结果进行了验证。结果表明,采用此普朗特数计算方法和修正方法,结果的相对偏差在工程上是可以接受的,该方法可以用来计算绝大部分燃气轮机工质的普朗特数。研究成果可为燃气轮机工质的传热计算和温度场分析提供参考。 展开更多

关键词 燃气轮机工质 定压比热容 动力黏度 导热系数 普朗特数

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风电-储氢-燃气轮机综合能源系统性能分析

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作者 卜一凡 刘网扣 +2 位作者 谢岳生 江路毅 任显龙 《燃气轮机技术》 2025年第2期9-16,共8页

针对在风力发电的不稳定性而导致的“弃风”问题,提出将富余电力通过电解水制氢设备制取绿氢进行跨季节长时储能,待风力不足时,再将储存的绿氢用于氢燃气轮机发电。建立风电-储氢-燃气轮机综合能源系统(电氢电系统)性能计算模型,并计算... 针对在风力发电的不稳定性而导致的“弃风”问题,提出将富余电力通过电解水制氢设备制取绿氢进行跨季节长时储能,待风力不足时,再将储存的绿氢用于氢燃气轮机发电。建立风电-储氢-燃气轮机综合能源系统(电氢电系统)性能计算模型,并计算不同风速条件下系统的电功率、制氢耗氢量等性能参数。结果表明:风速在3~5.75 m/s时,风力发电机的功率小于额定功率,启用燃气轮机利用储氢进行电力补充,风速为3 m/s时,电氢电系统效率降低为0.39;风速大于5.75 m/s时,随着风速的增加,富余电功率与制氢量随风速增大呈指数型增长,系统效率从额定风速下的0.95降至风速为20 m/s时的0.64;在3、5、6、12月利用多余电能制氢并储氢,跨季节储存2个月以上,在秋冬季风力不足时,利用储氢发电补足电力短缺。全年储氢量共计约33.7万m 3,储氢量可供兆瓦级燃气轮机在其余8个月每天满负荷调峰运行约1.84 h。基于本文的计算边界,通过制氢与用氢的协调控制,电氢电系统以1171 kW输出功率持续稳定运行。 展开更多

关键词 电氢电 氢燃气轮机 制氢 跨季节长时储氢 系统性能分析

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