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燃气轮机的湿空气循环性能分析与试验

2011-10-15翁史烈卫琛喻臧述升王玉璋

电力与能源 2011年6期

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)

0 引言

燃气轮机采用湿空气涡轮(Humid Air Turbine,HAT)循环可以充分利用循环中余热,提高燃机的热效率,由于余热的回收其回热器的换热面积远小于蒸汽余热锅炉中的蒸发段的换热面积,因此与燃气—蒸汽复合循环及主蒸汽循环(STIG)相比,设备的成本可以大幅降低。

HAT循环装置采用空气加湿的方法可以提高燃机的比功,而且空气加湿燃烧还可以减少NOX的排放。由于HAT循环可在不改变涡轮初温和压比下提高其比功及效率,这种在成熟的技术基础上获得的性能改善,更值得人们关注。因此20世纪80年代日本Y.Mori教授提出这种循环后,立即受到一些国际大公司的关注,继而投入大量资金进行研究开发[1]。瑞典的LUND理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 600Volvo的单轴燃气轮机),并利用试验台对饱和器、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尔大学合作,采用了人工神经网络对该试验台的稳态运行工况进行了模拟,模拟结果与试验结果很好吻合[2-3]。

目前,有关HAT循环装置的研究工作已经不再局限在对大型燃气轮机的HAT循环结构以及性能的分析和优化,以微型和小型燃气轮机为基础的HAT循环装置,研究开发工作也引起行业内的广泛关注。

上海交通……

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