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单位代码学号 分 类 号密 级气 动 技 术外 文 文 献院 （ 系 ） 名 称 工 学 院 机 械 系专 业 名 称 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化学 生 姓 名指 导 教 师2012 年 3 月 16 日摘要：一个典型的燃气涡轮机的结构建模与分析系统。这种方法已应用到系统和子系统，这是一个典型的气体的组成部分涡轮系统。由于燃气轮机系统的性能测量流体流动的能量转换方面在其各种组件和部件，等子系统的性能影响整体燃气轮机系统的性能。企图有已作出相关等子系统的关联性整体燃气轮机系统的功能图论方法评价。特征在系统水平以及子系统方程水平已关联的基础上发展起来的各种因素的影响其性能。一个永久功能已经提出了一个功能模型燃气涡轮机系统，从而进一步导致选择，燃气涡轮机的识别和优化评价系统。关键词系统建模，燃气轮机系统评估，图论方法1 引言用于发电的燃气涡轮机的使用增加，近年来，并有可能继续增加未来。目前，燃气涡轮机系统的需求发电1,2以上的帐户 50的世界市场上的火电厂。气3联合循环汽轮机系统工作广泛取代了由于蒸汽发电厂的需求其相对较低的资本成本，缩短建造导致时间和环境法律法规。在气涡轮机系统，供电单位，组成一个燃烧室和轮机，压缩机，被视为是系统的心脏。的表现供电单位，直接影响整个性能发电系统。各种支持系统，如空气雾化系统，润滑系统，冷却水;系统，消防系统等，随着控制系统，在执政的最佳匹配在一个典型的电源供电单位的性能代环境。许多研究已进行了设计和性能有关的战略分析火电厂的子系统。质量4已评估使用的火力发电厂图确定相互作用的理论方法其中的关键，但冲突的参数。类似研究已经进行了实时的可靠性指数评价5和实时的商业可用性指数评价6 蒸汽发电厂。 “系统建模7和维护策略8煤基电厂也已完成过去使用的子系统研究。一个显着进度已超过适应性观察全球在发电行业的燃气涡轮机系统。一基于典型的燃气轮机发电装置的操作在印度已经显示出图。 1。对于燃气涡轮机系统，一些研究人员燃气轮机的改进工作系统的效率9考虑优化在现有的系统或使用的各种参数与先进的技术力量增强10 ，氮氧化物控制或安全标准。热力学这种系统的性能方面已支付注意显著。热力学分析11,12在能源和火用分析方面已作出预测在这样的系统的能源利用率。性能这种燃轮机系统13优化一直计算，减少燃料消耗方面受约束的具体推力和涡轮叶片温度条件。各种先进的燃气轮机 周期14也被批判地分析和 采取热力学充分利用相比 系统的特点。然而，任何研究 燃气涡轮机作为一个整体的建模和分析系统 其子在性能方面的基础上 相互依赖的属性或性能变量 这些子系统仍是未知数。 燃气轮机系统的性能主要是 在其结构配置方面的代表， 功能的关系，其子和 其控制系统的响应特性。“ 在结构配置可以代表 机械联系，联系人，性质和材料的类型 集会。然而，一旦初步燃气轮机 系统的设计得到的性能结果 经营周期，注意的是要支付功能 各种子组件之间的关系和 控制系统的响应。的表现 各子系统再根据其设计功能。 各种支持系统的设计也有助于 显着达到预期的业绩成果 也就是说，热效率，可靠性，业务 ，这种燃气轮机系统的灵活性等。 在本论文中，已作出努力，开发出 典型燃气轮机系统的数学模型 其各个子系统的功能关系的条款 流体流动的路径，即空气，燃油和排气。 如有必要，结构性的联系和 控制系统的反应已考虑 各种连接和关联分析 子系统。像这样系统的制造 通用电气15，巴拉特重型电气有限公司 India1）和控制系统开发，如 petrotech2）提供了广阔的文学有关 性能和变阵，制造和装配 这种燃气轮机系统控制功能 分别。 16已被用于图论 了解和分析整个燃气轮机系统 其子或子系统水平。这 技术已成功地应用于 发展其他工程的数学模型 状结构的系统17和热力循环 18等在过去。这个程序允许分析 这种复杂的燃气轮机系统和合成 多少缓解相比其他替代技术 在文学。 2 系统结构建模燃气轮机 单位 对于燃气轮机单位，体系结构建模 系统为蓝本的基础上的结构和功能 燃气轮机的各个子系统之间的关系 大会分析了沿流动方向，包括空气， 液体燃料流量，气体燃料流量和燃烧气体 包括冷却和润滑介质。以 发展的结构关联的数学模型 除涡轮子系统和功能的关系， 燃气轮机系统建模成 14 子系统： 1）进气口系统; 2）供电单元系 统; 3）气体燃料系统; 4）液体燃料系统; 5）启动和驱动系统; 6）氮氧化物减排系统; 7）水清洗系统; 8）外壳及通风系统; 9）消防系统; 10）排气系统; 图 1 查看燃气轮机电站 1）BHEL 燃气轮机支持系统。 ESCI 讲稿，电力 和能源司， 2009 年 7 月 2）产品公告 94091，94023。 / 58 接待。能源 2012 年，6（1）：57-79 11）润滑系统; 12）水冷却系统; 13）雾化空气系统; 14）控制系统。 上述子系统直接或间接贡献 燃气轮机系统和具体的成果，也 与功能关系的不同程度的相互依存的。 2.1 中一：进气子系统 进气口子系统，如图所示。 2，包括 以下内容： 1）环境空气进入过滤器的车厢，然后 压缩机进全会将通过管道， 消音器，内衬弯头，过渡件。 2）反向流动的压缩机排气 抽水到过滤室，清洁过滤器 段的间歇性。 3）为了提高燃气轮机的功率增强 系统通过进气冷却系统，制冷机线圈 来电过滤空气冷却，以减少空气温度 在进口压缩机。 4）由于燃气轮机系统设计 所有的天气条件下，防冰功能也 注册成立。含入口加热防冰模块 多方面的，通过经营过滤器室 控制阀是安装在压缩机排气线 录取分数过滤进气系统车厢。 在系统的拆分的捶打屏幕保护对 摄入冰以及鞭笞。此外，压力开关 表示一个令人震惊的局势受控启动 关闭入口系统压降时达到 预定的水平。 2.2 S2：供电单位子系统 供电单位，最重要的子系统 燃气涡轮机系统，包括一个集成模块 压缩机，燃烧室和涡轮机组， 负责的节能改造 燃气轮机系统所需的结果。在目前的 情况下，一个 17 级轴流压气机，再加上与 3 - 可以燃烧阶段轴流式燃气轮机通过环 装配动力增强和氮氧化物的规定 减排系统。供电单位子系统， 演示图。 3，包括以下内容： 1）从入口全会的空气进入压缩机 通过可变进气导片（IGVs）到第一 远期阶段组装轮配合刀片安装 短轴。 2）经过压缩的空气在第 1 至第 4 阶段 级联（车轮彼此绑通过连接螺栓） ， 在第五届提取空气中的一小部分通过扩展端口 这是所有轴承组件的冷却阶段密封件，压缩机，包括车轮轮组件在燃气轮机和重新连接到涡轮和垫片通过涡轮排气框架为主线，以用尽燃气轮机排气扩散。3）在第五阶段的压缩空气进一步指示通过刀片级联之间的第 5 和第 10 阶段压缩机。定子叶片安装在船尾外壳转子轮领带狂奔。一个是空气中的分数从扩展端口再次提取 11 期脉动控制在启动和关闭燃气涡轮机。没有流血允许这种扩张图 3 动力装置子系统示意图 60 接待。能源 2012 年，6（1）：57-79 在其他时间操作的端口。4）在第 11 阶段的出口压缩空气进一步录取阶段 11 日至 17 级梯级大会再次提取其中的一小部分到第 17 赛段前通过扩展端口，用于冷却涡轮机第一第二阶段水桶和转子轮位。空气再次承认用尽空气通过排气扩燃气涡轮机。5）从压缩机排出空气摘录被送入流量套在燃烧包装燃烧室。一个相同的分数也被用来液体燃料的雾化空气，防冰机制在进风系统，扭转从流除尘在进气口系统的过滤器，冷却第一阶段整流罩和第二阶段的燃气涡轮机的喷嘴冷却。空气分数要求的除尘和防冰机制，整个冷却空气再次被送入涡轮排气排气全会通过排气扩燃气涡轮机。6）蒸汽从蒸汽喷射子系统也承认压缩空气放电电源线隆胸和氮氧化物的排放降低。分数（即近 10）的压缩空气进入开槽燃烧衬帽区，冷却区的 20-30进入燃烧班轮，其余的稀释区提供足够的空气完全燃烧条件。7）在燃烧班轮互动的地方组成的气体燃料雾化喷雾和雾化通过决斗燃油喷嘴装配和液体燃料产品燃烧热值高的进步通过不同区域的燃烧班轮水轮机进水喷嘴叶片。热气提前通过在生产涡轮叶栅输出工作传动轴的旋转运动，可进一步可取的形式，如工作或电源转换电力。8）其他空中分数也加入这主要废气线在出口截面涡轮。2.3 S3 的气体燃料子系统气体燃料子系统，显示图。 4，包括以下内容：1）气体燃料进入高速比例阀和垫款气体燃料，通过燃气截止阀控制阀。每个阀门有其自己的特定功能的气体燃料流量。2）气体燃料进入气体燃料测量装置其中的压力和温度的气体燃料流通过控制输入/输出单元测量面板相同的子系统和信号传送到进行必要的控制面板单位执行器流动的纠正措施。3）测量气体燃料进入气体燃料的摄入量双燃料喷嘴组件安装在歧管燃烧室外壳组装。2.4 S4：液体燃料子系统液体燃料子系统，如在图展出。 5，包括以下内容：1）液体燃料送入燃料空调机组从燃油泵，以消除在污染液体燃料。2）空调的燃料送入燃料泵通过燃油截止阀。旁路行还提供了跨燃油泵。3）这种燃料被送入流量测量装置，交互与控制的输入输出单元参考面板进行整改值的压力，温度，压力下降，温度降，等。4）出口燃料是从流量测量装置通过减噪提供选择阀总成，因此，每个 CAN 燃烧室提供平等的燃料流量在所有这些喷嘴均匀燃烧燃烧室。5）燃料选择阀总成送入双燃料喷嘴，进气歧管安装在燃烧室的装配。液体燃料子系统的示意图所示图 5。2.5 五：启动和驱动器子系统启动和驱动器子系统，如在图。 6，包括以下内容：1）电源驱动器与液力变矩器异步电动机的帮助。变矩器提供通过燃气轮机驱动装置的起动转矩附件盒以上的速度之旅大会和颚离合器。2）附件齿轮箱 enhouses 的驱动单元驾驶燃气轮机功率驱动单元轴 1 和 2。 “反过来支持 2 轴轴驱动系统集成 3A，3B 和 4 通过齿轮啮合（两端驾驶） 。这些轴集成驱动的传动装置总成图 6 示意图启动和驱动器子系统 62 接待。能源2012 年，6（1）：57-79 燃油泵，雾化，高压空气压缩机水力泵，润滑油泵，分别。3）交流电源还提供了动力像所有的排气风扇冗余设备，电机，杂项水泵在燃气涡轮电路。2.6 六：氮氧化物减排子系统虽然燃气涡轮机低排放的废气污染物，严格的限制规定由法定法规有必要减少水平某些污染物，特别是氮氧化物。注蒸汽系统被认为是“氮氧化物减排技术通过在现有的制度。 NOx 的子系统，描绘图。 7，包括以下内容：1）蒸汽产生的余热蒸汽发生器（HRSG）部分安装在排气子系统被送入气动控制电磁通过控制蒸汽计量口截止阀过滤网。2）截止阀打开允许蒸汽喷射流量和流时，系统是不是关闭的闭合经营或跳闸。3）下游侧排水阀可加热蒸汽在压缩机排气线录取前流量控制阀，调节蒸汽流量，接收信号的输入输出单元控制子系统。4）空调的蒸汽被送入压缩机放电行或直接进入主燃烧区燃烧室。2.7 七：水洗子系统清水洗净子系统包括以下内容：1）水洗子系统涉及的流程如用热水振铃压缩机，混合洗涤剂与水在适当的比和注射漂洗后最初的压缩机，浸泡，随后漂洗压缩机。2）在水洗，保存在燃气轮机起动模式。3）水被排出的燃气涡轮机系统泄油口和排气全会通过的。清水洗净子系统的示意图所示图 8。2.8 S8 的外壳和通风子系统外壳和通风子系统，所示图 9，包括以下内容：1）三个即附件单独罩肯 - 图 7 示意图（注蒸汽）的氮氧化物减排子系统图。 8 水洗子系统示意图纳雷什亚达夫等。 63 一个典型的燃气涡轮系统的结构模型MENT，燃气轮机机组舱和负载的齿轮车厢环境空气入口的规定以及过滤空气入口和排气。2）排气风扇安装在每节车厢吸从车厢内的空气进气口的窗户，通风口他们通过出风口部分的空气。3）这些发泄球迷表现在冗余通过使用单独的电源子系统和运行并确保最低数量和空气变化通风子系统控制音量。4）燃油泄漏的气体从液体燃料子系统和气体燃料子系统也递过来的废气，这些发泄球迷。2.9 S9 的消防子系统防火子系统，图中显示。 10，包括以下内容：1）温升探测器的信号发送到设备的控制面板，进一步驱动控制阀在附件舱，气体二氧化碳的释放涡轮室和负荷齿轮车厢。2）CO2 气体流量控制和供应银行水浸为分离管道的 CO2 瓶以及延长放电三个车厢。3）最低 CO2 流量也保持在车厢在操作过程中的防火灭火的目的。2.10 S10 的排气子系统排气子系统，如图所述。 11 日，由以下内容：1）废气涡轮收到用尽弥漫燃气轮机的废气中全会单位。2）这些废气的进一步流动控制使用断头台阻尼器或转向器阻尼器作为这些气体飞走了通过控制或分流阻尼器或直接堆叠被送入余热锅炉的单位，通过了断头台阻尼器。3）在余热锅炉的单位，排气热能气体是利用水蒸汽生产通过间接收到从蒸汽动力循环加热过程。4）蒸汽送入汽轮机组，这些废气的热能利用生产权力运行的发电机。这项工作的一部分蒸汽送入压缩机进口电力扩增和限制在燃气涡轮机组的氮氧化物。5）这些废气，释放自己的能量后水，允许飞通过管单位开放的气氛。2.11 的 S11：润滑子系统润滑子系统，如图。 12，包括以下内容：1）主润滑油 泵附件轴驱动 4，由交流电机驱动的辅助润滑油泵和紧急润滑油泵由直流电动机驱动通过从润滑油过滤器，调节润滑油的流动水库润滑油轴承，密封件，啮合的燃气轮机电路。2）压力和温度测量装置通过控制面板控制润滑油流响应。3）电路完成后，润滑油被排出足够大的润滑油润滑油水库油流在保留其润滑性能。2.12 S12 的水冷却子系统水冷却子系统，如图所示。 13，包括以下内容：1）从水源水的条件通过过滤和 deionising 的的单位。2）空调水通过分发冷却器，尤其是润滑油冷却器和雾化空气使用三种方式旁通阀控制冷却器。3）冷却水进一步冷却，要么一个开放的系统冷却塔或工业型在一个封闭的水 - 空气式热交换作业循环。6 方法的燃气涡轮机系统结构的方法基于图论的第 2-5 所述的建模和矩阵方法总结如下：1）确定的燃气涡轮机系统，并分析其在叶轮机械的类型配置使用，特别的安排，要使用燃料的性质，材料建筑，空气和燃料，包括流道排气，特别规定，如进气冷却方法热回收安排等2）开发的组成结构拓扑空气/燃料或废气交互的部件或子系统流量所需的气体的性能在宏观层面以及涡轮系统微观层面。3）获取在上述功能的关系确定用气结构拓扑的子系统涡轮系统和开发系统的功能有向图使用子系统之间的相互作用。 “子系统将被作为节点和代表相互作用的边缘被视为代表。4）开发的广义系统的结构变量永久使用的概念以
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