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本文采用数值模拟方法建立了某重型燃机天然气模型和合成气模型,依据现场数据进行了校核,同时利用合成气模型计算了在环境温度从-25～35℃变化过程中燃机整机的性能曲线,并据此提出了燃机的调节控制规律.环境温度降低时,需要对燃机进行燃机出力限制,关小压气机导叶,可有效降低透平出功,有效缓解轴负荷;环境温度升高时,需要对压气机进行防喘保护,少量放气方法可以明显增加压气机裕度,有效地保证压气机在安全稳定范围内工作.

关键词: 燃气轮机 , 控制规律 , 控制策略

基于凹腔驻涡的无焰燃烧室数值模拟

臧鹏 , 张克舫 , 崔玉峰 , 聂超群

工程热物理学报

无焰燃烧的关键在于高温烟气与新鲜空气燃料的充分掺混。本文设计了一种基于凹腔驻涡的无焰燃烧室，并对其进行了零维和三维数值计算。零维数值计算运用简单的化学反应网络模型预测了燃烧室NOx排放，凹腔当量比为0．5时，NOx排放低于5mg／m3（@15％O2）。凹腔产生的高温烟气，可以使燃烧室后部温度分布均匀，消除了温度峰值，燃烧室实现了无焰燃烧。双凹腔结构有利于改善燃烧室出口温度分布。

关键词: 无焰燃烧 , 数值模拟 , 双凹腔结构

燃气轮机燃烧室化学反应器网络模型研究

杨小龙 , 崔玉峰 , 徐纲 , 黄伟光

工程热物理学报

本文针对CFD燃烧室设计方法在计算时间以及计算的准确度上的不足,发展了一种计算量较小的、能够快速准确地预测燃气轮机燃烧室污染物排放的化学反应器网络模型方法(CRN).该方法首先根据CFD的计算结果对燃烧室进行分区,不同的区域采用不同的化学反应器模型进行模拟,反应器之间的连接关系以及入口参数都根据CFD的结果确定.本文采用这种方法对某个燃烧富氢合成气的重型燃气轮机燃烧室的NO_x排放随燃料加湿量的变化进行了预测,并与现场测量的结果进行了比较.计算结果与现场试验数据吻合得很好,证明这是一种很好的预测燃烧室NO_x排放的方法,与CFD方法相比预测精度有了很大提高,而且在计算时间上小了几个数量级.

关键词: 燃气轮机燃烧室 , 燃料加湿 , CRN网络模型 , NO_x排放 , 数值模拟

燃料供给方式对稀态预混燃烧特性的影响

邢双喜 , 房爱兵 , 崔玉峰 , 段冬霞 , 王昆 , 聂超群

工程热物理学报

稀态预混燃烧技术已被用于工业燃气轮机,其NOx排放可低于50 mg/m3,然而容易发生热声振荡问题.本文通过数值模拟和实验结合的方法研究了燃料供给方式和值班比对燃烧室动态和污染物排放特性的影响.模拟表明:三种燃料供给方式使燃烧室内呈现出三种典型的燃料分布形式.实验表明:当值班比由0％增加到15％时,NOx排放近似线性增加,而热声振荡的声压级会先升高而后降低.结果表明预混段内的燃料分布对污染物和热声振荡产生具有很大影响.

关键词: 燃气轮机 , 稀态预混 , 热声振荡 , 数值模拟 , 实验研究

EMD与神经网络在气液两相流流型识别中的应用

王强 , 周云龙 , 崔玉峰 , 孙斌

工程热物理学报

本文提出了EMD与Elman神经网络相结合的气液两相流流型识别的新方法.将压差波动信号经验模态分解(EMD)后的固有模态函数(IMF)进行分析、提取IMF能量作为Elman神经网络的输入特征向量,对水平管内的气液两相流流型进行识别.实验结果表明:该方法优于BP网络且稳定、识别率高,具有可行性.

关键词: 气液两相流 , 流型识别 , 经验模态分解(EMD) , Elman神经网络

贫燃料预混燃烧的回火特性研究

田颖 , 徐纲 , 宋权斌 , 崔玉峰 , 房爱兵 , 聂超群

工程热物理学报

回火问题是贫燃料预混燃烧面临的主要问题之一.本文采用计算和实验相结合的方法研究甲烷与富氢合成气贫预混燃烧的回火现象,得到不同燃料、不同稳定方式之间的回火特性.研究结果表明,回火极限可以关联为丕雷数模型,环形稳定器的回火稳定性最好,其次为杆稳定器,旋流稳定器的稳定性最差;环形稳定的甲烷预混火焰的回火过程为边缘稳定,适当加入边缘空气同轴射流后变为中心回火,且同轴射流速度存在最佳范围可以提高回火稳定性.

关键词: 预混燃烧 , 回火 , 富氢合成气 , 丕雷数模型