燃气轮机的发展及中国的困局

为了借鉴国外燃气轮机的研制与发展经验,以加速中国燃气轮机的发展,总结和分析了世界燃气轮机的发展历程和趋势,研究和归纳了中国燃气轮机的发展现状和存在的问题,提出了加快中国燃气轮机发展的建议。     

舰船燃气轮机技术的发展途径

分析了国外舰船燃气轮机的发展的现状、趋势和技术途径,结合中国舰用燃气轮机的研制情况,提出了中国舰船燃气轮机的发展策略,即走航空发动机改型的道路。     

发电用燃气轮机使用寿命的影响因素分析

随着西气东输工程的实施、大型油气田的开发和中低热值燃料应用的发展,发电用燃气轮机在中国的应用越来越广泛。根据燃气轮机运行平稳、可靠性高等特点,基于燃气轮机电站的实际工作经验,对发电用燃气轮机寿命的影响因素进行了分析。     

闻雪友院士访谈

<正>闻雪友,男,1940年出生,浙江慈溪人,1962年7月上海交通大学毕业后分配到中国船舶工业总公司第七研究院第七〇三研究所工作至今。燃气轮机专家,中国工程院院士。闻雪友长期从事舰船/工业燃气轮机装置的研究设计工作。曾任中国多型舰用燃气轮机机组的研制负责人,后又曾组织实施多项与燃气轮机相关的大型民用工程,为中国舰船/工业燃气轮机装置的发展和民用化进程做出了重要     

闻雪友院士访谈

问:请您简要介绍国外舰用燃气轮机的发展情况,目前中国舰用燃气轮机的研制与国外发达国家的差距,以及中国对舰用燃气轮机的需求?     

翁史烈院士访谈

问:请您简述中国燃气轮机技术的发展? 翁院士:目前,中国燃气轮机的发展形势很好,在海、陆、空的应用都实现了扩大.     

发展中的中国一航燃气轮机产业

分析了中国的能源储量、能源消费及其发展趋势和环境保护的现状;以QD-128、QD-70、QD-185和R0110燃气轮机为重点,介绍了中国一航在开发具有自主知识产权的燃气轮机产业方面所做的工作及今后的设想。     

WR-21舰船用燃气轮机的设计特点

WR-21燃气轮机是效率高、结构紧凑、可靠性高、维护性好的先进舰船用燃气轮机。介绍WR-21燃气轮机的工作原理和技术优势,总结其继承航空发动机技术与经验和创新采用间冷回热循环的设计特点,以为中国研究与研制舰船用燃气轮机提供参考与借鉴。     

QD-128--1种由航空发动机派生的轻型燃气轮机

介绍了在中国第1台具有自主知识产权的"昆仑"航空发动机的基础上,成功地派生发展出的QD-128燃气轮机的设计特点和试验经验,证明了"航机改燃机"是发展燃气轮机事业的捷径.     

航改大功率、高效率舰船燃气轮机的

为适应舰船战术性能和舰船吨位级别提高的要求,迫切需要研究大功率、高效率舰船燃气轮机.通过对国内外战舰主动力装置进行分析,认为中国开发40000kw的大功率燃气轮机是十分必要的,利用现有航空发动机的技术资源优势,采用先进的间冷技术是发展大功率、高效率舰船燃气轮机的1条现实可行的技术途径,既可以提高燃气轮机在设计工况下的功率和热效率,又能保持在低工况下的高效率.     

简单循环与回热循环燃气轮机变工况特性

针对某简单循环燃气轮机和回热循环燃气轮机建立了性能计算数学模型,并以Newton-Raphson法进行求解,对各自的变工况性能进行计算、分析及对比.研究结果表明:在工作参数相同的情况下,简单循环燃气轮机做功能力强于回热循环燃气轮机,但是前者的效率远远低于后者;涡轮进口温度自设计点降低时,回热循环燃气轮机效率降低幅度更大.对于简单循环、回热循环燃气轮机,环境温度降低使燃气轮机的输出功率和效率增加,但压气机喘振裕度降低;环境压力升高有助于提高燃气轮机的做功能力,使经济性以及稳定性更好.这些研究结果可以为航机陆改燃气轮机的变工况运行提供有益的参考.      

四端口通流波转子的波系分析

针对用于燃气轮机的四端口通流波转子,首先将通道内部复杂的压力波系简化,建立解析的数学模型,并依据国外的实验结果验证其正确性,最终用该解析模型分析波转子的边界条件、波系结构、性能以及压气机、涡轮、燃烧室的相关参数之间的关系.结果表明:提高波转子的高压空气出口反压可以有效提高波转子压比,这是波转子内部波系整体性增强的结果;合理地设计压气机与涡轮可以优化波转子的性能;波转子与燃烧室的匹配会制约燃烧室的设计,而提高燃烧室的总压恢复系数则有利于波转子压缩效率的提高.      

Development of the design scheme of cooling for a nozzle vane of high pressure turbine of gas turbine engine

The design schemes of cooling for the nozzle blades of high-temperature gas turbines are considered. The results of the thermal and hydraulic tests for the cooling systems of the nozzle vanes are presented. The prospective cooling system of the nozzle vanes of low and high pressure turbines is developed and presented. The test results for the vane with proposed design are presented.     

Digital twin model of gas turbine and its application in warning of performance fault

The digital twin-driven performance model provides an attractive option for the warn gas-path faults of the gas turbines. However, three technical difficulties need to be solved: (1) low modeling precision caused by individual differences between gas turbines, (2) poor solution efficiency due to excessive iterations, and (3) the false alarm and missing alarm brought by the traditional fixed threshold method. This paper proposes a digital twin model-based early warning method for gas-path faults that breaks through the above obstacles from three aspects. Firstly, a novel performance modeling strategy is proposed to make the simulation effect close to the actual gas turbine by fusing the mechanism model and measurement data. Secondly, the idea of controlling the relative accuracy of model parameters is developed. The introduction of an error module to the existing model can greatly shorten the modeling cycle. The third solution focuses on the early warning based on the digital twin model, which self-learns the alarm threshold of the warning feature of gas-path parameters using the kernel density estimation. The proposed method is utilized to analyze actual measured data of LM2500 +, and the results verify that the new-built digital model has higher accuracy and better efficiency. The comparisons show that the proposed method shows evident superiority in early warning of performance faults for gas turbines over other methods.     

Thermodynamic analysis of gas turbines topped with wave rotors

Wave rotors constitute promising gas turbine topping devices. In order to evaluate the potential benefit of these configurations, thermodynamic cycle analyses are carried out for various types of gas turbines including a four-port wave rotor. The parameters chosen to vary are the efficiencies of compression and expansion processes inside the rotor, the wave rotor compression ratio and the mixing and pressure losses in the ducts connecting the wave rotor to the adjacent components of the engine. The results obtained show that almost all the engines under study benefit from the wave rotor addition and that the most significant gain is obtained for gas turbines for which the compressor pressure ratio is moderate (∼5) and the turbine inlet temperature is fairly high (> 1600 K).     

ICR循环燃气轮机的仿真研究

采用MATLAB和VC混合编程的方法,建立了不同循环燃气轮机的热力性能仿真模型,并利用该模型对比研究了压比、燃气初温、间冷度、回热度等参数对ICR(间冷-回热)循环比功和效率的影响.研究表明:在给定条件下,合理匹配压比、燃气初温、间冷度和回热度等参数,可使ICR循环的比功和效率均达到最大;与单循环相比,ICR循环的比功...     

Improvement of gas-dynamic efficiency of GTE gas turbine stages at the design stage

Methods to control flow have been considered in order to reduce end losses in blade rows of GTE gas turbines by means of measures taken at the design stage.     

空气/烟气组合对波转子发动机性能的影响

针对波转子作为燃气轮机高压级构成的波转子发动机,考虑波转子普遍存在的烟气回流、空气排放现象及其形成的空气/烟气工质组合,建立热力学控制方程组,对波转子发动机总体方案进行对比和参数分析,并且基于热力循环模型分析参数影响关系的热力学原理。分析结果表明:烟气回流和空气排放的流量比例的增加会在不同程度上降低波转子发动机的循环功与热效率;烟气回流对总体性能的影响程度小于空气排放;适当提高波转子压比可以在考虑烟气回流和空气排放影响的前提下保持波转子发动机的总体性能。