布雷顿-空气底部复合循环和外涵回热式燃气-空气轮机

介绍了俄罗斯新发展的一种外涵回热式燃机FTY-18ⅡC，这种燃机的外涵增压空气经与内涵燃机的排气换热后驱动热空气涡轮。该涡轮与内涵燃气动力涡轮共轴输出功率18MW，轴端热效率44％。对FTY-18ⅡC的布雷顿-空气底部复合循环方式与常规回热循环及LM2500的布雷顿-空气底部联合循环和WR21的间冷回热循环做了比较。估算了将斯贝MK202涡扇发动机改装成这种外涵回热燃机的最大功率为17．9MW，热效率为39．1％。     

燃机工业现状与技术发展趋势

全球的燃机工业依赖工业结构改革和技术进步而迅速发展。1993年,轻型燃机的简单循环效率已经超过40％,重型燃机的联合循环效率已达55％。近来,在世界范围内,石油、天然气供应充裕,价格稳定,加之燃机本身高效率、低污染等技术优势,市场迅速扩大,制造商纷纷扩大生产规模,加强研究与发展能力,一个新的燃机发展时期可望到来。     

CRGT循环燃气轮机性能仿真

采用VC和MATLAB混合编程方法,进行了不同循环燃气轮机的变工况性能分析.其中,采用修正工程算法编制了工质热力性质计算程序,采用反向传播(BP)神经网络法建立了压气机和涡轮部件特性计算模型,采用模块化建模方法建立了简单循环、蒸汽回注(STIG)循环和化学回热(CRGT)循环性能仿真模型.仿真结果表明:在保持燃机几何结构和设计功率不变的条件下,STIG循环和CRGT循环均能降低燃气初温和提高循环热效率.其中,简单循环的热效率为35.16%,STIG循环的热效率可达到45%,CRGT循环的热效率可达到52.8%;为了进一步提高该型燃机的应用潜力和使用范围,可以将该型CRGT循环燃气轮机用于海水淡化应用中.      

先进间冷式重型燃机--LMS-100

美国GE公司即将推出以航空发动机技术为主导,轻、重型技术完美结合的间冷式重型燃机LMS-100,其简单循环功率10万千瓦,效率46％,可用于50赫兹和60赫兹电站。     

某型燃气轮机燃气一蒸汽联合循环方案分析

燃气-蒸汽联合循环是利用燃气侧高温吸热和蒸汽侧低温放热来扩大循环平均吸放热温差,促进能源的梯级利用,以提高循环效率。分析了某燃气轮机采用余热锅炉型联合循环后性能改善情况。简述了余热锅炉型燃气-蒸汽联合循环的工作原理,采用能量平衡法分析联合循环机组的热效率及其影响因素,采用Gat eCycle软件搭建联合循环模型,分析给出适合该型燃气轮机的联合循环方案。     

国外燃气轮机发展途径及方向

分析了国外燃机五十年来的发展途径,指出轻型燃机走航机改型之路,重型燃机走移植航机技术、与航机厂商合作开发之路,运用航机技术促进燃机工业的快速发展,这是西方先进国家发展燃机工业的成功经验;总结了航改燃机改型设计的8种途径、应遵循的基本原则和重型燃机的发展经验;展望燃机未来的发展方向;得出可供学习借鉴的四点结论。     

日本研制超级舰船燃气轮机

为了降低排放,1997年,日本的KHI、IHI等5家燃气轮机制造商联合成立了超级舰用燃气轮机(SMGT)技术研究联合体,为舰船工业合作研制下一代燃气轮机。该燃机的额定功率为2590kW,燃气发生器的额定转速为21000r／min,涡轮进口温度达到1200℃。该研究项目旨在利用低NOx排放的燃气轮机代替污染严重的柴油机,并使用回热循环,使SMGT的效率能达到同等条件柴油机的热效率。该项目的目标是：NOx排放低于1g／kW·h(只     

微燃机双面复合叶轮压缩特性

为追求高性能参数、高新技术装备的核心机,基于结构融合、过程融合思想,对传统微燃机核心机进行融合创新。基于3D打印设计制造技术基础,创新设计了一种双面常规叶轮与空心涡轮叶片径向连接为一体的双面复合叶轮结构,有望成为未来极具潜力的高效叶轮。具体对基于双面复合叶轮的微燃机工作原理,结构方案及预期性能进行初步分析,重点对双面复合叶轮的压缩特性与后进气管换热特性进行了数值模拟研究。结果表明:该叶轮相比常规叶轮,压缩特性符合预期,较为理想,在压比、流量、效率方面均有显著提高;后进气管回收4.4 K尾气温度可提高热效率,为高气动性能、高循环参数的燃气轮机发展奠定了基础。     

带等压预燃的旋转爆震发动机循环效率分析

针对煤油-空气旋转爆震发动机(RDE)点火困难问题,提出一种采用等压预燃的爆震循环模式。通过零维的热效率理论分析方法,建立了一种针对于带预燃的爆震热循环效率模型。结果表明,预燃爆震循环的热效率高于理想Brayton循环,低于理想爆震循环。预燃空气比例是热效率的重要影响因素,循环温比为2,预燃空气比例为0时,预燃爆震循环比理想Brayton循环热效率高26.4%,而当预燃空气量逐渐增加,预燃循环效率提升的比例逐渐变小。采用预燃方式有利于液态煤油的点火起爆,在低温比,低预燃空气比例条件下优势明显。试验中应当在保证煤油能够起爆的前提下采用尽可能少的预燃空气。     

军转民技术产品

QD-70燃气轮机 QD-70燃气轮机是由中国一航沈阳发动机设计研究所，沈阳黎明航空发动机（集团）有限公司、中国航空工业燃机动力（集团）公司在某型航空涡轮风扇发动机的基础上共同研制的前输出、分轴式燃气轮机。该燃气轮机具有性能先进、故障率低、可靠性高等特点，并可在大气温度为-30～30℃范围内保持额定输出功率。     

基于AMESim的飞机新型环控系统方案性能仿真与优化

提出一种新型环控系统方案,利用空气-液体散热器建立空气调节系统与液体冷却系统之间的能量交换,以减小液体冷却系统的散热负荷,并降低空气调节系统对发动机引气的流量需求,提高环控系统的能量利用效率。文中应用AMESim软件对上述方案在典型工作状态下的性能进行仿真计算,并以飞机性能代偿损失最小为优化目标,对方案设计中的关键参数散热器换热效率进行优化分析。仿真及优化结果表明:相比于传统方案,空气-液体联合循环方案能够有效降低环控系统的性能代偿损失,且随着空气-液体散热器换热效率的提高,方案总体的性能代偿损失先减小后增大,即换热效率存在最优设计值。     

间接起爆对脉冲爆震发动机热效率影响

建立了基于整个燃烧室内经历不同燃烧方式下所有工质来评估脉冲爆发动机平均循环热效率的方法,通过二维数值方法对两种采用不同数目障碍物的爆震管模型的起爆特性及循环热效率进行了研究,并分析了燃烧波传播的距离与DDT距离之比（定义为ξ）对模型热效率的影响.结果表明:①间接起爆方式及不同DDT强化装置都会影响系统的循环热效率;②就计算模型,当ξ接近1时,其系统平均循环热效率仅为理想爆震循环热效率的60%左右;③随着ξ的增加,间接起爆方式的影响迅速减弱;④当ξ为1.5时,系统平均循环热效率可达爆震燃烧热效率的93%.      

发展我国重型燃气轮机产业的可行技术途径

本文首先论述了燃气轮机的广泛用途,我国对燃气轮机的紧迫需求,进而论及了我国发展重型燃机产业的必要性。接着介绍了国外最新一代燃机普遍采用航空发动机最新技术的情况,论述了我国发展重型燃机产业的国内环境及技术基础。文中提到了我国航空、机械工业系统和中科院、清华大学的专家、学者通过数次研讨,就发展我国自主知识产权的重型燃机的可行技术途径取得的共识。参加研讨的各方面专家认为可行的我国发展重型燃机的初步技术方案。为了使这一方案变成现实,有必要共同向国家领导机关提出建议,以求得领导机关的认可和采纳,尽早做出决策。研讨中大家一致认为,各系统在人才和设备方面有很大的互补性,有必要成立某种形式的联合作,大力协作,发挥各方的优势,充分利用我国已有的技术和物质资源,共同为发展我国自主知识产权的重型燃机和形成燃气轮机产业做出贡献。     

科技成果

一新型地面燃气轮机研制成功 首台QD-70地面燃气轮机近日在606所研制成功。这是继该所成功研制我国首台拥有自主知识产权的QD-128地面燃气轮机后的又一丰硕成果。QD-70地面燃气轮机研制成功标志着我国已进入自主开发燃气机产业的新阶段。 QD-70地面燃气轮机由606所设计、黎明航空发动机集团公司生产。它是在606所自行研制的某航空涡轮风扇发动机基础上派生发展起来的小档功率的轻型燃气轮机。该型燃机在标准大气条件下输出功率为7060kW,热效率为31,在同等     

面向对象的先进循环燃气轮机工质热物性计算方法

先进循环是燃气轮机发展的重要方向,1套通用先进循环工质热物性计算方法对先进循环研究具有重要意义.以工质最为复杂的化学回热循环为例,建立了1套通用的工质热物性计算方法,并论证了该方法也适用于其他先进循环.基于面向对象方法建立了1套计算系统并采用C＋＋语言编制其计算程序,验证了空气和水蒸气的热物性计算精度,最大误差为0.00852％.采用该热物性计算方法计算了1个化学回热循环的热力过程;在给定的条件下其效率比简单循环效率提升32％,达到47.32％.结果表明：所提出的热物性计算方法计算准确,通用性强,为先进循环研究提供了基础.     

QD128燃机发电机组在大庆稳定运行

由中国一航的沈阳发动机设计研究所、沈阳黎明发动机（集团）制造公司、世新燃机公司等多家单位联合研制的QD128燃气轮机大庆机组，是中国一航燃机产业链中的第1台模拟商业运作的燃机发电机组，也是QD128燃机继在河南濮阳运行发电之后的第2台发电机组。     

航空燃机技术促进了工业燃机的飞速发展

介绍航空与工业用燃机的技术发展现状、水平和方向趋势,指出航空燃机在燃机工业发展中的主导作用。     

TECH56技术计划的涡轮技术

在TECH56技术计划中,CFMI公司研制了一台高压涡轮。它的转子采用收敛-扩散式叶片,第1级静子采用3D气动设计的叶片。与现有CFM56发动机高压涡轮相比,该高压涡轮的叶片数减少了10％,效率提高近1％,级负荷增加15％,叶片所需的冷却空气流量减少了22％,前缘激波强度减弱了50％。这样,使得耗油率降低0.5％、排气温度改善10℃。 CFMI公司采用GE36桨扇发动机和YF120先进战斗机     

超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环性能分析及优化设计方法研究

为发展工程适用的超临界二氧化碳布雷顿循环优化设计方法,研究了关键参数对超临界二氧化碳再压缩循环性能的影响规律,阐述了循环优化设计的必要性,并基于粒子群算法发展了一种再压缩循环优化设计方法.该方法以最低循环压力、循环增压比和分流因子为优化变量,以循环热效率为目标,以合流三通进口温差为约束条件.参数影响规律分析结果表明:循...     

借鉴国外经验，抓住历史机遇发展燃机产业

介绍了国外燃机的发展经验,指出我国具有燃机应用的广阔的市场前景,具备了开发高水平燃机的条件,应抓住难得的历史机遇,大力发展燃机产业。