燃气轮机的湿空气循环性能分析与试验_翁史烈
面向对象的先进循环燃气轮机工质热物性计算方法
面向对象的先进循环燃气轮机工质热物性计算方法刘国库;潘福敏;郑洪涛【摘要】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.【期刊名称】《航空发动机》【年(卷),期】2013(039)006【总页数】7页(P36-42)【关键词】工质热物性;燃气轮机;先进循环;面向对象;化学回热循环【作者】刘国库;潘福敏;郑洪涛【作者单位】海军驻沈阳地区发动机专业军事代表室,沈阳110015;哈尔滨工程大学动力与能源工程学院,哈尔滨150001;哈尔滨工程大学动力与能源工程学院,哈尔滨150001【正文语种】中文现代社会的高速发展导致能源需求量高速增长，环境污染问题也愈加严重。
先进循环燃气轮机是应对现阶段能源危机和解决环境污染问题的1个重要方式[1-2]。
先进循环主要是回收燃气轮机高温余热来提高能源利用率，并改善燃烧状况以减少污染物排放。
先进循环的研发较为复杂，采用计算机仿真是1种简便的预研方法。
计算机仿真需要准确的计算模型，特别是先进循环的复杂工质需要精确的热物性计算模型。
目前涉及复杂工质物性的先进循环主要有化学回热循环（CRGT,Chemically Recuperated Gas Turbine Cycle）、联合循环（CC,Combined Cycle）、注蒸汽循环（STIG,STeam Injected Gas Turbine Cycle）、湿空气循环（HAT,Humid Air Turbine Cycle）、湿压缩循环（WCC,Wet Compression Cycle）等。
HAT循环饱和器数学模型及实验研究
中围分类号 ：Ｋ ２ Ｔ １３
ＨＴ Ａ 循环是 近二十年来新型动力循环 系统 研 究 的一个热点 ， 由于具有 良 的热力性能、 好 经济性和
生态环境相容性 而受到人们 的普遍重视。早期 的 ＨＴ Ａ 循环研究工作集 中在系统整体分析上 ， 主要对 各种系统布置形式和运行参数进行分析 ， 在效率 、 功 率输出等方面同其它动力循环比较¨ Ｊ 目 ， ０。 前 随着 研究工作的深入和建立 Ｈ Ｔ Ａ 循环示范 电站的需要 ， 研究工作逐步细化深入到循环的各个部件。 饱和器 （ａ ｒｏ） Ｈ Ａ循 环的关 键部件 ， Ｓｔ ａ ｒ是 Ｔ ｕｔ 在 ＨＴ Ａ 循环中主要起 两个 作用 ： 增加工质流量 ， 进而 增大比功 ； 降低水温 ， 使系统低温余热的回收成为可 能， 进而提高整个循环 的效率。饱和器在 Ｈ Ｔ Ａ 循环 中占有很重要 的地位， 其性能对循环 的总体性能起 着决定性作用 ， 因此 ， 对其性能研究十分必要。为此 设计并搭 建了逆流喷雾式空气湿化 器模 型实验 系 统， 用于研究湿化器内部特性 。 Ｊ 本文在分析饱和器传热传质机理 的基础上 ， 建 立了饱和器整体一维数 学模 型。 并与实验结果进行 了对比， 间传热传质是通过热水 和水膜、 水膜和湿空气之间传递 的。在湿化器 内， 推 动过程进行的推动力为温差和湿度差 ， 即使一种 推 动力为零 ， 只要存 在另一推 动力 ， 过程就 可继续 进 行， 并使前一种传递改变方向【。 ２ 】 饱和器内部 的实际过程是一个涉及气液两相传 热、 传质 、 流动和摩擦阻力等多种因素相互作用 的复 杂过程 ， 为了简化计算和建立饱和器 的数学模型 ， 对 饱和器做如下假设 ： （） １饱和器 内所有微元段 的传质系数相同 ， 其值 不随饱和器的高度和半径而变化 ； （） ２饱和器 内水和湿空气 的状 态参数仅沿高度 而变化 ， 同一高度内的各点不变化 ； （） ３饱和器 中任意微元段 内水气分布均匀 ， 该微 元段 内水温为该段 内平 均水温 ， 空气温度为该段 内 空气平均温度 ； （） ４饱和器处于绝热状态 ， 与外界无热量交换 ； （） ５认为 Ｌｗ 关系式成立 ， ｅｉ ｓ 取 ＝１ 。 Ｌ ５ 在分析了饱和器 内部加热加湿情况后 ， 从总体 上来说可以把整个 工作过程分 为两 个阶段 ， 这两个 阶段特点不 同， 数学模 型也不 同 Ｊ 。 １１ 空气未饱和状态阶段 ．湿
进气湿度对燃气轮机性能的影响
ｐ ｓｃ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓ ｉ ｃ ｕ ｉ ｇ ｓ ｔｉｇ ｐ ｅ ｓ ｒ ｓ ｅ ｉｉ ｈ ａ ｎ ｉ ｏ ｓａ ｔＲ ｓ ｉ ｅ ｅ ｔ ｈｙ ｉ ｓｐ ｒｏ ｍａ ｃ ａ ａ ｔｒ ｎ ｌ ｄ ｎ ｅｔｎ ｒ ｓ ｕ ｅ ｐ ｃ ｆ ｃ ｅ ｔＣＰ ａ ｄ ａ ｒ ｃ ｎ ｔ ｎ ｉ ｄｆ ｒ ｎ ｆ ｆｏ ｔ ｅ ｉ ａ ｉ ， ｉ ｈ ｃ ｎ ｉｆｕ ｎ ｅ ｔ ｈ ｒ ｏ ｙ ａ ｃ ｒ ｃ ｓ ａ ’ ｂ ｇ ｏ ｅ Ｔｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｗｉｌｓｕｄ ｒ ｍ ｈ ｄｅ ｌａ ｒ ｗｈ ｃ ａ ｎ ｌｅ ｃ ｈｅ ｔ ｅ ｍ ｄ ｎ ｍｉ ｓ ｐ ｏ ｅ ｓ ｃ ｎｔ ｅ ｉｎ ｒ ｄ． ｉ ａ ｅ ｌ ｔ ｙ
’ （ ＜ｐ 。 ｐ ）
值 介于 ０和 １ 间 。 值 越小 ， 明湿 空气 距 之 表 离 饱和 湿空 气越 远 ， 即空 气 越 干 燥 ， 收 水 蒸 气 的能 吸
雪） 多少 克 ， 的 大 小 主 要 取 决 于海 情 ， 与 大气 温 它 并 度 和压 力有 关 。按全 球 大气标 准 ， 面大气 最 大含 湿 地
量可 达 到 ０ ０ ５（ ｇ 蒸 气／ ｇ干 空 气 ） ．３ ｋ 水 ｋ 。湿 空 气 中 水蒸 气 的分 压力 Ｐ ，与 同一 温度 同样 压 力 下饱 和湿
力 越强 ， ＝ 当 ０时 ， 即为 干 空气 ； 反之 ， 值 越 大 就表 示空气越潮湿 ， 收水蒸 气的 能力就越差 ， 吸 当 ＝１
１ 湿 空气 的相 对 湿度
（ ＝ Ｄ
Ｐ ｖ
一
一， ｐ
， ，
（ ＞ Ｐ） ＞ ） Ｐ ； （） １
通 常假 设燃 气 轮机 工质 为理 想 的干空 气 ， 而实 际 船用 燃 气轮 机装 置 在 海 上运 行 或者 地 面 台架 试 车 时 发 动机 吸人 的工 质 都 是 含 有 水 蒸 气 的湿 空 气 。相 对 湿度 是 指每 １ｋ ｇ空 气 中含 水 （ 括水 蒸 气 和 固 态 冰 包
翁史烈院士访谈
发 １ ｋ 和 ５ ｋ 的。如 果 ５ ｋ 的研 发 成 功 ， ０Ｗ ０Ｗ ０Ｗ ２个
堆就是 １ ｋ 而 １０ Ｗ 的小发 电装置会 有很 大的 ０ Ｗ。 ０ ｋ ０
首先是 高温叶片。现在 中国研制的发 电燃 气轮 市场。现在的研发表明 ： 我们 ５ ｋ 的装置明年就能 ０Ｗ
自主创新 ， 消化 吸 收 、 创 新 的道 路 ！燃 气轮 机是 相信 高温燃料 电池能在发 电领域发挥很大作用。 或 再
尖端产品， 技术发展非常快， 中国如果不进行 自 主创
高温 燃料 电池基本上 可分 为 ２种 ： 种是 融熔碳 一
Ｃ Ｃ 它可在 ６ ０ ５ ℃下工作 ； 另一种是 新， 很快就会 落后 。我们决 不能走 引进、 落后 ， 引 酸盐燃料 电池 Ｍ Ｆ ， 再 进、 再落后 的路 ， 不往前走肯 定会 落后。 当然， 创新 固体氧化 物燃料 电池 Ｓ Ｆ ， Ｏ Ｃ 它可在 １０ ℃左右 工 ００ 之路不是轻 而易举 能走通的 ， 这要 求敢 于冒很 大的 作 ， 在发电领域应 用前景会比较好。上 海交大成立 了燃料电池研 究所。 究重点是融熔碳 酸盐燃料 电 研 风险， 要攻克很 多技术难关。我想 ， 只要 国家能把全 ｌＷ Ｆ 现在正研 国的燃气轮机技术力量 ， 包括产、 研 ， 学、 有力地组织 池。三年前 ，ｋ 的 ＭＣ Ｃ通过专家鉴定 ； 起来。虽是雄关漫道 ， 但是可以从头跨越。
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２０ 年第 ３ 卷第 １ ０６ ２ 期
航 空 发 动 机
１ ３
翁 史 烈 院 士 访 谈
技术、 气动设计等方面， 尤其是材料和冷却。 我认为中国材料研 制的基础还是 不错 的， 结合 翁院士： 目前 ， 中国燃气轮机 的发展形 势很 好，
整体煤气化湿化燃气轮机循环热力性能分析
机循环中。基 于水煤浆激 冷或废锅流程气化炉 ， 构建 了多种整体煤气 化湿化燃气轮机循环并 分析 了其热力性
能。研究表明 ： 燃料湿化循环系统效率较 高 ； 空气湿化循环燃气 轮机 比功较大 ； 论采用何种湿 化方式 ， 无 废锅
流 程 循 环 系 统效 率都 要 高 于激 冷流 程 ； 汽底 循 环 保 留 的 空 气 湿 化 循 环 系 统 具 有 利 用 系 统 外 部 中低 品 位 热 蒸 量、 幅提高系统效率的潜力。 大 关 键 词 ： 体 煤 气 化 联 合循 环 （Ｇ Ｃ ； 化 燃 气 轮 机 循 环 ； 煤 浆 气 化炉 ； 力 性 能 整 ＩＣ ）湿 水 热
比分析 。对基 于水煤 浆气化 炉 的燃气 轮机循 环进 行
研究具 有典 型代 表性 。
降低 比投 资费用 ， 同时 也 带来 了燃 气 轮机 透 平 流 但
量 由于加 湿增加 过 大 （ 可增 加 ３ ％ ～ ０ ） 燃气 轮 ０ ６％ ， 机需要 重新 设计 的 问题 Ｊ 。
空 气湿 化 的另一 种过渡 方式 是压气 机 出 口空气
１ 系统 描 述
在 本文 中 ，Ｇ Ｃ中的湿化方 式 可 以分 为燃 料 和 ＩＣ 空气 湿 化 两 种 ， 气 湿 化 与 Ｉ Ｃ 的 结 合 又 分 为 空 ＧＣ Ｉ ＨＡ Ｇ Ｔ循 环 与 Ｉ Ｌ Ｔ Ｅ Ｏ循 环 。此 外 ， 煤 浆 气 ＧＯ Ｈ Ｃ 水 化 炉有 两种 流程 ， ： 冷型式 和废 锅 型式 。激冷 流 即 激 程气 化 炉 中 ， 度 高 达 １３ Ｏ 的 粗 煤 气 在 激 冷 室 温 ５℃ 中用水 喷淋 ， 冷 到 ２ ０１左 右 ， 而 除 灰 和 脱 硫 ； 激 ０＂ ２ 进
第２ ３卷
第 ４期
湿化燃气轮机循环的性能分析
三是在回热器进 口空气中喷入水以降低 回热燃 气轮机循环中进入回热器的空 气温度 （ 如图 ｌ 中③ 所示）不仅使回热器可以从透平排气中回收更多的 ，
（ 如图 ｌ 中①所示 ）入 口未饱和空气直接与水滴接 ， 触， 水吸收空气的热量而蒸发 ， 降低了压气机进 口的 空气温度 ， 削弱 了环境因素对燃气轮机性能的影响，
的用量 ， 从而降低 了压气 机的耗功 ， 大了净功输 增
出。
ｌ
空 气
水
图 ２ 注蒸 汽燃气轮机循环
ＳＩ ＴＧ循环不仅保持 了联合循环 （ Ｃ 对能量实 Ｃ） 行梯级利用 的优点 ， 而且省去了联合循环中的蒸汽
轮机及其附属设备 ， 大大简化 了系统的结构。同时 由于 Ｓ Ｉ ＴＧ循环可 以随时根据负荷所 合循环。但 由于注入 的水蒸气不能像在蒸汽透平中 那样完全膨胀做功 ， 以 ＳＩ 所 Ｔ Ｇ循环的效率略低于联
而且由于入 口空气 中含有水蒸气 ， 工质的质量流 使
量增加， 循环的输出功和效率 都有所提高。这种湿
化燃气轮机循环尤其适用于空气相对湿度较小的干 燥炎热的地区。
型发 电站的兴起 ， 燃气轮机以其结构紧凑、 体积小、 启停较为灵活的特点受到人们 的青睐。湿化燃气轮 机循环是在传统燃气轮机循环的基础上 ， 采用湿空 气为工质 ， 使循环工质的质量流量增加 ， 从而提高了 循环的效率 ， 增大 了系统的功率输出， 同时还降低了
燃烧产物中 Ｎ ） ｏ【 的含量。
１ 湿化燃气轮机循环的基本工作原理
湿化燃气轮机循环是通过在常规燃气轮机循环 的不 同位置注入水或蒸汽 ， 使循环的性能得到改善 ， 并且降低了燃烧产物中 Ｎ ）的含量 ， ｏ【 减少了对环境 的污染。湿化燃气轮机循环分为直接注水式燃气轮 机循环 、 注蒸汽燃气轮机循环 （ＴＧ 和湿空气燃气 ＳＩ ） 透平循环（ Ａ ） Ｈ Ｔ 三种类型。 １１ ． 直接注水式湿化燃气轮机循环 图ｌ 表示 了在常规燃气轮机循环的三个不 同位 置直接注水的湿化燃气轮机循环 是在低压 压气机的进气通道中直接 喷入水
燃气轮机的湿空气循环性能分析与试验
循 环后 ， 即受 到一些 国际大公 司的关 注 ， 立 继而投 入 大量 资 金进 行 研究 开 发ｌ 。瑞 典 的 Ｌ １ ］ ＵＮＤ理 工 学 院与 皇 家 理 工 学 院共 同搭 建 了第 一 台 ６ ０ ０ ｋ 的 微 型 燃 气 轮 机 试 验 台 （ 试 验 台基 于 ＶＴ Ｗ 该 ６ ０Ｖｏｖ ０ ｌｏ的单 轴燃 气 轮 机 ） 并 利 用 试 验 台对 饱 ，
中 图 分 类 号 ： Ｋ４ ２ Ｔ ７ 文献标志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ５ ２ ６ ２ １ ） ６ ０ ５ —０ ２ ９ —１ ５ （ ０ １ ０ — ４ ３ ４
Ｐｒ ｐ ｒ ｙ ａ ｄ Ｅｘ ｒｍ ｅ ａ ｎ ｔ ｅ Ｐｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｆＨ ｕ ｉ ｉ ｒ ｉ ｅ ｏ ｅ ｔ ｎ ｐｅ ｉ ｎｔ ｌｏ ｈ ｒ ｏ ｍ ｎ ｅ ｏ ｍ ｄ Ａ ｒ Ｔｕ ｂ ｎ
因此 ２ Ｏ世 纪 ８ Ｏ年 代 日本 Ｙ． ｒ 授 提 出 这 种 Ｍｏ ｉ 教
验 ， 行 了长期 的研究 工作 ， 进 对湿 化过 程 中的湿空 气 热物 性 、 和器 的传 热 、 质机 理及 系统试 验 开 饱 传
展 了 深 入 的 研 究 ， 通 过 实 际 系 统 试 验 得 出 了 并
他气体 组成 的混 合 气 体 （ 常称 为湿 空 气 ） 液相 通 ； 是溶解 了少量氮 、 和其他 气体 的水溶 液 。通 常 ， 氧 空气一 水 系统 中 的气 、 两 相 总是 同时 存 在 相互 液
转化 ， 当气 相 和液相 之 间的质量 传递 达到平 衡 时 ， 相平 衡方 程就 是饱 和状态 的控 制方程 ：
Ｏ 引 言
燃 气轮 机采 用 湿 空 气 涡 轮 （ ｍｉ ｒＴ ｒ Ｈｕ ｄＡｉ ｕ —
燃气轮机性能分析报告2——燃气轮机燃烧室特性分析
动力与能源工程学院燃气轮机性能分析（报告二）学号：专业：动力机械及工程学生姓名：任课教师：2010年4月燃气轮机燃烧室特性分析一、概述燃烧室是一种用耐高温合金材料制作的燃烧设备。
在整台燃气轮机中，它位于压气机与涡轮之间。
燃气轮机运行时，燃烧室在宽广的工况范围内工作。
在燃气轮机变工况的过程中，燃烧室进口的空气流量a G 、温度*2T 、压力*2P 、速度2C 以及燃油消耗量f G 都会发生变化，这些变化反过来又会影响整台燃气轮机的性能。
所以，弄清燃烧室的变工况特性，对整台燃气轮机的变工况运行有积极地意义。
二、燃烧室特性参数表征燃烧室性能指标的参数主要有燃烧室效率、压力损失、稳定性、点火范围、出口温度分布和容热强度等，但与燃气轮机变工况密切相关的参数主要是燃烧室效率和压力损失，前者直接关系到燃气轮机的燃料消耗量（影响燃气轮机的效率），而且还影响到流经涡轮的燃气流量；而后者直接影响到涡轮的膨胀比。
由于燃烧室内部燃烧过程的复杂性，人们还不能全部用理论计算的方法给出燃烧室效率和压力损失随工况的变化关系，这些的关系式主要还是以实验为基础的经验公式。
三、燃烧室效率的计算由于燃烧室壁散热、燃料燃烧不完全以及燃料产物的离解，燃料的热值不能完全利用。
燃烧室效率B η就是用来表征燃料燃烧完全程度的物理量。
燃料室效率的定义是燃油实际用于加热工质的热量与燃油完全燃烧时放出的热量之比。
其表达式**3. 2.mg g ma a mf fB mf uq h q h q h q H η--=式中：ma q —燃烧室进口空气质量流量mg q —燃烧室出口燃气质量流量 mfq —燃油流量*3.gh—燃烧室出口每千克燃气的焓*2.a h —燃烧室入口每千克空气的焓fh —每千克燃油的焓u H —燃油热值在已知燃烧室结构尺寸的情况下，燃烧室主要与燃烧室进口压力、进口温度、进口速度和油气比（余气系数）有关，因此燃烧室效率应该具有以下形式**222(,,,)B f T P c f ηα=或由定性分析可得，随着*2T 增加，燃烧室效率逐渐增加，在达到一定温度后，效率基本保持不变。
先进微型燃气轮机的特点与应用前景_翁一武
( 1) 电力系统摆脱了原有的 集中控制方式, 分布式供能系 统 得到迅速发展, 并开始广泛使用。 随着全球范围内的能源与动力需 求结构特别是电力系统的放松控 制( Deregulation) 以及环境保护等 要求的变化, 微型燃气轮机得 到 了电力、动力等有关部门的高 度 重视, 特别是在美国、欧洲等国家 发展迅猛。
( 1) 微型燃气轮机: 这种非常 小的高速燃气轮机是采用了简单 的径向设计原理, 与大型的工 业 用燃机复杂的轴向设计相比更加 简单可靠。恒温运行排除了使用 高成本的尖端材料。与往复式内
燃机相比, 维修成本更低, 振动更 小, 排放更低, 结构更紧凑。微型 燃机的主要性能是单级径向压缩 机、低排放环型燃烧器、单级径向 透平、压比 4 1、空气轴 承( 或双 润滑油系统轴承) 。
高效率 燃料 电力转化 效率至少达到 40% ;
环保优势 对于天然气系 统, 在实际工作范围 NOx 排放低 于 7 10- 6 ;
耐用性 大修间隔 11 000 h, 设计寿命达到 45 000 h;
经济性 系统成本低于 500 USD kW, 单位电力成本与 其 他形式( 包括公共电网) 相比具有 竞争力, 可以选择多种燃料: 天然 气、柴油、乙醇、掩埋垃圾产成 的 气体, 以及微生物法得到的液 体 或气体形式的燃料。
关 键 词: 微型燃气 轮机; 分布 式发 电; 冷 热 电 联 供; 燃 料 电 池
燃气轮机原理 (1)
T2 T4
2
opt ( k 1) / k
此时输出功为最大。
理想燃气轮机循环其最大效率是随压比的增加而 上升。
TMI
复杂循环—回热循环
T3
T T5 T4 T2 T6 T1
c p (T3 T4 ) c p (T2 T1 ) c p (T3 T5 )
美国能源部21世纪先进燃气轮机系统研究（AGTSR）计划
高温和耐腐蚀材料科学
燃烧现象的深入了解 天然气或其他燃料燃烧时的污染物形成和减少 新型热力循环的基础理论 1992年-2003年向大学设立了74个项目，投资约$35,485,299.
TMI
思考题
1-1 为什么说燃气轮机在未来的发电设备中具有竞争力的动力形式？
And pressure ratio Then shown
p2 / p1 p3 / p4
1 ( )( k 1) / k
1
The efficiency thus depends only on the pressure ratio and nature of the gas.
现代燃气轮机的结构特点
轻型结构<10KG/PS， 重型结构 >15KG/PS
燃气轮机简图： 轻型结构： 航空机和航空改型舰用燃气轮机，工业轻型（重载轻型） 重型结构：工业燃气轮机 单位功率重量： 金属耐热极限---1100 ℃；涡轮进气温度：1460 ℃ 采用空气冷却叶片；--- 冷却技术 耐高温材料（单晶铸造，定向凝固等技术） 寿命：工业轻型 2-10 万小时；
TMI
燃料电池_燃气轮机混合发电系统性能研究_陈启梅
第26卷第4期中国电机工程学报V ol.26 No.4 Feb. 2006 2006年2月Proceedings of the CSEE ©2006 Chin.Soc.for Elec.Eng.文章编号：0258-8013（2006）04-00031-05 中图分类号：TM911 文献标识码：A 学科分类号：470·10 燃料电池-燃气轮机混合发电系统性能研究陈启梅，翁一武，翁史烈，朱新坚（上海交通大学涡轮机实验室，上海市徐汇区200030）Performance Analysis of a Hybrid System Based ona Fuel Cell and a Gas TurbineCHEN Qi-mei, WENG Yi-wu, WENG Shi-lie, ZHU Xin-jian（Shanghai Jiaotong University, Xuhui District,Shanghai 200030,China）ABSTRACT: This paper addresses the performance analysis of a fuel cell-gas turbine hybrid system. It is a “bottoming cycle”system at the standard atmospheric condition. The calculation results show that the efficiency of hybrid system (HS) is about 58.8% at design point and always over 56% at part load condition. At design point, about 80% net power coming from the stack and 20% from the gas turbine. At part load condition, the contribution of MCFC increases. The hybrid system works steadily when its net power is above 80% of its nominal power.KEY WORDS:Thermal power engineering; Fuel cell; Gas turbine; Hybrid system; Performance analysis摘要：文章对由燃料电池和燃气轮机组成的混合发电系统的性能进行了分析。
进气湿度对燃气轮机性能的影响报告
进气湿度对燃气轮机性能的影响报告燃气轮机是一种高效率的能源转换装置，它的性能受到多种因素的影响，其中进气湿度是一个重要的因素。
在燃气轮机的运行过程中，进气湿度对其性能的影响非常显著，下面我们就来详细探讨一下进气湿度对燃气轮机性能的影响。
燃气轮机通过将燃料燃烧产生的高温燃气推动转子实现能量转换。
在运行过程中，燃气轮机需要不断地从外界吸入新鲜空气，将其压缩、加热并与燃料混合后进行燃烧，从而产生高温高压的燃气用于推动转子。
然而，进入燃气轮机的空气中可能含有不同程度的水分，这就是进气湿度。
进气湿度高低对燃气轮机的运行性能都会产生影响。
首先，进气湿度对燃气轮机的压缩效率和输出功率有直接影响。
当进气湿度较高时，空气中的水分会被压缩，使得相同的压缩比需要更多的功率来完成，从而降低了压缩效率。
同时，由于燃气轮机的燃烧室需要将燃料和空气混合后进行燃烧，而湿度高的空气会使混合物中的空气量减少，导致混合比偏低，从而降低了燃烧室的输出功率。
因此，当进气湿度较高时，燃气轮机的工作效率都会受到影响。
其次，进气湿度对燃气轮机的燃烧过程和排放有一定的影响。
由于湿度高的空气含有较高的水分，当进入燃烧室后会影响到燃料的喷射和稳定，从而影响燃烧过程的稳定性和燃烧效率。
而燃烧效率直接影响到燃气轮机的排放水平，进气湿度较高时容易出现燃烧不完全的情况，会导致氧化物和碳等有害物质的排放增多，从而增加环境污染和人体健康风险。
最后，研究表明，进气湿度还会对燃气轮机的寿命产生影响。
由于湿度高的空气在进入燃气轮机的过程中需要通过冷却器等设备进行处理，而这些设备会受到空气中的水分影响而产生腐蚀和氧化等问题，从而影响其使用寿命。
此外，湿度高的空气还容易引起轨道式空气离子化，从而在叶片表面形成水滴，加速恶化叶片的表面质量。
综合上述影响，可以看出进气湿度对燃气轮机的性能和寿命都有着不可忽视的影响。
因此，在设计和运行燃气轮机时，需要考虑进气湿度的影响，并采取相应的措施来降低湿度对燃气轮机的影响，例如采用干燥空气进入燃气轮机等方法。
燃气轮机1
3、工作过程
B C
旋转轴
T
膨胀做功
压缩耗功
开式循环 工作过程简介： 工作过程简介：
工质来自大 气，排入大 气
压气机从外界中吸入空气（进气），压缩升压； 压气机从外界中吸入空气（进气），压缩升压； 从外界中吸入空气 ），压缩升压 送入燃烧室中，与喷入的燃料混合燃烧加热； 送入燃烧室中，与喷入的燃料混合燃烧加热； 燃烧加热 高温高压的燃气进入透平中膨胀做功； 高温高压的燃气进入透平中膨胀做功； 膨胀做功 做功后的废气排入大气中（排气）放热。 做功后的废气排入大气中（排气）放热。 排入大气中
P-动力 动力 PT-动力透平； 动力透平； -所做机械功仅带动负荷。 所做机械功仅带动负荷。
分轴 (2/L)
独立 转轴 数目 功率输出轴
3、双轴方案
高压轴HH 高压轴
高压压气机HC由高压透平 带动 高压压气机 由高压透平HT带动（HC-HT）； 由高压透平 带动（ ）； 低压轴LL 低压轴 低压压气机LC由低压透平 带动 低压压气机 由低压透平LT带动（LC-LT）。 由低压透平 带动（ ） 负荷L的带动有两种形式： 负荷 的带动有两种形式： 的带动有两种形式 平行 双轴 (2/HH)
1．单轴方案 ．
压气机、涡轮及负荷共用一根轴。 压气机、涡轮及负荷共用一根轴。
恒速负荷
2．分轴方案 ．
压气机C与高压透平 共用一 压气机 与高压透平HT共用一 与高压透平 根轴( 根轴 C-HT ) ；
低压透平LT与负荷 共 低压透平 与负荷L共用一根轴 与负荷
燃气发生器 变速负荷
(PT)
( LT-L或 PT-L )。 。
套轴
LT
负荷由动力透平PT带动。 负荷由动力透平 带动。 带动
燃气轮机运行中在线水洗及其效果分析
燃气轮机运行中在线水洗及其效果分析针对燃机轮机运行期间由于压气机叶片结垢导致短时间内压气机的压缩比和效率出现比较明显下降的现象，本文介绍了SGT5-4000F（+）型燃气轮机的在线水洗过程，并通过电厂实际运行中的案例，分析了燃机在水洗前后的参数变化情况，论证了在线水洗可以提高燃气轮机的运行效率。
最后，总结了在线水洗过程中需要注意的一些问题。
标签：燃气轮机；在线水洗；燃机效率1 概述燃气轮机较长时间连续工作以后，其进气系统吸入的空气，虽然经过逐层过滤，但微量尘埃会导致压气机通流部分逐渐出现积垢或积盐；燃气轮机在大气污染相对严重的环境之中运行，由于吸入的空气过滤不完全，短时间内可能导致压气机的压缩比和效率出现比较明显的下降，轮机叶片也因积盐而逐渐出现腐蚀现象。
为解决上述问题，本厂为每台燃气轮机配置了一套SX-S-7.2/0.6G型压气机清洗装置，能够对燃气轮机的压气机进行清洗，以保证压气机的压缩比能够维持在一个合理的区间，确保燃气轮机的工作效率。
本文通过电厂实际运行中的压气机在线水洗前后的参数进行比较和分析，为该机型的压气机在线水洗工作积累了经验，为进一步改善该机型的运行条件提出了建议。
2 压气机结构与在线水洗2.1 压气机结构本厂使用的燃气轮机为上海电气-西门子重型单缸SGT5-4000F（+）型，压气机和透平用同轴连接，适合驱动发电机在基本负荷和尖峰负荷下运行，可以用于联合循环。
SGT5-4000F（+）型燃气轮机压气机由15级组成，每一级又分为动叶和静叶，压比约为17。
压气机进气导流叶片的角度可由0°至45°变化，这样可以保证机组近半负荷时，排气温度非常稳定的，且没有明显的效率损失。
燃机疏水系统是将压气机水洗时积聚的溶液排出燃气轮机。
为了保证水洗后压气机可以迅速排出液体，在特定位置安装了输水管路：压气机0级、压气机第9级、压气机第13级、压气机出口和压气机抽汽环腔。
且在透平特定级和防喘放气管路和冷却空气管路的最低处也配置了疏水管路来排出清洗液。
多种加入水工质的燃气轮机循环的性能研究
哈尔滨船舶锅炉涡轮机研究所硕士学位论文多种加入水工质的燃气轮机循环的性能研究姓名：***申请学位级别：硕士专业：@指导教师：***20070601多种加入水工质的燃气轮机循环的性能研究 作者：王永峰 导师：徐立民 ２００７．６月 摘 要 在简单循环燃气轮机的基础上，循环工质中加入水工质，利用水的气/液相变特点，构成复杂循环，本文称之为湿循环，可以显著改善循环性能。
本文以间冷回热型燃气轮机循环的理论为基础，提出了在循环中加入水工质而形成的几种新型湿循环方案：湿压缩-回热循环、湿压缩-后冷-回热循环、湿间冷-湿后冷-回热循环和湿间冷-湿后冷-回热-预热循环。
文中提出了简化的湿压缩过程计算模型，确定了湿循环中工质物性的计算方法，建立了湿压缩、湿压缩-回热、湿压缩-后冷-回热、湿间冷-湿后冷-回热、湿间冷-湿后冷-回热-预热、蒸汽回注、间冷回热和湿空气透平循环的计算模型、各种循环与简单循环计算共用的假设模型，编制了各种循环性能计算程序。
针对不同加水量、压比和燃烧室出口温度等条件对各种循环的效率和比功进行了计算，得到了各种循环性能较简单循环增加的比例状况；通过对结果的对比分析，得出不同条件对循环效率和比功的影响以及循环性能随条件的变化规律，为循环装置设计和改造提供了理论指导。
对相近条件下各种循环的性能计算结果进行了对比，得出了各种循环效率和比功大小的顺序，分析了循环参数和加水量对循环性能的影响。
关键词： 燃气轮机；湿循环；性能 AbstractOn the basis of a simple cycle gas turbine with water as a working medium being added into cycle working mediums and by utilizing the specific features of gas/liquid phase transformation of the water, a complex cycle can be established. This cycle, which can significantly improve cycle performance, is called a wet cycle in the present paper. With the theory of an intercooling-recuperative type gas turbine serving as a basis the author has proposed several kinds of innovative wet cycle schemes with water being added into the respective cycles. They include: wet compression-recuperative cycle, wet compression-aftercooling-recuperative cycle, wet intercooling-wet aftercooling-recuperative cycle, and wet intercooling-wet aftercooling- recuperative-preheating cycle.The author has come up with a simplified calculation model for the wet compression process and designated a method for calculating the working- medium physical properties in the wet cycle. Moreover, a computational model has been set up for the following cycles: wet compression, wet compression-recuperative, wet compression-aftercooling-recuperative, wet intercooling-wet aftercooling-recuperative, wet intercooling-wet aftercooling-recuperative-preheating, steam injection, intercooling recuperative, and humid air turbine. Also established is a shared hypothetical model for calculating a simple cycle and various cycles with programs being prepared for computing the performance of various cycles.Taking into account a variety of conditions, such as different amounts of water being added, different pressure ratios and combustor outlet temperatures, calculations have been conducted of the efficiency and specific power of various cycles, and the proportional increase in efficiency of the various cycles as compared with a simple cycle has been obtained. Through a contrast analysis of the above results identified were the influence of different conditions on cycle efficiency and specific power as well as the law governing the variation of cycle performance as a result of the change of various conditions. All the above findings may provide a theoretical guide for the design and modification of cycle plants.By way of comparing the perform ance calculation results of various cycles under analogous conditions the author has identified the sequential order indicating the magnitude of efficiency and specific power for various cycles and analyzed the impact of cycle parameters and added water quantity on cycle performance.Keywords: Gas turbine；Wet cycle；Performance符号表G—质量流量R—气体常数P—压力T—开氏温度—密度Cp—定压比热—分子量H—焓h—功—效率W—功—涡轮冷却空气抽取系数C—速度n—多变指数k—绝热指数—总压损失恢复系数Q—热量f—油气比—摩尔燃料系数—相对湿度—压比—膨胀比—温比N—功率r—回热度x—氮氧比下标0—低压压气机进口12—低压压气机出口21—高压压气机进口22—高压压气机出口3—燃烧室出口4—高压涡轮出口5—低压涡轮出口6—动力涡轮出口a—空气as—湿空气s—水蒸汽、绝热过程g—燃气gs—湿燃气C—压气机LC—低压压气机HC—高压压气机T —涡轮HT—高压涡轮LT—低压涡轮PT—动力涡轮CC—燃烧室CA—冷却空气R —回热器IC—间冷器BC—后冷器HIC—湿间冷器HBC—湿后冷器BO—余热锅炉W—水sa—湿化器in—进口out—出口第1章绪论1.1 引言1791年，英国人巴贝尔（J.Barber）登记了第一台燃气轮机（Gas Turbine）设计专利。
燃气轮机装置中湿压缩过程的一般规律及性能
燃气轮机装置中湿压缩过程的一般规律及性能
王永青;刘铭;严家马录;何健勇;廉乐明
【期刊名称】《热能动力工程》
【年(卷),期】2001(16)3
【摘要】从热力学和传热传质学基本原理出发 ,研究了湿压缩过程的一般规律和性能 ,为湿压缩技术的实现提供了一定的理论依据。
【总页数】6页(P282-286)
【关键词】燃气轮机装置;湿压缩过程;热力性能
【作者】王永青;刘铭;严家马录;何健勇;廉乐明
【作者单位】哈尔滨工业大学;辽宁省能源总公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN47
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5.湿压缩过程的热力学指标及湿压缩燃机循环性能分析 [J], 王永青;刘铭;廉乐明;严家騄
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基于热参数的燃气轮机故障诊断系统分析软件
基于热参数的燃气轮机故障诊断系统分析软件
夏迪;陈娇;王永泓;翁史烈
【期刊名称】《上海交通大学学报》
【年(卷),期】2009(43)2
【摘要】以诊断燃气轮机(简称燃机)气路故障为目的,编写了基于热参数的燃机故障诊断系统分析软件.装有该软件的试验装置由数据采集和输出、燃机仿真、传感器故障诊断、热参数状态监控与诊断和数据库5个功能模块组成.根据数据采集模块采集到的燃机热参数,利用该软件可对燃机部件进行实时性能监测和故障诊断.应用于PG9171E型燃机的结果表明,该软件诊断精度较高,能有效对燃机运行状况进行监控和诊断.由于配备了足够多的数据采集和输出通道,并采用虚拟仪器技术替代了二次仪表,本试验装置只需对软件部分进行适当修改即可适用于航空或船用燃机.【总页数】5页(P283-287)
【关键词】燃气轮机;性能评估;故障诊断
【作者】夏迪;陈娇;王永泓;翁史烈
【作者单位】上海交通大学机械工程与动力学院
【正文语种】中文
【中图分类】TK39
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MS6001燃气轮机特性计算及安全监测评估系统软件实现
MS6001燃气轮机特性计算及安全监测评估系统软件实现黄晓光;王永泓;翁史烈
【期刊名称】《动力工程学报》
【年(卷),期】2000(020)006
【摘要】以从法国引进的MS6001燃气轮机发电机组为研究对象,开发了1套以燃气轮机循环计算、压气机和涡轮特性计算及燃气轮机变工况计算为基础的工况监控显示系统软件.该软件的开发有利于提高燃气轮机系统运行的管理水平,为全面实现燃气轮机机组的智能监控和诊断打下坚实的基础.图4表1参5
【总页数】4页(P984-987)
【作者】黄晓光;王永泓;翁史烈
【作者单位】上海交通大学,动力与能源学院,上海,200030;上海交通大学,动力与能源学院,上海,200030;上海交通大学,动力与能源学院,上海,200030
【正文语种】中文
【中图分类】TK472
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1.MS6001型燃气轮机启动过程故障分析 [J], 施学军
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变控制线的燃气轮机传感器故障诊断方法
变控制线的燃气轮机传感器故障诊断方法周登极;张会生;翁史烈【摘要】Sensors of gas turbine is always working under high temperature, vibration, corrosion and other harsh conditions, whose faults are difficult to avoid and have great influence.Control chart is a practical quality management tool in the process of production.However, it cannot be used to diagnose the sensor fault of gas turbine directly, due to the effects of working condition, ambient condtions and health condition on mearsurement parameters.A novel control chart with variable control lines is proposed in this paper based on performance simulation.Additionally, a sheme of sensor fault diagnosis of gas turbine is designed for this control chart, which can evaluate the health condition of machines and sensors at the same time.Finally, a simulation experiment is designed to diagnose the sensor faults of an industial aero-derivative gas turbine.The experiment validate this method, and the results show that it can identify the broken sensor, implement the data recovery, reduce the times of unplanned downtime, and improve the operation of gas turbines.%燃气轮机的传感器经常工作在高温、振动、腐蚀等恶劣环境下,传感器的故障难以避免且影响巨大.控制图是一种实用的生产过程产品质量管理工具.然而,燃气轮机的传感器监测数值受机组工况,大气环境、机组健康状况众多因素影响,难以直接通过控制图进行故障诊断.本文基于性能仿真技术,对传统控制图进行改造,提出一种变控制线的控制图,并设计了一套使用该控制图进行燃气轮机传感器故障诊断的流程,可以并行评价机械设备和传感器的健康状况.最后对一台航改型工业燃气轮机应用该方法进行传感器故障诊断案例研究,结果表明该方法可以有效地识别出故障传感器,并进行数据恢复,减少非计划停机,改善燃气轮机运行状况.【期刊名称】《燃气轮机技术》【年(卷),期】2017(030)001【总页数】6页(P1-6)【关键词】燃气轮机;控制图;传感器故障诊断;性能仿真【作者】周登极;张会生;翁史烈【作者单位】上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室,上海 200240;上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室,上海 200240;上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室,上海 200240【正文语种】中文【中图分类】TK472随着现代控制技术与先进设备运行维护技术的发展，传感器的使用也越来越多。
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体考虑温度对状 态 参 数 影 响 的 基 础 上，进 一 步 考
虑压力的影响，通 过 实 际 气 体 状 态 方 程 导 出 修 正
余函数实现的。
湿空气的焓：
∑ ｈ ＝ ｉ ｙｉｈｉ０（Ｔ）＋ｖＲ－Ｔｂｂ－ａｖＴ＋－０ｂ．５ －
烏烐烑 烏 标准值
烐
余项
烑
［ （ ）］ （ ） １
ｂ
ａ
槡Ｔ
－Ｔ
ｄ ｄＴ
０ 引 言
燃气轮机采用 湿 空 气 涡 轮 （Ｈｕｍｉｄ Ａｉｒ Ｔｕｒ－ ｂｉｎｅ，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 。
图 １ 不 同 温 度 、不 同 压 力 下 蒸 汽 的 热 物 性 及 饱和含湿量计算结果与比较
２ 分轴燃气轮机 ＨＡＴ 循环试验系统
ＨＡＴ 循环试验系 统 原 理 图 如 图 ２ 所 示。 经 压气机压缩后的 空 气 进 入 饱 和 器，同 时 在 经 济 器 中吸收排 气 低 温 余 热 的 循 环 水 从 饱 和 器 顶 部 喷 下 ，与 压 缩 后 的 空 气 充 分 混 合 ，湿 化 后 的 湿 空 气 进 入回热器吸收排 气 高 温 余 热 后 进 入 燃 烧 室，高 温 燃 气 经 过 高 压 涡 轮 、动 力 涡 轮 做 功 ，最 终 通 过 回 热
翁 史 烈 ，等 ：燃 气 轮 机 的 湿 空 气 循 环 性 能 分 析 与 试 验
器及经济器后排入大气。
４５５
图２ ＨＡＴ 循环系统原理图
本文所用到的分轴燃气轮机 ＨＡＴ 循环系统 试验台布置图参见图３，系统 主 要 由 压 气 机、饱 和 器、燃 烧 室、高 压 涡 轮、动 力 涡 轮 以 及 电 涡 流 测 功 机组成。目前该 系 统 正 处 于 逐 步 完 善 阶 段，现 阶 段的 换 热 器 仅 有 饱 和 器，其 他 如 后 冷 器、回 热 器、 经济器暂不考虑。压气机为１级离心式压气机， 额 定 转 速 为６３ ０００ｒ／ｍｉｎ，额 定 压 比 为３．５４，高 压 涡轮为１级向心 式 涡 轮，动 力 涡 轮 为 １ 级 轴 流 式 涡轮，额 定 转 速 为 １４ ０００ｒ／ｍｉｎ，额 定 输 出 功 率 为 ８０ｋＷ。齿轮变速箱额定 输 入 功 率 为 ８０ｋＷ，额 定 输 入 转 速 为 １４ ０００ｒ／ｍｉｎ，传 动 比 为 ４．６６７∶１。
前面两个方程 表 示 相 平 衡 时 气、液 两 相 温 度
和压力都相等，第 三 个 方 程 表 示 两 相 间 的 质 量 传
递 相 等 ，处 于 传 质 平 衡 状 态 。
１．２ 湿 空 气 焓 和 熵 湿空气的焓、熵、定 压 比 热 等 热 力 学 参 数，可
以利用余函数修正方法计算。该方法是在理想气
空气—水系统中的 气、液 两 相 总 是 同 时 存 在 相 互
转 化 ，当 气 相 和 液 相 之 间 的 质 量 传 递 达 到 平 衡 时 ，
相平衡方程就是饱和状态的控制方程：
ＴＶ ＝ ＴＬ；ｐＶ ＝ ｐＬ；ｆｉＶ ＝ ｆｉＬ
式中：ＴＶ 和 ＴＬ 分 别 为 空 气—水 系 统 中 气 相 和 液 相 的 温 度 ；ｐＶ 和 ｐＬ 分 别 为 系 统 中 气 相 和 液 相 的 压 力 ；ｆｉＶ 和 ｆｉＬ 分 别 为 第ｉ组 分 气 相 和 液 相 逸 度 。
１ 湿 化 复 合 工 质 的 热 物 性
假设湿空气气 相 是 蒸 汽、氧 气 和 氮 气 组 成 的
４５４
翁 史 烈 ，等 ：燃 气 轮 机 的 湿 空 气 循 环 性 能 分 析 与 试 验
混合气体，混合气体的状态方程满足 ＲＫ 方程：
Ｐ
＝ｖＲ－Ｔｂ－
槡Ｔ
ａ ·ｖ·（ｖ＋ｂ）
式中：ｐ，Ｔ 和ｖ 分 别 为 混 合 气 体 的 压 力 、温 度 和 体 积；Ｒ
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。
摘 要 ：对 燃 气 轮 机 湿 空 气 循 环 的 性 能 进 行 了 分 析 ，建 立 了 湿 化 工 质 的 热 物 性 计 算 模 型 ，并 对 基 于 微 型 分 轴 燃 气 轮 机 湿 空 气 循 环 装 置 的 性 能 进 行 了 初 步 试 验 。 试 验 结 果 表 明 ，空 气 加 湿 后 燃 气 轮 机 系 统 的 运 行 性 能 有 明 显 改善，与简单循环系统相比，比功和效率都有很大的提 高。根 据 试 验 条 件 进 行 的 模 拟 计 算 结 果 与 试 验 结 果 能 很好地吻合。 关 键 词 ：微 型 分 轴 燃 气 轮 机 ；燃 气 轮 机 湿 空 气 循 环 ；燃 气 轮 机 性 能 试 验 中 图 分 类 号 ：ＴＫ４７２ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：２０９５－１２５６（２０１１）０６－０４５３－０４
余项两部分。ＲＫ 方程可 以 用 来 计 算 水 蒸 气 的 热 物性，令水蒸气的摩尔浓度ＹＨ２Ｏ为１；氮和氧 的 摩 尔组分 ＹＮ２ 和 ＹＯ２ 为 ０，得 到 不 同 温 度 下 的 焓 和
熵，与 符 卡 洛 维 奇 的 水 蒸 气 数 据 比 较，不 同 温 度、 不同压力下蒸汽的热物理及饱和含湿量计算结果 与比较如图１所示。
ａபைடு நூலகம்
槡Ｔ
ｌｎ
ｖ＋ｂ ｖ
烏
烐
烑
余项
湿空气的熵：
∫ ∑ （ ） ｓ＝
Ｔ Ｔ０
ｉ＝Ｎ１ｙｉ·Ｃ０ｐ，ｉＴ（Ｔ）－
Ｒｌｎ
Ｐ Ｐ０
＋
烏
烐
烑
标准值
（ ） （ ） （ ） Ｒｌｎ
ｖ－ｂ ｖ
＋
１ ｂ
ｄ ｄＴ
ａ
槡Ｔ
ｌｎ
ｖ＋ｂ ｖ
烏
烐
烑
余项
可以看到，采用 ＲＫ 方程作为状态方程时，热
力学状态参数的计算表达式清楚地分为基本项和
上海交通大学对 ＨＡＴ 循环系统从理论到实 验 ，进 行 了 长 期 的 研 究 工 作 ，对 湿 化 过 程 中 的 湿 空 气 热 物 性 、饱 和 器 的 传 热 、传 质 机 理 及 系 统 试 验 开 展 了 深 入 的 研 究，并 通 过 实 际 系 统 试 验 得 出 了 ＨＡＴ 循环装 置 性 能 机 理 性 试 验 结 果，本 文 将 简 单介绍这些研究工作和成果。
Ｐｒｏｐｅｒｔｙ ａｎｄ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｏｎ ｔｈｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｈｕｍｉｄ Ａｉｒ Ｔｕｒｂｉｎｅ
Ｗｅｎｇ Ｓｈｉｌｉｅ，Ｐｕ Ｑｉａｎｇ，Ｗｅｉ Ｃｈｅｎｙｕ，Ｇｅ Ｂｉｎｇ，Ｚａｎｇ Ｓｈｕｓｈｅｎｇ，Ｈｕｉ Ｙｕ，Ｗａｎｇ Ｙｕｚｈａｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｐｏｗｅｒ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２４０，Ｃｈｉｎａ）
由图１（ａ）可 以 看 到，与 水 蒸 气 数 据 相 比，采 用 ＲＫ 方 程 计 算 的 熵 误 差 很 小。 例 如：当 Ｐ 为 ０．１ ＭＰａ，Ｔ 为 ４３３ Ｋ 时，熵 值 的 相 对 误 差 仅 为 ０．５％。由图１（ｂ）可以看 到，采 用 ＲＫ 模 型 和 理 想 气 体 混 合 模 型 道 尔 屯 分 压 定 律 ，对 不 同 温 度 、不 同 压力下的饱和含 湿 量 计 算 的 结 果，在 所 研 究 的 温 度 和 压 力 范 围 内 ，采 用 道 尔 屯 分 压 定 律 ，最 大 误 差 可达 ５．５％，表 明 ＲＫ 模 型 的 计 算 结 果 更 符 合 实 际情况。
３ 试 验 结 果 及 分 析
在保持供 油 量 为 ４７ｋｇ／ｈ 不 变 的 条 件 下，循 环试验分为先加湿后减湿两个阶 段。第一 阶 段 加 湿，喷 入 饱 和 器 的水 量 由 ０．８ ｍ３／ｈ 逐 渐 增 加 到 １．７ ｍ３／ｈ；第 二 阶 段 减 湿，燃 气 轮机转入 高 工 况 运 行，供 油 量 增 至５７ｋｇ／ｈ，喷 入 饱 和 器 的 水 量 由 １．７ ｍ３／ｈ 逐 渐 减 少 到 ０．６ ｍ３／ｈ。ＨＡＴ 循环 试 验 结 果 如 图 ４所示。