温度对增压二甲醚发动机性能的影响

以一台增压二甲醚发动机为研究对象,研究进气温度和燃料温度对二甲醚发动机性能的影响。试验结果表明,进气温度升高,燃烧滞燃期缩短,放热率曲线往前移,预混合燃烧的峰值降低,预混合燃烧在整个燃烧过程中所占比例减小;进气温度升高会导致发动机油耗率上升,排温升高,NOx排放增加。二甲醚燃料温度的影响比进气温度升高,燃料温度增加会导致发动机功率下降。额定工况点下,当燃料温度由28℃升高到40℃时,发动机的功率由192.1 k W下降到168 k W,下降12.0%。二甲醚温度每升高1℃,二甲醚发动机功率平均下降1.0%。     

进气温度对DMDF发动机燃烧特性和烟度排放的影响

在一台电控单体泵增压中冷发动机上,研究在固定柴油和甲醇供给时刻和供给量条件下,进气温度变化对柴油甲醇二元燃料燃烧特性的影响.结果表明:相同工况下,进气温度从40,℃变化到70,℃可以使爆发压力相差4,MPa,着火时刻相差15°,CA;进气温度的升高,不仅会造成滞燃期缩短、最大爆发压力和压力升高率增大,而且最大爆发压力出现的时刻变早、燃烧相位前移;在部分工况,变化进气温度还伴随燃烧模式的转变.温度变化还表现出柴油甲醇二元燃料燃烧和发动机转速的极大关联:在低速、较大负荷时,进气温度升高会导致输出扭矩下降和当量比油耗升高;在高速时,进气温度升高能提高输出扭矩并降低当量比油耗,但过高的进气温度会使大量甲醇在上止点之前燃烧,降低输出扭矩并提高当量比油耗.进气温度对碳烟排放也有较大影响:随进气温度降低,碳烟排放降低.综合研究结果表明,柴油甲醇二元燃料燃烧进气温度控制在50~70,℃时,可以获得最佳的经济和排放性能.     

套片式换热器在燃气轮机进气冷却中的应用

针对目前国内没有成熟的燃气轮机进气冷却设备,提出用套片式换热器对其进行冷却的可行性和优势,更有效的降低燃气轮机进气温度。     

火焰面方法进展及在燃机燃烧室模拟中的挑战

现代燃气轮机燃烧室参数持续提高，燃料种类不断丰富，燃烧技术深入开发，这对燃机燃烧过程数值模拟方法的发展提出了更高的要求。火焰面方法兼具准确性和计算效率高的特点，是燃气轮机燃烧室成熟数值模拟方法的主要选择之一。该文针对燃气轮机燃烧室未来多工况、高参数、低污染的发展趋势，从火焰面方法在自适应湍流燃烧模型中的应用、进度变量的优化选择、湍流燃烧耦合模型以及火焰面方法在污染物预测中的应用等4个方面，回顾了火焰面方法的相关模型及适用范围，分析了该方法在燃气轮机燃烧室中的应用及面临的挑战。在此基础上，对火焰面方法在未来燃气轮机燃烧室模拟中的发展方向提出了针对性建议。     

双工况燃机进气冷却测控系统设计

为了提高燃机在酷热夏季的出力,研发了具有双工况工作模式的进气冷却系统。该系统利用烟气余热作为动力,不仅在夏天制冷工况下能对燃机进气进行充分冷却,有效提高燃机效率;而且在冬天低压加热工况下驱动低压加热器产生热水,提升余热锅炉的给水温度,以提高汽轮机的功率。该系统的测控系统基于DCS框架构建,并根据实际情况简化为两层结构：集中控制层和过程控制层。上位监控软件用DELPHI软件自主开发,通过自主开发的OPC控件,实现了对下位PLC控制器的实时读写操作。使用结果表明,该套测控软件不仅界面美观,操作方便,而且对数据处理具有独到的优越性。     

双工况燃机进气冷却测控系统设计

为了提高燃机在酷热夏季的出力,研发了具有双工况工作模式的进气冷却系统.该系统利用烟气余热作为动力,不仅在夏天制冷工况下能对燃机进气进行充分冷却,有效提高燃机效率;而且在冬天低压加热工况下驱动低压加热器产生热水,提升余热锅炉的给水温度,以提高汽轮机的功率.该系统的测控系统基于DCS框架构建,并根据实际情况简化为两层结构:集中控制层和过程控制层.上位监控软件用DELPHI软件自主开发,通过自主开发的OPC控件,实现了对下位PLC控制器的实时读写操作.使用结果表明,该套测控软件不仅界面美观,操作方便,而且对数据处理具有独到的优越性.     

喷嘴数和温比对旋流冷却流动和传热特性的影响

针对喷嘴数和温比对叶片前缘旋流冷却特性影响的问题,根据实际燃气轮机前缘结构进一步完善了旋流冷却模型,建立了含有进气腔室的旋流腔结构,采用数值模拟方法分析了喷嘴数和温比对旋流冷却特性的影响。研究时保持进口雷诺数和靶面温度不变,仅改变喷嘴数和温比。研究结果表明:进气腔室的引入使得喷嘴冷气沿流动方向逐渐增加。随着喷嘴数增加,喷嘴冷气流速降低,压力系数增加,流阻系数减小,换热强度降低但均匀性提高,综合换热因子增大。随着温比增加,喷嘴冷气流速增加,流阻系数减小,靶面热流密度降低,换热强度提高,综合换热因子增大。对于含有进气腔的叶片前缘冷却结构,推荐选取喷嘴数为6,温比范围为0.6~0.7。     

发动机进气温度对稀薄燃烧稳定性影响的可视化研究

稀薄燃烧稳定性是先进天然气发动机稳定高效清洁燃烧的重要指标．为了进一步探索改善天然气发动机稀薄燃烧性能的方法,本文基于一台高压缩比单缸光学发动机,采用高速摄影和瞬态压力同步测量方法,研究了进气温度对天然气发动机稀薄燃烧特性的影响,量化了火焰发展演变与发动机性能之间的关联性．研究表明：提高进气温度可以提升缸内压力和放热率峰值,进气温度从25℃到75℃,峰值压力从3.71 MPa提升至4.49 MPa,峰值放热率从57.17 J/(°CA)提升至64.36 J/(°CA),并且放热过程更为集中,同时结合发动机点火时刻,可进一步实现燃烧相位优化,降低传热损失;可视化燃烧图像显示,高进气温度条件下着火延迟期缩短,初始火焰尺寸增大,后期火焰传播更快,最大火焰传播速度提升至约10.6 m/s,同时火焰前锋趋于向四周传播,火焰形态对称性更好．此外,本文创新性地提出了一种基于可视化图像来量化的已燃质量分数的经验准则来评价初期火焰发展特性,发现提升进气温度主要影响早期火焰发展规律,高进气温度下早期火焰循环变化系数从18.12%降低至7.86%,并且该持续期平均值从13.03°CA降低到了9.25°CA,...     

燃气轮机循环蒸发冷却水质影响及水量计算

分析了进气温度及湿度对燃气轮机性能的影响,得出循环式湿膜蒸发冷却可提高机组出力降低热耗,适用于高温度低湿度的环境,但最低环境温度限值应在15℃以上,以避免压气机结冰。从保护蒸发冷却器和燃气轮机压气机及热通道部件方面,探讨了蒸发冷却系统适用水质,指出硬度较大的高矿物质水及除盐水均不适宜作为单一的补充水源,可采用除盐水和原水掺混的方法获得满足要求的水质,并严格控制水中氯离子及碱金属含量。给出了蒸发量计算经验公式及利用允许的循环倍率计算排污量的方法,蒸发冷却补水量为两项之和。     

SGT6-5000F燃气轮机运行过程中叶片通道温度偏差异常的分析与处理

SGT6-5000F燃机燃烧系统包括16个环形燃烧器。燃料来源可以包括天然气和2号燃油。当使用天然气燃料运行时,无需应用蒸汽或水注入消减法。然而,使用2号燃油时可能需要蒸汽或注水法,实现对氮氧化物的排放控制。在燃机点火、升速、带负荷各个阶段,叶片通道温度都有大幅度的变化,通过监视叶片通道温度判断燃烧状态。通过对燃气轮机叶片通道介绍,在点火、升速、带负荷运行过程中叶片通道温度偏差异常的分析与处理。     

微型凹腔燃烧器内氢气/空气的预混燃烧特性

使用计算流体动力学软件FLUENT,并采用详细的化学反应机理,对当量比为0.5的氢气/空气预混气在带凹腔的平板型微通道内的燃烧特性进行了数值模拟.探讨了进气速度和凹腔的长深比对微通道内的温度场、燃烧效率和排烟温度的影响.计算结果表明:随着进气速度的增大,火焰被吹向下游,并且使火焰变得狭长,这会使得壁温分布更加均匀;在同一长深比下,燃烧效率随着进气速度的增加而降低,而排烟温度随着进气速度的增大先升高后降低;当长深比从1增大到3时,增大凹腔的长深比能拓展吹熄极限;长深比从3增大到4时,其吹熄极限相同.     

进气冲程增压注水对柴油发动机性能的影响

采用AVL-FIRE软件,研究了YC6G系列柴油发动机在进气冲程中不同注水量下燃烧室内的燃烧过程,分析了进气注水对发动机性能的影响,以及不同注水量下发动机内部压强、温度和排放的变化情况。仿真表明:增压发动机注水对发动机气缸内部温度和压强影响不大,但进气注水仍然可以少量降低缸内温度的峰值;且进气冲程注水对尾气排放的影响十分显著。注水质量分数提高5%,Soot的生成量大约下降10%;NO_x排放则降低至不注水时的0.21%。因此,进气冲程增压注水有效地改善了柴油发动机内部的燃烧并且降低了尾气排放。     

掺氢对天然气燃烧室燃烧及排放特性影响

天然气混合氢气燃烧可有效降低含碳物质的排放。但掺混氢气会改变燃料性质,进而影响燃烧进程,故有必要对掺氢燃烧进行深入研究。本文主要研究了以混氢天然气为燃料的燃气轮机的燃烧特性和排放特性,采用数值模拟的方法研究不同的掺氢比（H2体积含量0~100%一共6种工况）对GE-10实验型燃气轮机燃烧室燃烧过程的影响。研究结果表明,随着掺氢比的增加,火焰温度上升,燃烧反应区前移。在低掺混比下火焰筒出口处的温度分布随掺氢比增大趋向均匀,当掺氢比超过0.6时,出口处温度分布均匀性大幅下降。此外,混合燃料中氢气成分的增加会导致局部释热量提高,进而导致NOx排放增加,当掺氢比超过0.8时NOx排放量增加的幅度变大。同时,随着掺氢比的提高CO和CO2的排放量显著减少,H2O的生成量显著增加。研究结果将为后续混氢燃烧技术在工业燃气轮机上的应用提供理论指导。     

联合循环电站改造为整体煤气化联合循环的粗煤气冷却

研究了将PG9351FA燃气-蒸汽联合循环电站改造为整体煤气化联合循环(IGCC)时的粗煤气冷却方式,以及煤气冷却过程副产蒸汽的利用方式.改造的IGCC电站以输运床气化炉为气源,考虑了燃气轮机改烧中低热值煤气后的喘振裕度和出力限制,以及NOx排放的限制.根据粗煤气冷却方式及副产蒸汽利用方式的不同,构建并比较了4种改造方案.研究表明:通过将透平初温降低100℃,可保证燃气轮机燃烧热值为6.5MJ/m3的煤气,同时可保证压气机喘振裕度的减小量不超过10%;采用全热回收方式冷却粗煤气,且由饱和蒸汽轮机来消纳粗煤气冷却过程中副产蒸汽的改造方案的供电效率最高,为42.3%.     

EGR对柴油机燃烧影响模拟

 废气再循环（EGR）作为控制缸内NOx生成的一项技术已广泛应用在现代直喷柴油发动机上。但EGR对氮氧化合物（NOx）、碳烟（Soot）排放的影响原因尚未被完全理解。为了全面分析EGR的特性,建立了基于GT-POWER的柴油机仿真模型。根据柴油机的基本结构,该模型为带有EGR系统的增压直喷柴油机一维流体动力学循环仿真模型。在分别固定进气压力和空燃比两种情况下,对EGR影响柴油机燃烧的特性进行了研究。结果表明,在恒定进气压力和EGR温度的情况下,随着EGR率的升高,缸内压力升高率减小,最高缸内爆发压力降低,燃烧放热始点推迟,燃烧峰值放热率升高。EGR导致Soot升高燃油经济性降低。在恒定进气空燃比和EGR温度的情况下,随着EGR率的升高,缸内压力的升高使燃烧放热始点提前,废气的惰性气体特性延缓燃烧成为次要因素。EGR的加入使燃烧恶化放热率降低。缸内的燃烧温度降低,减少了NOx的生成。小EGR率可以改善Soot的排放情况。所以在不同的边界条件下引入EGR的作用不同,在EGR控制策略中,利用控制进气空燃比的EGR控制方法并没有完全利用EGR特性,应该形成分别控制空气质量流量和EGR率的气路控制策略。在恒定EGR率的情况下,EGR温度的升高缩短了燃烧滞燃期,燃烧始点提前放热率峰值降低。最终缸内气体温度升高,NOx排放升高,Soot有轻微的改善,表明为了更好控制EGR系统,应对EGR温度进行控制。     

重油掺水燃烧效果良好

为了减轻对空气污染,改善环境卫生,降低油耗率,提高锅炉出力,营口造纸厂革命职工,在毛主席革命路线指引下,在批林批孔运动中,认真落实《鞍钢宪法》,狠批刘少奇、林彪鼓吹的“洋奴哲学”“上智下愚”的反动谬论,大搞技术革新和科学试验,经过两年的反复实践,试验成功重油掺水燃烧新技术。经较长时间的验证,效果良好,运转正常,现已应用于生产。重油掺水燃烧是一种降低油耗率,提高锅炉出力,减轻对空气污染,改善环境卫生的一种有效方法。     

油气混合参数对柴油机低温燃烧过程的影响

应用三维CFD模拟研究了喷油和进气参数包括喷油压力、喷孔直径和进气压力对柴油机低氧浓度低温燃烧(LTC)过程的影响.结果表明:随着喷油压力增加或喷孔直径的减小,各氧浓度下缸内燃烧压力和温度峰值都增大;相同氧浓度条件下预混燃烧的强度增大,出现明显预混燃烧的氧浓度增大;相同氧浓度条件下的soot排放降低;缸内局部温度最大值增大,NOx排放增大.进气压力增大,缸内压力上升更快,但缸内平均温度略有降低,相同氧浓度下着火时刻提前,滞燃期缩短;燃烧过程中局部缺氧的状况得到改善,相同氧浓度条件下燃油的燃烧更加完全,放出的总热量更多,燃烧效率明显提高;soot峰值和最终排放值都减小,NOx生成量进一步降低.     

小型燃气轮机湿空气透平循环变工况性能

基于一小型分轴燃气轮机试验系统上的湿空气透平(HAT)循环试验,研究了在低参数下HAT循环对燃气轮机性能的改善情况及其变工况性能表现. 试验在等燃油量和等涡轮进口燃气温度2种控制工况下进行.结果表明：等燃油量控制下,湿空气的含湿量增大,可增加循环输出功率,降低燃气初温,同时减少NOx排放;等燃气初温控制下,增大含湿量可以大幅增加循环输出功率.在燃气轮机部件特性的基础上,对HAT循环变工况性能进行了仿真.计算结果表明：随着空气含湿量的增加,HAT循环中的比功和效率较简单循环都有较大改善;在相同的进气流量、燃气初温和输出功率下,增大空气含湿量能增加压气机的喘振裕度,提高运行安全性.     

HCCI汽油机缸内热力学状态的影响因素

缸内热力学状态对汽油机HCCI着火及燃烧过程有着决定性的影响本文在全可变气门机构单缸试验发动机上,系统研究了残余废气率、有效压缩比、空燃比、进气温度、冷却水温、进气流态以及发动机转速等参数对缸内热力学状态的影响规律．研究发现,在较大区域改变内部残余废气率时,HCCI燃烧存在热状态自稳定效应．内部残余废气、冷却水温、进气温度、空燃比、有效压缩比都可以作为控制HCCI燃烧缸内热力学状态的参数．通过对内部残余废气率、有效压缩比以及空燃比的协同管理,可以实现对缸热力学状态的快速管理,进而实现对汽油机HCCI燃烧相位的控制．     

正庚烷均质压燃发动机燃烧循环变动

为了研究均质压燃(HCCI)发动机燃烧的循环变动,在1台改装的HCCI发动机上进行了试验。通过改变进气温度、混合气浓度和运行转速等参数,研究了参数变化对正庚烷HCCI燃烧的影响。研究结果表明:随着过量空气系数从1.9增加到2.7,峰值压力的平均值从6.69 MPa降低到5.50 MPa,进气温度从30℃增加到70℃,峰值平均压力从5.49 MPa增加到6.44 MPa,所对应的曲轴转角位置也有所提前;随着转速的提高,峰值压力也有所增加,并且出现的时刻都有所提前;在转速为1 500r/min条件下,进气温度为30℃、过量空气系数为1.9时的循环变动系数最小,进气温度在50℃、过量空气系数为2.1时的循环变动最小,分别为2.89%和1.68%。可以得出最优的进气温度、混合气浓度等,使得HCCI发动机的燃烧稳定性得到保证。