一、Experimental Study on the Dynamic Characteristics of a Gas Turbine Combustor Burning Syn-gas（论文文献综述）
陶成飞[1]（2021）在《旋流预混燃烧热声不稳定的动态特性与控制研究》文中认为预混燃烧技术由于在降低燃烧过程中氮氧化物（NOx）排放方面的良好性能,在燃气轮机等工业燃烧领域得到了广泛的应用。但是预混燃烧技术在实现清洁燃烧的同时,很容易受到燃烧不稳定（也就是热声不稳定）的困扰。随着工业界对清洁、高效、耐用、可靠的燃气轮机的不断需求,燃烧热声不稳定已经成为阻碍先进燃气轮机燃烧室研发的关键。燃烧不稳定是由不稳定燃烧器内的声波和火焰热释放耦合引起的,火焰与声波的相互作用将在燃烧室内形成非定常的流动振荡,热声不稳定的振幅如果持续增大,将损坏燃烧室的结构或影响燃烧器的正常运行。燃烧不稳定与声学振荡、流体流动/混合振荡和火焰热释放速率振荡等因素有关。交叉学科和非线性的特点,使得燃烧不稳定的分析和控制具有非常大的挑战。与此同时,在预混燃烧室中,燃烧不稳定和NOx排放总是紧密相关的,有时降低了NOx排放,燃烧不稳定出现的概率却会增加。因此如何实现燃烧不稳定与NOx的同步控制是非常重要的。截至目前,在热声振荡条件下,火焰—流动—声学的耦合机理还没有完全研究透彻,相应的热声振荡预测模型也主要停留在实验室阶段。热声振荡的非线性动态特性及其主动或被动控制的研究,是制约高性能燃烧系统尤其是重型燃气轮机燃烧室研发的关键。为了探究预混旋流火焰热声振荡下的特点,并开展相应的主动或被动控制研究,本文搭建了实验室尺度的甲烷旋流预混燃烧试验台,该试验台能够很好的用于燃烧热声振荡的理论和实验研究。本文还设计了各种类型的热声振荡横向射流控制结构,用来研究横向射流参数对热声振荡和NOx排放的控制效果。为了优化横向射流控制的效果,本文还创新性的提出了使用富氧介质和过热蒸汽射流,得从而到了更好的热声振荡抑制效果和更低的污染物排放浓度。为了优化热声振荡的实时主动控制系统,本论文还通过一维数值模拟的方法研究了不同控制策略下热声振荡主动控制器和执行器的响应特点。首先,研究了热声不稳定条件下预混火焰宏观结构和NOx排放的特点。主要研究了甲烷火焰的两个变量影响:燃料流量和当量比。研究结果表明,火焰的当量比逐渐从0.5增大到1.0后,火焰的宏观组织结构发生了变化,火焰前锋的长度先降低后升高,火焰根部的平均长度也逐渐降低。随着燃烧器的热功率和当量比的增加,火焰平均长度增加。预混燃烧热声不稳定的变化图表明了燃烧室内存在热声振荡的模态迁移。在热声不稳定条件下,火焰前锋或火焰根部的温度和速度场严重影响了NOx的排放浓度。研究还发现,沿着燃烧器的径向方向,火焰内循环区和外循环区的峰值温度均发生变化。其次,研究了横向射流参数变化对燃烧热声不稳定的影响。横流射流法简单易行,能同时改变火焰的化学反应过程和燃烧室的流场,从而影响燃烧反应物的混合和涡脱落过程。本文研究了横向射流的流量、射流高度、射流方向、射流介质和射流温度等因素对热声振荡的影响。通过合理的横向射流参数设置,热声振荡的抑制比能够达到90%以上,氮氧化物的抑制比能够达到50%以上。同时还发现,相对分子质量大的二氧化碳气体横向射流控制效果要比氮气、氩气和氦气好。此外,实验过程中还发现了非稳态火焰的模态切换。横向射流能够改变火焰结构,火焰总长度随着射流流量的增加而减小,火焰前锋或火焰根部的长度也随着射流流量的增加而减小。再次,研究了富氧介质和过热蒸汽横向射流的协同控制效果,实现了燃烧热声振荡和NOx排放的协同控制。富氧和过热蒸汽横向射流能够改变燃烧室的温度场,降低NOx排放浓度,在富氧介质和过热蒸汽横向射流下,预混火焰的声波和火焰热释放速率都出现了模态迁移,但两者模态迁移的临界转折点不同。在高流速的横向射流作用下,预混火焰将会变得分散、平坦。研究还发现富氧横向射流对燃烧不稳定的抑制效果与富氧介质的氧浓度有关,但富氧横向射流控制燃烧热声不稳定的具体物理—化学机制仍需进一步研究。然后,研究了混火焰在声场激振条件下的非线性响应。实验研究了非预混火焰在声学激励下的动态响应,通过非线性时间序列分析方法对实验数据进行了分析,得到了几种不同的火焰—声学共振模态。研究发现火焰—声学耦合共振只在一定的激振频率下出现,非预混燃烧器的燃烧室和进气段的声学共振特性不同,分别表现为准周期振荡和极限环振荡。火焰—声学耦合共振会导致燃烧器的振荡频率和振幅发生模态迁移,燃烧器入口长度和风量变化时,观察到了火焰热释放速率的间歇性抖动,燃烧器入口长度越长,振动越剧烈。最后,研究了不同的主动控制策略下热声振荡的主动控制效果。通过建立火焰和声场的热声耦合一维模型,对比了不同主动控制策略对热声极限环振荡状态和瞬态变化过程的抑制特点,还比较了主动控制过程中的热声振荡信号的衰减时间。最后为了评估主动控制的效果,研究了四种控制策略下,主动控制器的执行器电压幅值变化特点。
赵巧男[2]（2021）在《重型燃气轮机燃烧室污染物排放预估模型研究》文中研究说明重型燃气轮机技术在一定程度上代表一个国家重工业发展的水平,随着对环境污染愈发重视,重型燃气轮机污染物排放问题成为当前重型燃气轮机研究及发展的重点问题,在空气污染问题亟待解决的背景下,控制污染物排放是解决污染问题的主要手段之一,而污染物排放预估方法的研究是控制污染物排放的研究基础。为研究重型燃气轮机燃烧室污染物排放预估问题,选取M701型号重型燃气轮机作为研究对象进行研究。具体研究内容如下:1.首先采用UG三维建模软件构建火焰筒物理模型,并运用ANSYS Mesh模块进行网格划分,在此基础上,运用计算流体力学软件FLUENT对燃气轮机燃烧室进行数值研究,为考虑多种情况,数值计算过程中燃烧模型选择非预混燃烧模型和柔和燃烧模型,将影响污染物排放的主要参数,如进口压力、空气质量流量、燃烧区平均温度、进口风温等作为研究参数,进而对基于两种燃烧模型的温度云图、速度云图及NOx分布云图进行分析;2.在数值计算结果的基础上,扩大研究参数变化范围,采用响应面优化方法对主要气流参数如一次风温度、二次风温度、冷却风温度、燃气温度、一次风量、二次风量和燃气量进行数值优化,基于非预混燃烧的36组算例和基于柔和燃烧弹152组算例,对数据进行分析。结果表明,基于非预混燃烧模型进行计算时,在研究参数范围内NOx排放值均小于0.35g/kg,进口压力从1.15×106Pa增加到1.38×106Pa,NOx排放值减少0.012g/kg;空气质量流量从4.22kg/s增加到5.16kg/s,NOx排放值减少0.08g/kg;燃烧区平均温度从1668K升高到1720K,NOx排放值增加0.03g/kg。基于柔和燃烧模型进行计算时,燃烧区平均温度由1460K升高到1520K时,NOx排放量由0.16g/kg增加到0.24g/kg,CO排放量由0.06g/kg增加到0.24g/kg;进口压力由1.29×106Pa增加到1.32×106Pa时,NOx排放由0.24g/kg减少到0.16g/kg,CO排放量由0.23g/kg减少到0.06g/kg;进口风温为540K到680K时,NOx排放值由0.28g/kg增加到0.33g/kg;进口风温升高到720K到880K时,NOx排放值由0.24g/kg减小到0.18g/kg。可以分别得到基于非预混燃烧模型和柔和燃烧模型的多参数影响的污染物排放预估公式;3.利用响应曲面优化方法对影响污染物排放的参数进行敏感性分析,结果表明,一次风量、一次风温度、二次风温度是主要敏感度因素,对NOx排放影响显着,其它因素敏感度低,性能参数敏感性大小排序为mfirst>Tfirst>Tsecondary>msecondary>mfuel>Tfuel>Tcooling;一次风量和一次风温与NOx排放呈反比,一次风量由3.6kg/s增加到4.5kg/s时,NOx排放由0.24g/kg减少到0.16g/kg;一次风温度由720K升高到880K时,NOx排放值由0.24g/kg下降到0.18g/kg;二次风温与NOx排放呈正比,二次风温度由720K升高到880K时,NOx排放值由0.17g/kg增加到0.22g/kg。研究结果可为重型燃气轮机燃烧室NOx排放预估提供研究基础。
姜磊[3]（2020）在《航改燃气轮机燃烧室头部结构参数及燃烧特性研究》文中研究指明航空发动机改型燃气轮机具有研制基础好、研发风险小、设计周期短、开发成本低、技术升级快等优势,可用于发电、分布式能源、天然气输气管线、机械驱动、坦克装甲车动力以及舰船推进等军民用非航空领域,经过半个多世纪的发展,其产品谱系越来越完善,应用范围越来越宽广。英、美、俄罗斯等西方发达国家凭借其雄厚的航空发动机基础在航改燃气轮机领域技术领先,并且其代表机型市场占有率高。我国的航改燃气轮机型号少,燃烧技术发展起步晚,借鉴国外成熟航改机型的技术,在此基础上进行消化、吸收和再改进,成为相对快速、经济地发展新型发动机的有效途径。然而,目前国内和国外在用的相当数量的航改燃气轮机的母型机都是上世纪六七十年代的产品,燃烧室燃烧技术滞后,存在改进和提升的空间。本文针对以上问题,对航改燃气轮机中应用较多的旋流杯环形燃烧室头部结构参数进行研究,为旋流杯燃烧室头部优化及性能改善提供参考。本文首先采用理论分析与实验研究相结合的方法对某型航改燃机燃烧室中燃气喷嘴和旋流杯文氏管的组合结构进行了优化,并进行了单头部燃烧室性能验证实验;随后揭示了壁面及周期旋流边界条件下流场的异同,由此引出旋流喷嘴间的相互作用以及喷嘴间距设计的问题,系统分析了喷嘴间距对燃烧室性能的影响规律;最后,在对单元喷嘴以及喷嘴间距等结构参数研究的基础上,设计了三头部燃烧室实验件,并完成了性能验证和指标考核。本文主要研究内容及结论包括:（1）基于单元喷嘴和单头部模型燃烧室开展了一系列冷热态实验研究。通过改变燃料喷嘴与旋流杯文氏管的组合结构以及旋流杯流通面积,研究了燃烧室的流阻特性、贫油点熄火特性、排放特性以及流场结构的变化规律。结果表明:燃料喷嘴嵌入旋流杯文氏管的深度对燃烧室总压恢复系数和贫油点熄火极限都有影响,根据文氏管几何构型的不同,存在一个最佳的燃料喷嘴位置使上述性能最优;在相同入口气流参数下,增大旋流杯流通面积有利于减小总压损失系数、提高火焰稳定性以及降低火焰筒壁面振动幅度,但不利于促进燃料和空气掺混,导致污染物排放浓度增大。（2）针对壁面约束对流场结构的影响开展研究,并通过将单元喷嘴与多喷嘴的冷态流场进行对比,分析了喷嘴间相互作用对旋流流场的影响。发现相对于开放空间流场,在壁面约束作用下,回流区尺寸变小,旋流射流径向速度变小,轴向速度变大,回流强度增大;多喷嘴流场展现出了一些异于相同受限比条件下单元喷嘴流场结构的特点,在喷嘴相互作用区,速度脉动值明显增大,并且回流区尺寸也不相同。由此可知,旋流相互作用将引起喷嘴性能发生变化,有必要进行多头部燃烧室性能研究。（3）针对旋流喷嘴间的相互作用以及喷嘴间距设计问题,实验研究了双喷嘴实验件在不同初始当量比下的最大联焰距离和火焰传播动态过程,并且还研究了喷嘴间距对贫油熄火当量比、冷热态流场、均方根速度场以及NO排放水平的影响规律,对燃烧室头部喷嘴间距设计和燃烧室性能提高有重要意义。结果显示:增大空气质量流量和初始当量比都有利于延长联焰距离,当量比每增加0.1,无量纲最大联焰间距增大0.2左右;所有双喷嘴结构的贫油熄火当量比都小于相同空气流量下单个喷嘴的情况,随着喷嘴间距减小,贫油熄火当量比先变小后增大,这种变化趋势是喷嘴间放热耦合与流动耦合相互竞争的结果;随着喷嘴间距减小,旋流射流逐渐融合并且射流峰值速度变大,喷嘴间相互作用区域内的均方根速度增大,分布区域变广,喷嘴作用明显增强;所有双喷嘴结构的NO排放量都大于相同入口条件下单个喷嘴的情况,随着喷嘴间距变小,NO排放水平升高。（4）基于优化的单元喷嘴结构和喷嘴间距设计参考,并参照原型机燃烧室火焰筒结构和尺寸,提出了新的三头部燃烧室实验件设计方案。结果显示除了由于入口空气没有预热温度较低导致燃烧效率低于考核指标外,燃烧室总压恢复系数、出口温度分布以及污染物排放均满足考核要求或优于原型机燃烧室性能,表明三头部实验件的头部优化设计方案是可行的。
王树成[4]（2020）在《分布式供能系统中的联合循环特性研究》文中指出我国已成为世界上最大的能源生产国和消费国,为了保证持续的能源供应和能源安全,国家发改委、国家能源局制定了重点发展“分布式能源、电力储能、工业节能、建筑节能、交通节能、智能电网、能源互联网等技术”的《能源技术革命创新行动计划（2016-2030）》。此外,分布式供能系统是国家中长期科学和技术发展规划纲要中能源领域四项前沿技术之一的新型供能方式,集节能、环保、经济、可靠等优势于一体,得到了越来越广泛的关注。本文依托北京市自然基金、中央高校基金、中丹国际合作、留学基金等项目,利用理论研究、模拟仿真,实验/试验,技术集成等方法对以燃气轮机为原动机的大型分布式供能系统、船用中型分布式供能系统以及基于二甲醚内燃机的小型分布式供能系统中联合循环的耦合特性、能的梯级利用进行研究。主要研究内容如下:首先,研究了分布式供能系统中的主要部件及主要循环单元的工作原理。分析了分布式供能系统的集成原则,即:能量的梯级利用及物理能与化学能的梯级利用。阐述了系统中的高品位、中品位、低品位热能的耦合机理。其次,采用（?）分析方法对以燃气轮机为原动机的大型分布式供能系统中主要部件的（?）损进行分析,揭示了系统各主要部件能量损失的不可逆程度。结果表明,（?）损占比最大的部件为燃烧室,58.8%;其次是太阳能集热器,14.3%。采用先进（?）分析方法将系统主要部件的（?）损划分为:内补（?）损/外部（?）损,可避免（?）损/不可避免（?）拟。从系统部件的自身结构和拓扑结构两个角度揭示了（?）损产生的原因。提出“瞬时（?）损”的概念,对所提出的大型分布式供能系统各主要部件的（?）损进行了逐时分析。再次,阐述了二甲醚在未来能源领域中的重要地位及采用二甲醚作为系统燃料的原因。介绍了二甲醚的生产流程,并对原有生产流程进行优化设计,提出基于生物质气化技术的新型二甲醚的绿色生产流程,将生物质中碳元素的转化率提高到90%。分析了基于绿色燃料甲醚的船用分布式系统特性。对系统在不同工况下,采用不同有机工质,不同燃料下的特性进行对比分析。总结出了适用于该船用分布式系统的有机工质。此外,对斯特林热机和有机朗肯循环在回收烟气余热方面的能力进行了对比研究。研究结果表明:在较高内燃机负荷及排烟温度下,斯特林发动机回收烟气余热的性能优于有机朗肯循环。然后,介绍了基于燃用一甲醚内燃机的小型分布式供能系统中冷热电的供能方式。通过实验的方法获得了系统中内燃机在非满负荷工况下的主要热力学参数,并建立了系统中其它主要部件的数学模型。以上海地区某宾馆作为研究对象,分析了小型分布式供能系统在典型夏至日和冬至日时的运行特性。最后,以系统年运行收益和年净现值作为评价指标,对小型分布式供能系统中使用的内燃机和燃气轮机的适用性及各自的经济性进行研究。表明当原动机功率小于2.8MW时,选用内燃机作为原动机是比较好的选择。采用多目标优化的方法,以系统年均投资、一次能源节约率、二氧化碳减排率为目标函数,对小型分布式供能系统中集热器面积进行优化,得到了在该案例下的最佳的集热器面积数值,为类似系统的设计提供了理论依据。给出了二甲醚替代柴油和天然气时的燃料替代价格比系数:rD=1.47,rN=1.69。分析了二甲醚作为分布式供能系统的燃料时在价格上的优势。
穆延非,史绍平,张波,王相平,秦晔[5]（2020）在《IGCC电站燃气轮机启动燃料的替换研究》文中进行了进一步梳理当整体煤气化联合循环（integratedgasification combined cycle,IGCC）电站低热值合成气燃气轮机的启动燃料为柴油时,启动成本高,污染物难以控制。为了解决该问题,一个较适用的方法是将燃气轮机的启动燃料由柴油替换为天然气。但由于2种燃料的燃烧特性的不同,需要对燃机在两种不同燃料下的动态特性进行深入的研究,从而提出相应的改造和运行策略。基于天津IGCC低热值燃气轮机的结构及实际运行数据,建立燃气轮机热力学计算模型,对比分析了燃气轮机启动过程中,柴油量、天然气量随燃气轮机负荷的变化情况;其次计算了燃烧器燃烧天然气时的火焰稳定速度范围和优化燃烧器当量直径的范围;并对该燃气轮机燃烧室内的燃烧过程进行了数值模拟研究。最后提出了燃烧器的改造方案和运行策略,在尽量小的范围内进行改造来实现对柴油的替代而且保证燃机的稳定、安全和清洁启动。
刘闳钊[6]（2020）在《基于沼气利用的微燃机预混喷嘴流动与燃烧特性研究》文中提出我国广大的农村地区蕴藏着丰富的生物质资源,但利用率小于5%,且利用效率低下,而沼气利用能够有效改善这一现状,是我国能源结构调整的重要补充。针对沼气存在的成分不稳定、分布不集中以及能量密度低等问题,基于微型燃气轮机的分布式供能系统,以其贴近用户、综合效率高、污染物排放低等优点,能够与绿色农业相结合,为利用沼气提供了一条重要途径。目前,市场上仍没有直接利用沼气的成熟微型燃机机组,利用沼气会造成燃烧室燃烧不稳定性升高、污染物排放增加、整体性能下降,提高微型燃机的燃料适应性始终是重点研究目标。本文以燃用天然气的微型燃机预混喷嘴为切入点,通过数值计算与试验分析的方法,优化设计出更为高效的预混喷嘴,并深入分析了预混喷嘴的流动与燃烧特性,为在分布式供能系统中有效利用沼气提供参考。为了明确喷嘴优化设计方向,本文分析了四种当量比、四种燃料组分、三种燃料孔结构、三型空气孔结构以及两类空气通道结构下的喷嘴非均匀度变化情况,并利用冷态PIV试验以及瞬态数值计算的方式,对比了优化后的预混喷嘴与原型喷嘴流动及燃烧性能。在此基础上,本文设计搭建了预混喷嘴燃烧试验台,并借助光学测量系统,对喷嘴周围三种缝隙条件和四种燃料组分下的湍流燃烧火焰进行了观测,获得了火焰的三维结构以及可见光强度数据。此后,本文将燃烧室从回热器出口到涡轮入口的全部区域进行了建模,综合分析了六组喷嘴之间的配合燃烧过程。整个研究分析过程得到了以下主要结论:（1）预混喷嘴出口的非均匀度和燃料与空气的动量比大致呈线性关系,且随动量比的增大而减小,由此可以明确喷嘴结构优化的方向。通过将原型预混喷嘴（OPN）的空气孔轴线方向由径向改为切向,在喷嘴内部产生一定程度的弱旋流,并结合套筒型空气通道,能够增强气流的湍动能并扩大高湍动能区域,使预混喷嘴达到更好的混合性能。（2）喷嘴内部的弱旋流能够增加空气旋流强度,调整气流形态,迅速降低了在喷嘴初始混合区域内产生的流动不稳定性,有效减小了流动过程中的随机性。弱旋流预混喷嘴（LSPN）利用空气孔的尖锐边缘,促进了涡耗散过程的进行,提高了燃料与空气的混合性能,同时还降低了燃烧室主燃区内的最高温度以及整体平均温度,减小了近壁面高温区域的最大值和范围以及温度波动幅度,有效减弱了燃烧过程对燃烧室内外壁面的热冲击,降低了NOx的生成量。（3）喷嘴周围的二次空气通道,由于其结构存在宽边与窄边,使得时均火焰在二次空气占比不断增加的情况下,逐渐由对称结构转变为向宽边处延伸的非对称结构,也因此在喷嘴出口附近形成了一个相对稳定的反应区,降低了火焰形态的不稳定性。而燃料中的CO2会降低火焰的湍流燃烧速度,致使沼气的燃烧火焰相对于天然气火焰要更远离喷嘴出口,且相差的距离随着CO2含量的增加而增大。同时,CO2作为燃烧反应产物,会减弱过量空气在CH*生成与消耗过程中的影响,并加剧火焰形态的不稳定性。（4）对于具有六组预混喷嘴的环形燃烧室,喷嘴周围的二次空气通道存在一个最佳的面积范围。当其与喷嘴出口面积介于0.41至0.61之间时,燃烧室内的温度分布较为均衡,NOx的排放量也低于其它面积范围。相对于燃用天然气,配置LSPN的燃烧室在燃用沼气时,燃烧室效率减小幅度小于0.55%,出口平均温度变化范围保持在40 K以内,出口体积流量的增长也不超过6%。虽然燃料中的CO2会扩大流体域内的高温区域,并增大NOx的排放量,但排放量不超过9 ppm。
邓康杰[7]（2019）在《熔融碳酸盐燃料电池-微型燃气轮机混合发电系统半实物仿真研究》文中认为随着传统能源资源的逐渐枯竭以及环境问题日益严峻,节能减排和减缓气候变暖势在必行,分布式混合发电系统因其高效的特点已经引起了全球范围内的关注。熔融碳酸盐燃料电池（Molten Carbonate Fuel Cell,MCFC）是一种在能源转换过程中不经过燃烧,电能直接由电化学反应产生的装置,其发电效率不被“卡诺循环”约束,而熔融碳酸盐燃料电池与微型燃气轮机（Micro Gas Turbine,MGT）耦合构成的分布式混合发电系统有利于进一步提高系统的效率、灵活性和稳定性。对MCFC-MGT混合发电系统而言,由于不同子系统集成而导致的相互依存关系所产生的瞬态效应还没有得到很好的揭示和理解,因此能够充分发挥数值模拟和实物实验两种研究方法优势的半实物仿真能够在保证仿真结果的精度水平情况下允许增加所研究的系统动力学的自由度,因此,半实物仿真对于MCFC-MGT混合发电系统的研究开发必将是十分有效的工具。半实物仿真方法为具有复杂对象的分布式混合发电系统的研究赋予了全新的内涵,同时也带来了新的挑战,由于半实物仿真方法涉及实物部分和虚拟部分之间的相互作用,采用半实物仿真方法研究分布式混合发电系统存在很多复杂的技术问题,在分布式混合发电系统中,不同的子系统之间存在着质量流与能量流的交换,因此,基于半实物仿真方法构建MCFC-MGT混合发电系统的关键是保持半实物仿真系统的质量、能量和动量与原型系统一致。本文以微型燃气轮机为实物基础,以零维和一维燃料电池模型为数值模拟子系统,构建MCFC-MGT半实物仿真系统,从工程热物理角度出发研究复杂非线性分布式混合发电系统的半实物仿真体系结构、系统动态特性和燃料电池内部温度、组分的分布对系统特性的影响,从而为构建通用的分布式混合发电系统半实物仿真方法提供理论和实践支撑,本文的研究内容如下:1)分布式混合发电系统的安全高效运行与各子系统的性能密切相关,对燃料电池性能的了解是对MCFC-MGT混合发电系统性能分析的基础,充分理解电池内部的热传输和电化学反应过程,正确描述燃料电池内部的能源转换过程,有利于建立MCFC的详细数学模型来分析燃料电池性能。因此,本文采用Fortran语言开发了内重整型MCFC的实时集总参数模型和一维分布参数模型,此外,通过动态链接库的方式将该模型嵌入到了APROS仿真平台中,并在MCFC模块上开展了燃料电池的系统动态特性研究。并通过燃料电池的甩负荷工况,研究了电流密度变化对燃料电池内部的温度、电压、气体组分等参数的影响。2)半实物仿真系统与原型系统在实物结构上存在明显的差异,保证实物系统与原型系统的特性一致的关键是保证质量流、能量流的一致性。因此,本文提出了一种应用于MCFC-MGT半实物仿真系统的物理虚拟模拟（Simulation-Stimulation,Sim-Stim）界面模型,主要包括能量补偿计算模型、压力补偿计算模型和实际的执行机构。进而开发了基于Sim-Stim界面模型的MCFC-MGT混合发电系统的整体模型和原型系统的整体模型,对两个系统模型的动态响应进行对比,研究表明本文所开发的Sim-Stim界面模型可以使半实物仿真系统与原型系统的系统特性保持一致,为解决通用的分布式混合发电系统的半实物仿真系统构建中所面临的各耦合子系统之间能量流和质量流的传递问题提供了一种参考。3)由于MCFC-MGT半实物仿真系统在启动过程中模拟子系统将与实物子系统耦合,两者之间的响应速度差别巨大,相互影响机理复杂,同时,半实物仿真系统在启动过程中涉及到控制策略的切换,易对实物系统造成冲击,对基于Sim-Stim界面模型的MCFC-MGT半实物仿真系统的进行启动仿真研究,仿真结果表明,将实物子系统与模型子系统分别启动的方案对实物系统冲击小,启动速度快,该半实物仿真系统启动策略合理,可为真实MCFC-MGT半实物仿真系统的启动提供理论依据。4)以商用MGT为实物核心,APROS作为MCFC模型子系统的运行平台,OPC（OLE for Process Control,OPC）作为各软、硬件之间的主要数据传输协议,建立了MCFC-MGT半实物仿真系统,为开发用于研究分布式混合发电系统的通用半实物仿真方法奠定了基础。基于建立的一维MCFC-MGT半实物仿真系统开展了不同燃料利用率对系统特性的影响的实验研究,其中燃料利用率变化范围为65%-85%,研究表明75%左右燃料利用率下,本系统各部件工作条件较为适宜;基于集总参数MCFC-MGT半实物仿真系统开展了负荷阶跃实验,研究该混合发电系统对负荷响应的快速性;开展了线性负荷变化瞬态分析,研究了该混合系统对负荷跟踪的稳定性,结果表明该混合发电系统具有负荷响应灵活和稳定的优点。
孟晟[8]（2019）在《燃烧器几何结构对于非预混旋流燃烧热声不稳定的影响及其控制研究》文中指出环境意识的提高使燃烧过程中污染物排放的减少成为现代工业燃烧设备的主要挑战之一。特别在锅炉,燃气轮机和内燃机这些主要动力发电装置中,对于低排放的政策和产业规范也越来越严格。但是,由于大型油气电站锅炉容积热负荷高、燃烧强度大速率快,氮氧化物排放较高。同时重油复杂特性、复杂湍流和燃烧的相互作用,均使得燃烧流场参数组织与液滴雾化蒸发着火之间的耦合关系难以得到有效优化。国际上对燃烧振动的研究主要集中于燃气轮机和航空发动机等紧凑受限空间内预混燃烧的火焰结构、声场作用以及采用燃烧主动控制方法抑制燃烧振动;对于大型油气燃烧锅炉这样大尺度、非预混燃烧炉膛内燃烧振动研究罕见,特别是大型锅炉采用低氮燃烧系统后的燃烧振动新现象的诊断和控制基本未触及。为了研究非预混火焰在声场激励下的响应,本文搭建了非预混燃烧试验台。为了研究重油锅炉的燃烧热声不稳定及氮氧化物排放情况,模拟和实验分析了炉膛的线性热声特性。为了研究多孔板的吸声特性,搭建了阻抗管试验台,分析了腔室长度和偏流速度对于多孔板吸声特性的影响。首先,研究了燃烧室几何结构改变对于非预混火焰声场响应的影响。在三个不同入口段长度下,研究了火焰热释放率在声场激励下的响应特性。通过声学模拟得到了在不同入口段长度下的燃烧室不同声学模式。通过实验和模拟分析,可以得到在不同入口段长度下火焰的热释放率响应受到不同燃烧室声学模式的影响,包括入口段模式、燃料管模式等。探究了火焰分隔板对于火焰声场响应的影响。分析了不同声场频率对于火焰响应的非线性激励作用。其次,建立了重油锅炉一维热声分析方法,通过分析炉膛不同纬度上的热声线性增长率,得到了模型参数、入口段长度变化和火焰分隔板对于燃烧热声不稳定的影响。结果表明,不稳定模式接近炉子的自然一阶纵向模式。不稳定模式下炉膛呈现对火焰指数和时间延迟的依赖性。在移除六个火焰分隔板后,火焰的时间延迟减少。另外,结合入口长度的减小,炉子在一阶纵向模式附近变得稳定。这些改进应用于实际锅炉中并消除了振动的可能性。通过扩展一维热声分析方法将其应用于沙特延布油气锅炉,预测并分析了入口段长度变化和油枪位置对于线性热声不稳定增长率的影响。再次,分析了火焰分隔板对于重油锅炉炉膛的氮氧化物排放和热声不稳定的影响。当燃烧不稳定发生时,利用三维声学来预测炉膛的压力模式和线性增长率。随着安装的火焰分隔板数量的增加,氮氧化物的排放量减少。模拟和实验结果表明,燃烧器出口处的几何形状变化可以显着降低氮氧化物排放。六个火焰分隔板的存在会影响锅炉的燃烧不稳定性。一维热声分析方法和三维有限元分析与圆柱火焰和具有空间分布时间延迟之间的比较表明,在相同的时间延迟附近都出现了负增长率即稳定区间然后,研究比较了不同腔室长度下,设计在同一吸声频率下的不同多孔板在不同偏流速度下的吸声曲线。实验和理论研究了偏流速度对于双层多孔板的吸声特性。偏流速度不仅极大地影响了双孔板结构在线性状态下的吸声性能,而且还影响了高压振幅引起的非线性效应。两个偏流速度之间的比率极限由0.25-4给出。实验和理论分析结果表明,双孔板法通过调整偏流速度可以实现较宽的衰减范围。利用这种双板装置可以分别调节两个板处的偏流速度,并使阻尼器在以选择性目标吸收频率下工作。最后,通过实验和数值研究了位于燃烧室入口部分的多孔板的阻尼性能。声激励下火焰响应的实验结果表明,在入口处安装多孔板有两个作用:一是声衰减;另一个是压力模式和燃烧器相位的重新分配。此外,结果表明,对于非预混火焰当燃烧不稳定性由入口压力波动引起时,入口声场模态形状的改变更加有效。
齐宝恒[9]（2019）在《15kWth微型燃气轮机加压燃烧室燃烧性能研究》文中研究说明汽车节能减排一直是国家关注的重点问题,在传统汽车还无法被大规模取代的技术条件下,传统汽车的动力优化仍具有研究价值。传统汽车发动机除了为汽车提供动力外还担负着制冷、制热等任务,但单一的动力源不能满足多条件、多功能下的节能减排需求,因此提出基于微型燃气轮机形式的汽车辅助动力系统。本文的研究对象是该系统中15kWth燃烧室,运行最大压力为0.3MPaA。为了实现制定该15kWth微型燃气轮机燃烧室加压运行策略,提出点火升负荷方案及不同负荷推荐工作点的目的,分别采用燃烧试验实时检测排放指标、数值模拟和火焰图像处理的方法来评价着火特性,探究该燃烧室在不同热功率下压力对燃烧污染物排放特性、火焰稳定性以及火焰集中性的影响,提出不同热功率下的推荐静态工作点。最终根据评价结果设计了可以保证燃烧污染物排放低、火焰稳定性和集中性较好的点火升负荷运行策略。首先,搭建了15kWth微型燃气轮机燃烧室加压试验台,并根据已有燃烧室结构对喷油装置进行了部分改进,分别在3.5kWth、5.8kWth、8.2kWth、10kWth、13kWth、15kWth条件下进行了燃烧室压力为0-0.3MPaA的燃烧试验,测量了不同工况的燃烧室出口温度、CO排放浓度、NO排放浓度及O2含量。试验发现:不同热功率下燃烧室压力对燃烧排放特性的影响有所不同,根据试验结果及文献资料分析得出压力主要通过改变柴油蒸气扩散程度和燃烧反应速率来影响燃烧排放特性的结论。然后,为进一步解释燃烧室压力对不同热功率条件燃烧内部流场的影响,采用数值模拟的方法对燃烧室流域进行三维建模及计算。挑选了试验结果中压力对燃烧影响效果截然不同的3.5kWth、10kWth、15kWth三组试验数据进行模拟计算,分析这三组工况压力对燃烧室速度场、柴油蒸气浓度场的影响。模拟发现:3.5kWth条件下由于燃烧室流速较低,压力对浮升力影响较大,压力对柴油蒸气扩散浓度场会产生较大影响;15kWth条件下由于燃烧室流速较高,浮升力效果不明显,压力对柴油蒸气浓度场影响很小,进一步验证了燃烧试验得到的结论。其次,为了从火焰稳定性和集中性的角度来评价着火特性,分别在3.5kWth、5.8kWth、8.2kWth、10kWth、13kWth、15kWth条件下进行了燃烧室压力为0-0.3MPaA的火焰图像处理。利用火焰面积、火焰亮度来评价着火稳定性;利用火焰质心位置分布及速度波动来评价火焰集中性;结合CO排放特性与火焰图像处理结果得到了CO排放浓度在100ppmv（15%O2）以下可以保证火焰稳定性、集中性较好的结论。最后,根据燃烧污染物排放测量结果和火焰图像处理结果得到了不同热功率下火焰质量较好的静态工作点,依据这些工作点设计了点火升负荷流程。最终设计结果可以保证燃烧室出口温度在900℃左右,CO排放浓度在100ppmv（15%O2）以下,NO排放浓度在40ppmv（15%O2）左右,同时火焰稳定性、集中特性较好。
黄地[10]（2016）在《整体煤气化湿空气透平循环动态建模及模型在回路控制平台研究》文中研究表明整体煤气化湿空气透平（Integrated Gasification Humid Air Turbine,IGHAT）循环是将洁净煤技术与湿空气透平（Humid Air Turbine,HAT）循环技术相结合的新型发电技术。该系统比功高、效率高、排放低,同时可以利用中国相对丰富的煤炭资源作为其燃料,是未来发电领域的重要发展方向之一。目前仅有少量成功运行HAT循环实验电站,而IGHAT循环则仍处于理论研究阶段。因此,建立IGHAT循环系统仿真平台,进行相关的控制逻辑及策略的研究,为未来IGHAT循环系统的建立提供必要的技术储备将有着极为重要的现实意义。本文的研究主要包括以下几个方面:以Shell气流床气化炉为研究对象,分析了气化炉压力和流动之间的相互影响,建立了基于容积-阻力特性的气化炉动态模型,以状态方程的形式求解气化炉内的压力与流速。通过该模型分析容积惯性对系统压力、温度、气化反应速度等主要物理参数的影响。同时利用该模型研究气化炉控制策略,设计煤气温度和热值控制系统,说明非线性多输入多输出系统强耦合性给系统控制带来的问题,分别利用分散PID控制理论和模糊控制理论设计控制逻辑,其中模糊控制可以将温度和热值结合起来一同进行控制,调节速度更快,偏差更小。以填料式饱和器实验台为研究对象,进行了空气加湿实验,初步讨论了其传热和传质特性。将基于饱和曲线和工作线的饱和器建模理论推广至动态建模,利用饱和器内不同水温对应的实际湿空气焓和理想饱和湿空气焓之间的焓差作为热量传递和质量传递共同的驱动势,定义新的通用传递系数来描述这两个过程,简化了求解步骤,避免了传统方法中传热和传质系数经验公式的不准确给模型精度带来的影响。利用实验结果分析加湿过程中的空气参数与水参数对通用传递系数的影响,指出水温和压力影响的饱和空气焓是传热传质的驱动势,而空气参数和气水流量比对通用传递系统的影响更大,利用实验结果验证该思想在饱和器建模过程中的准确性。建立燃气轮机和换热器部件模型以及基于模块化建模理论的IGHAT循环系统动态模型。系统模型是一个非迭代模型,计算速度快,可以满足实时仿真的要求。以HAT循环分轴燃气轮机实验台为仿真对象,并对该实验台等燃料控制加湿试验中的加湿、升温过程进行仿真,指出泄露、散热和功率损失是影响该系统性能的主要原因,利用仿真模型计算了燃烧室、高压透平、动力透平的出口压力、出口温度等重要参数的变化规律和趋势,其中燃烧室出口压力在加湿过程中提高3715Pa,出口温度降低63.2K,该结果与实验数据吻合,验证了模型的准确性。在现有HAT循环实验台的基础上,添加回热器、经济器等换热设备,同时考虑配置气化炉系统,设计完整的IGHAT循环系统,建立动态仿真模型。对燃料切换过程进行仿真,参考整体煤气化联合循环的运行经验,结合仿真结果,制定IGHAT循环系统切换煤气合成气燃料的最低限制为60kW功率以上。对饱和器起动过程进行仿真,利用迭代学习控制设计前馈环节,解决加湿过程中为满足系统功率控制而导致的震荡。分析加湿过程对压气机喘振裕度的影响,结果显示改造为IGHAT循环后的喘振裕度降至13.7%,虽然依然高于10%的阈值,但比简单循环条件下21.19%的喘振裕度已有了明显的下降,应设计相应的放气阀以防止喘振的发生。在以上仿真结果的基础上分析,结合成熟燃气轮机电站控制经验,初步设计了IGHAT循环电站控制逻辑及相应策略,包括起动控制、功率控制、燃料切换控制、饱和器控制和压比控制五大系统。在对IGHAT循环系统动态仿真结果分析的基础上,利用Ovation分布式控制系统平台进行了控制逻辑组态,建立IGHAT控制系统的虚拟仿真平台;以新建的IGHAT循环动态实时仿真模型为控制对象,通过二者之间的通信交互,实现模型在回路控制平台的建立。该控制平台使用Visual Studio编写,以MFC为核心分别调用Ovation API和Windows API,建立可供仿真模型和控制系统同时读写的共享内存区,实现仿真模型与控制系统之间的信息交互。最终利用模型在回路控制平台,进行从空载工况到最大工况的仿真实验,验证了相关控制逻辑在实际工业控制系统下的可行性。最终针对西门子V94.3A燃气轮机设计了全新的IGHAT循环系统,利用Ovation分布式控制系统建立基于该电站的仿真培训系统,并进行相关仿真操作。IGHAT循环系统功率最终达到403.255MW,效率达到42.71%。通过析得出非设计工况部件效率下降以及高压力导致加湿量受限是系统功率、效率不能进一步提升的主要原因。
二、Experimental Study on the Dynamic Characteristics of a Gas Turbine Combustor Burning Syn-gas（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Experimental Study on the Dynamic Characteristics of a Gas Turbine Combustor Burning Syn-gas（论文提纲范文）
（1）旋流预混燃烧热声不稳定的动态特性与控制研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号清单 |
| 1.绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 燃烧热声不稳定的诱因研究现状 |
| 1.2.1 燃烧室内流场的影响 |
| 1.2.2 火焰热释放率的影响 |
| 1.2.3 燃烧室声学阻抗的影响 |
| 1.3 燃烧热声不稳定的被动控制研究现状 |
| 1.4 燃烧热声不稳定的主动控制研究现状 |
| 1.5 燃烧热声不稳定的动态特性研究现状 |
| 1.6 论文选题依据与研究内容 |
| 1.6.1 论文选题依据 |
| 1.6.2 论文研究内容 |
| 2.预混燃烧热声振荡和污染物排放的变化特点 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验设置 |
| 2.2.1 预混燃烧器结构设计 |
| 2.2.2 仪器设备介绍 |
| 2.3 预混燃烧热声不稳定包络线图 |
| 2.4 预混火焰宏观结构的演变过程 |
| 2.5 NO_x排放特性 |
| 2.6 本章小结 |
| 3.横向射流参数对预混燃烧热声不稳定的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 横向射流结构对燃烧不稳定性的影响 |
| 3.2.1 环形微孔结构设计 |
| 3.2.2 热声不稳定的环形微孔射流优化控制 |
| 3.2.3 火焰热释放的振幅和频率迁移 |
| 3.2.4 火焰长度和温度分布的变化 |
| 3.2.5 研究小结 |
| 3.3 横向射流方向对燃烧不稳定性的影响 |
| 3.3.1 扁口射流结构设计 |
| 3.3.2 水平和垂直方向射流对燃烧不稳定的影响 |
| 3.3.3 水平和垂直方向射流对NO_x排放的影响 |
| 3.3.4 水平和垂直方向射流对火焰形态的影响 |
| 3.3.5 研究小结 |
| 3.4 横向射流介质对燃烧不稳定性的影响 |
| 3.4.1 横向射流流量的影响 |
| 3.4.2 射流喷嘴内径的影响 |
| 3.4.3 不同射流介质对NO_x排放的影响 |
| 3.4.4 火焰模态的变化特点 |
| 3.4.5 研究小结 |
| 4.Oxy富氧横向射流对燃烧热声振荡和NO_x排放的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 环形N_2/O_2和 CO_2/O_2射流对燃烧不稳定和 NO_x排放的影响 |
| 4.2.1 CO_2/O_2和N_2/O_2射流对燃烧不稳定的影响 |
| 4.2.2 燃烧器的NO_x排放和温度场变化特点 |
| 4.2.3 火焰宏观结构的变化特点 |
| 4.2.4 研究小结 |
| 4.3 不同预热温度的CO_2/O_2射流燃烧不稳定和排放的影响 |
| 4.3.1 预热CO_2/O_2射流对燃烧不稳定的影响 |
| 4.3.2 NO_x排放的特点 |
| 4.3.3 火焰模态的变化 |
| 4.3.4 研究小结 |
| 4.4 富氧横向射流控制热声不稳定时的相关性分析 |
| 4.4.1 相关性分析 |
| 4.4.2 火焰振荡模态的变化 |
| 4.4.3 研究小结 |
| 5.过热蒸汽对热声不稳定和NO_x排放的协同控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验设备 |
| 5.3 蒸汽流速的影响 |
| 5.4 蒸汽射流喷嘴尺寸的影响 |
| 5.5 蒸汽射流下NO_x排放特性 |
| 5.6 火焰结构的变化 |
| 5.7 本章小结 |
| 6.燃烧器几何结构对热声振荡动态特性的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验装置与非线性时间序列分析 |
| 6.3 声场激振下的火焰—声学共振 |
| 6.4 火焰—声学共振特性的分析 |
| 6.5 火焰热释放共振特性分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 7.热声振荡主动控制时的衰减时间和抑制比研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 热声耦合的数学建模 |
| 7.3 Simulink仿真模型 |
| 7.4 极限环和瞬态热声振荡的控制 |
| 7.5 控制器和执行器的有效性 |
| 7.6 控制过程中热声衰减时间的变化 |
| 7.7 本章小结 |
| 8.全文总结与展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.1.1 主要研究成果和结论 |
| 8.1.2 主要创新点 |
| 8.2 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 博士期间研究成果和荣誉 |
（2）重型燃气轮机燃烧室污染物排放预估模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 燃气轮机燃烧室国内外发展现状 |
| 1.2.2 污染物排放国内外研究现状 |
| 1.2.3 燃气轮机污染物排放算法研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 2 研究理论基础 |
| 2.1 非预混燃烧理论基础 |
| 2.1.1 非预混燃烧基本控制方程 |
| 2.1.2 湍流模型 |
| 2.1.3 燃烧模型 |
| 2.1.4 辐射模型 |
| 2.2 柔和燃烧理论基础 |
| 2.2.1 柔和燃烧技术的概念及发展 |
| 2.2.2 燃气轮机柔和燃烧技术的应用及发展 |
| 2.3 数值优化理论 |
| 2.3.1 拉丁方设计及其统计分析 |
| 2.3.2 响应面分析法 |
| 2.4 后处理方法 |
| 2.4.1 最小二乘法 |
| 2.4.2 Origin公式拟合 |
| 3 重型燃气轮机燃烧室污染物排放基础算例计算及分析 |
| 3.1 物理模型与计算方法 |
| 3.1.1 数值计算方法 |
| 3.1.2 物理模型与网格划分 |
| 3.1.3 参数设置 |
| 3.2 基于非预混燃烧模型的数值结果分析 |
| 3.2.1 温度分布数值结果分析 |
| 3.2.2 速度分布数值结果分析 |
| 3.2.3 NOx分布数值结果分析 |
| 3.2.4 压力分布数值结果分析 |
| 3.3 基于柔和燃烧模型的数值结果分析 |
| 3.3.1 温度分布数值结果分析 |
| 3.3.2 速度分布数值结果分析 |
| 3.3.3 NOx分布数值结果分析 |
| 3.3.4 压力分布数值结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 重型燃气轮机燃烧室污染物排放数值优化 |
| 4.1 数值优化方法 |
| 4.2 基于非预混燃烧模型的数值优化结果 |
| 4.2.1 研究参数与NOx排放关系 |
| 4.2.2 主要参数间与进口压力及燃烧区平均温度关系 |
| 4.3 基于柔和燃烧模型的数值优化结果 |
| 4.3.1 研究参数与污染物排放关系 |
| 4.3.2 主要参数间与进口压力及燃烧区平均温度关系 |
| 4.4 数值优化结果讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 重型燃气轮机燃烧室污染物排放分析 |
| 5.1 NOx预估经验/半经验公式 |
| 5.2 基于非预混燃烧模型的模拟结果与公式拟合 |
| 5.2.1 基于进口压力NOx预估 |
| 5.2.2 基于质量流量NOx预估 |
| 5.2.3 基于燃烧区平均温度NOx预估 |
| 5.2.4 NOx排放拟合公式 |
| 5.3 基于柔和燃烧模型的模拟结果与公式拟合 |
| 5.3.1 基于燃烧区平均温度污染物预估 |
| 5.3.2 基于进口压力污染物预估 |
| 5.3.3 进口风温的影响 |
| 5.3.4 污染物排放拟合公式 |
| 5.4 数值结果讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 基于响应面法的污染物排放参数敏感性分析 |
| 6.1 响应曲面法试验设计 |
| 6.2 敏感性分析及性能参数对NOx排放影响机制分析 |
| 6.2.1 敏感性分析结果 |
| 6.2.2 性能参数对NOx排放影响机制分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 结论与创新点 |
| 7.2 创新点摘要 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 非预混燃烧数值计算数据表 |
| 附录B 柔和燃烧数值计算数据表 |
| 攻读学位期间发表论文 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）航改燃气轮机燃烧室头部结构参数及燃烧特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 航改燃气轮机发展概况 |
| 1.2.1 航改燃机改型介绍及技术特点 |
| 1.2.2 航改燃机的应用及发展 |
| 1.2.3 航改燃机燃烧室结构及其燃烧技术的发展 |
| 1.3 本文研究对象及目标 |
| 1.4 双旋流环形燃烧室国内外研究现状 |
| 1.4.1 单元双旋流喷嘴结构参数的研究 |
| 1.4.2 受限壁面对旋流流动影响的研究 |
| 1.4.3 多喷嘴相互作用及喷嘴间距的研究 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 实验装置与测量系统 |
| 2.1 本研究所用的实验装置 |
| 2.1.1 基准双旋流喷嘴结构 |
| 2.1.2 单元喷嘴性能测试实验系统 |
| 2.1.3 间距可调的多喷嘴实验系统 |
| 2.2 实验测量系统 |
| 2.2.1 流量测量 |
| 2.2.2 温度测量 |
| 2.2.3 总压和动态压力测量 |
| 2.2.4 烟气组分测量 |
| 2.2.5 壁面振动测量 |
| 2.2.6 燃油喷嘴雾化特性测量 |
| 2.2.7 图像视频采集 |
| 2.2.8 数据采集系统 |
| 2.3 粒子图像测速(PIV)系统 |
| 2.3.1 PIV测量系统组成 |
| 2.3.2 PIV测速原理 |
| 2.3.3 PIV使用中需关注的问题 |
| 2.4 燃烧室性能参数计算 |
| 2.4.1 燃烧效率 |
| 2.4.2 总压恢复系数 |
| 2.4.3 出口温度分布系数 |
| 2.4.4 污染物浓度计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 单头部燃烧室性能实验研究 |
| 3.1 结构参数对燃烧特性的影响 |
| 3.1.1 实验方案和内容 |
| 3.1.2 燃料喷头与旋流杯文氏管不同组合的影响 |
| 3.1.3 旋流器流通面积的影响 |
| 3.2 进气参数对燃烧特性的影响 |
| 3.3单头部燃烧室常压模化实验 |
| 3.3.1 实验件及实验系统 |
| 3.3.2 实验内容及方案 |
| 3.3.3 实验结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 壁面与周期旋流边界条件下的流场结构分析 |
| 4.1 实验设计 |
| 4.1.1 实验内容 |
| 4.1.2 2D-3C PIV参数设置 |
| 4.2 壁面约束对流场结构的影响 |
| 4.2.1 旋流流场的三维特征 |
| 4.2.2 冷态流场 |
| 4.2.3 热态流场 |
| 4.3 相邻喷嘴对流场结构的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 多喷嘴相互作用研究及喷嘴间距设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方案和内容 |
| 5.3 喷嘴间距对点火联焰的影响 |
| 5.3.1 当量比与最大传焰距离关系 |
| 5.3.2 传焰动态过程 |
| 5.4 喷嘴间距对贫熄特性的影响 |
| 5.5 喷嘴间距对流场结构的影响 |
| 5.5.1 PIV参数设置 |
| 5.5.2 冷态流场 |
| 5.5.3 热态流场 |
| 5.6 喷嘴间距对NO排放的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 三头部燃烧室性能验证实验 |
| 6.1 引言 |
| 6.1.1 实验目的 |
| 6.1.2 燃烧室性能要求 |
| 6.1.3 模化实验方法 |
| 6.2 实验件与实验台 |
| 6.2.1 燃油喷嘴结构 |
| 6.2.2 三头部燃烧室结构 |
| 6.2.3 实验台介绍 |
| 6.3 测试方案及内容 |
| 6.4 三头部实验结果与分析 |
| 6.4.1 燃油喷嘴雾化特性 |
| 6.4.2 燃烧室总压恢复系数 |
| 6.4.3 出口温度分布 |
| 6.4.4 燃烧效率和污染物排放 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 主要创新成果 |
| 7.3 展望 |
| 符号表 |
| 参考文献 |
| 附录:实验误差分析 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）分布式供能系统中的联合循环特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 国外分布式供能系统发展 |
| 1.1.2 国内分布式供能系统发展 |
| 1.2 分布式供能系统研究动态 |
| 1.2.1 燃气轮机为核心的大型分布式供能系统 |
| 1.2.2 内燃机为核心的小型分布式供能系统 |
| 1.2.3 有机朗肯循环和斯特林热机在余热回收中的应用 |
| 1.2.4 分布式供能系统中不同原动机的特点 |
| 1.3 分布式供能系统发展趋势 |
| 1.3.1 耦合可再生能源的分布式供能系统 |
| 1.3.2 基于生物质气化的分布式供能系统 |
| 1.4 本文研究主要内容 |
| 第2章 分布式供能系统中的循环单元及能量转换机理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 分布式供能系统的组成部件 |
| 2.3 分布式供能系统的循环单元 |
| 2.3.1 布雷顿循环 |
| 2.3.2 狄赛尔循环 |
| 2.3.3 朗肯循环 |
| 2.3.4 有机朗肯循环 |
| 2.3.5 斯特林循环 |
| 2.3.6 压缩式制冷循环 |
| 2.3.7 吸收式制冷循环 |
| 2.4 分布式供能系统的集成原则及耦合机理 |
| 2.4.1 热能的梯级利用 |
| 2.4.2 物理能与化学能的梯级利用 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于燃气轮机的大型分布式供能系统 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于燃气轮机的大型分布式供能系统 |
| 3.2.1 系统设计参数 |
| 3.2.2 系统数学模型 |
| 3.2.3 系统性能评价准则 |
| 3.3 系统联合循环热力学特性 |
| 3.4 系统静态(?)特性 |
| 3.4.1 传统(?)分析 |
| 3.4.2 先进(?)分析 |
| 3.4.3 瞬时(?)损 |
| 3.5 系统逐时(?)特性 |
| 3.5.1 系统整体逐时(?)特性 |
| 3.5.2 布雷顿循环逐时(?)特性 |
| 3.5.3 朗肯循环逐时(?)特性 |
| 3.5.4 太阳能集热器逐时(?)特性 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于绿色燃料的船用中型分布式供能系统 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 分布式供能系统中二甲醚燃料的制备 |
| 4.2.1 二甲醚燃料特性 |
| 4.2.2 二甲醚燃料制备系统 |
| 4.2.3 系统能量流动分析 |
| 4.3 基于绿色燃料的船用分布式联合循环系统 |
| 4.3.1 系统设计参数 |
| 4.3.2 有机朗肯循环回收烟气余热性能分析 |
| 4.4 有机朗肯循环与斯特林发动机余热回收对比 |
| 4.4.1 所需热源温度及热效率对比 |
| 4.4.2 输出功率对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于二甲醚内燃机的小型分布式供能系统 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 以内燃机为原动机的小型分布式供能系统 |
| 5.3 分布式供能系统中内燃机的实验特性 |
| 5.3.1 内燃机实验台 |
| 5.3.2 实验测量设备 |
| 5.3.3 实验台控制设备 |
| 5.4 内燃机的性能指标 |
| 5.4.1 指示指标 |
| 5.4.2 有效指标 |
| 5.5 实验工况及结果 |
| 5.6 分布式供能系统研究方法 |
| 5.6.1 部件数学模型 |
| 5.6.2 能量平衡方程 |
| 5.6.3 系统评价准则 |
| 5.6.4 系统计算流程 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 小型分布式供能系统特性及优化分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 小型分布式供能系统特性 |
| 6.2.1 用户建筑能耗分析 |
| 6.2.2 系统能源供应逐时分析 |
| 6.2.3 系统性能逐时分析 |
| 6.3 分布式供能系统中内燃机与燃气轮机对比 |
| 6.3.1 主要设备参数计算 |
| 6.3.2 原动机对比分析 |
| 6.4 分布式供能系统集热器面积优化 |
| 6.4.1 优化理论 |
| 6.4.2 结果分析 |
| 6.5 系统敏感性分析 |
| 6.5.1 能源价格对投资回收期影响 |
| 6.5.2 不同燃料价格对比分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）基于沼气利用的微燃机预混喷嘴流动与燃烧特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究发展现状 |
| 1.2.1 沼气利用 |
| 1.2.2 分布式供能系统 |
| 1.2.3 微型燃气轮机 |
| 1.2.4 燃烧室喷嘴 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 数学模型及试验分析方法 |
| 2.1 数学模型 |
| 2.1.1 控制方程 |
| 2.1.2 湍流数值模拟方法 |
| 2.1.3 燃烧模型 |
| 2.1.4 NO_x生成模型 |
| 2.2 数据分析方法 |
| 2.2.1 本征正交分解 |
| 2.2.2 快速傅里叶变换 |
| 2.3 火焰可见光成像测量 |
| 2.3.1 火焰光谱 |
| 2.3.2 火焰三维重构 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 预混喷嘴混合性能影响参数分析及结构优化 |
| 3.1 预混喷嘴结构建模及参数设定 |
| 3.2 预混喷嘴混合性能参数化指标 |
| 3.3 流动参数对喷嘴混合性能影响 |
| 3.3.1 当量比 |
| 3.3.2 燃料组分 |
| 3.3.3 动量比 |
| 3.4 结构参数对喷嘴混合性能影响 |
| 3.4.1 燃料孔尺寸 |
| 3.4.2 空气孔结构 |
| 3.4.3 空气通道结构 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 预混喷嘴流动及燃烧性能分析 |
| 4.1 预混喷嘴瞬态计算域建模及PIV试验台设计 |
| 4.1.1 喷嘴瞬态计算流体域 |
| 4.1.2 喷嘴冷态PIV试验台 |
| 4.2 预混喷嘴内部涡耗散过程 |
| 4.2.1 流线分布 |
| 4.2.2 压力波动 |
| 4.2.3 涡量分布 |
| 4.3 预混喷嘴流动不稳定性 |
| 4.3.1 旋流形态 |
| 4.3.2 速度波动及POD分析 |
| 4.4 燃烧区域燃烧不稳定性及污染物生成 |
| 4.4.1 主燃区温度分布及波动 |
| 4.4.2 近壁面温度分布及波动 |
| 4.4.3 污染物生成 |
| 4.5 当量比对流动及燃烧性能影响 |
| 4.5.1 预混喷嘴内部旋流形态 |
| 4.5.2 预混喷嘴出口速度波动 |
| 4.5.3 燃烧区域内部温度分布及波动 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 弱旋流预混喷嘴火焰形态及不稳定性分析 |
| 5.1 LSPN燃烧试验设备 |
| 5.1.1 LSPN燃烧试验件 |
| 5.1.2 LSPN燃烧试验台 |
| 5.1.3 火焰可见光成像测量系统 |
| 5.2 LSPN与 OPN火焰形态不稳定性对比 |
| 5.3 二次空气对火焰形态及不稳定性影响 |
| 5.3.1 二次空气流量分配 |
| 5.3.2 时均火焰形态 |
| 5.3.3 时均火焰各部分间差异 |
| 5.3.4 火焰形态不稳定性 |
| 5.3.5 沼气燃烧火焰 |
| 5.4 燃料组分对火焰形态及不稳定性影响 |
| 5.4.1 火焰瞬时投影及三维形态重构 |
| 5.4.2 沼气火焰形态不稳定性 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 环形燃烧室多喷嘴燃烧特性分析 |
| 6.1 环形燃烧室整体结构及计算域建模 |
| 6.2 喷嘴周边二次空气对燃烧室燃烧特性影响 |
| 6.2.1 燃烧室空气分配 |
| 6.2.2 燃烧室流线分布 |
| 6.2.3 燃烧室内部温度分布 |
| 6.2.4 燃烧室内衬及喷嘴壁面温度 |
| 6.2.5 污染物排放 |
| 6.3 多燃料利用对燃烧室燃烧特性影响 |
| 6.3.1 燃烧室整体性能指标及气量分配 |
| 6.3.2 燃烧室内部温度分布 |
| 6.3.3 燃烧室壁面温度及热流量 |
| 6.3.4 污染物排放 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 全文总结及展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
（7）熔融碳酸盐燃料电池-微型燃气轮机混合发电系统半实物仿真研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 MCFC研究现状 |
| 1.2.1 MCFC发展现状 |
| 1.2.2 MCFC研究现状 |
| 1.3 MCFC-MGT研究现状 |
| 1.3.1 实验研究现状 |
| 1.3.2 仿真研究现状 |
| 1.3.3 半实物仿真研究现状 |
| 1.4 本文主要工作 |
| 1.5 本文主要创新点 |
| 2 MCFC实时仿真模型开发 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 MCFC数学模型 |
| 2.2.1 MCFC结构及原理 |
| 2.2.2 MCFC的集总参数模型 |
| 2.2.3 MCFC的一维分布参数模型 |
| 2.3 嵌入仿真平台中的实现方法 |
| 2.3.1 算法的选取 |
| 2.3.2 Gear算法 |
| 2.3.3 APROS和DLL的混合仿真 |
| 2.4 MCFC仿真结果 |
| 2.4.1 MCFC模型稳态验证 |
| 2.4.2 MCFC模型动态验证 |
| 2.4.3 MCFC集总参数模型瞬态分析 |
| 2.4.4 MCFC一维分布参数模型瞬态分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 MCFC-MGT半实物仿真系统中Sim-Stim界面模型的验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型描述 |
| 3.2.1 研究对象介绍 |
| 3.2.2 数学模型 |
| 3.3 模型验证 |
| 3.4 仿真结果分析 |
| 3.4.1 MCFC电流密度阶跃下降5% |
| 3.4.2 MCFC电流密度阶跃上升5% |
| 3.5 本章小结 |
| 4 MCFC-MGT半实物仿真系统的构建 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 MCFC-MGT半实物仿真系统介绍 |
| 4.2.1 MCFC-MGT混合发电系统介绍 |
| 4.2.2 MCFC-MGT半实物仿真系统结构 |
| 4.3 MCFC-MGT半实物仿真系统中实物部分 |
| 4.3.1 MGT子系统 |
| 4.3.2 Sim-Stim界面模型 |
| 4.4 MCFC数值模型 |
| 4.5 MCFC-MGT半实物仿真系统的启动模拟 |
| 4.5.1 MCFC-MGT稳态仿真 |
| 4.5.2 半实物仿真系统启动模拟 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于半实物仿真的MCFC-MGT混合发电系统特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方案和参数 |
| 5.2.1 实验方案 |
| 5.2.2 实验步骤 |
| 5.3 仿真实验结果分析 |
| 5.3.1 燃料利用率的影响 |
| 5.3.2 MCFC-MGT混合发电系统负荷响应特性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 本文主要结论 |
| 6.2 后续研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| B.作者在攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| C.作者在攻读博士学位期间的发明专利 |
| D.学位论文数据集 |
| 致谢 |
（8）燃烧器几何结构对于非预混旋流燃烧热声不稳定的影响及其控制研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号清单 |
| 1.绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 燃烧热声不稳定 |
| 1.2.1 流体不稳定 |
| 1.2.2 火焰不稳定 |
| 1.2.3 火焰-涡团耦合 |
| 1.2.4 当量比波动 |
| 1.2.5 雾化和蒸发过程的影响 |
| 1.3 燃烧热声不稳定的实验和模拟研究现状 |
| 1.3.1 燃烧热声不稳定的实验研究现状 |
| 1.3.2 燃烧热声不稳定的模拟研究现状 |
| 1.3.3 国内燃烧热声不稳定研究现状 |
| 1.4 燃烧热声不稳定的被动控制研究现状 |
| 1.5 本文的研究内容及组织结构 |
| 2.非预混火焰在声场激励下的响应 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验设置 |
| 2.3 燃烧室声学模式分析 |
| 2.4 燃烧器入口段长度对火焰声场响应的影响 |
| 2.5 火焰分隔板的影响 |
| 2.6 非线性压力响应 |
| 2.7 本章小结 |
| 3.重油锅炉旋流燃烧热声不稳定一维分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 热声线性模型 |
| 3.2.1 纵向模式 |
| 3.2.2 横向模式 |
| 3.2.3 垂直模式 |
| 3.3 燃烧器燃烧模拟 |
| 3.4 重油锅炉热声不稳定的一维分析 |
| 3.4.1 火焰指数和时间延迟的影响 |
| 3.4.2 燃烧器入口段长度的影响 |
| 3.4.3 火焰分隔板的影响 |
| 3.5 沙特延布660 MW油气锅炉热声不稳定预测 |
| 3.6 本章小结 |
| 4.重油锅炉的低NOx燃烧及三维热声不稳定分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 重油锅炉热声不稳定的三维模拟 |
| 4.3 重油锅炉炉膛燃烧模拟 |
| 4.4 火焰分隔板对于炉膛NOx排放的影响 |
| 4.5 火焰分隔板对于炉膛燃烧不稳定性的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 5.单层多孔吸声板吸声特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 偏流下多孔吸声板吸声理论 |
| 5.3 实验设置 |
| 5.4 单层多孔板的吸声特性 |
| 5.4.1 理论计算比较 |
| 5.4.2偏流下单层多孔板吸声特性的模拟和实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 6.双层多孔吸声板的吸声特性 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 理论计算 |
| 6.3 实验设置 |
| 6.4 双层多孔板的吸声特性 |
| 6.4.1 偏流速度的影响 |
| 6.4.2 压力幅值的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 7.多孔吸声板在非预混火焰强迫声场下的被动控制 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验设置 |
| 7.3 多孔板的吸收特性 |
| 7.4 多孔吸声板对非预混火焰声场响应的影响 |
| 7.5 本章小结 |
| 8.全文总结与展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.1.1 主要研究成果和结论 |
| 8.1.2 主要创新点 |
| 8.2 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 教育背景 |
| 发表论文 |
| 授权专利 |
| 项目经历 |
（9）15kWth微型燃气轮机加压燃烧室燃烧性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 车用微型燃气轮机国内外研究现状 |
| 1.2.2 微型燃气轮机燃烧室国内外研究现状 |
| 1.2.3 火焰图像处理国内外研究现状 |
| 1.2.4 压力对燃烧室性能的影响 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 加压燃烧室变负荷燃烧排放特性分析 |
| 2.1 试验台简介 |
| 2.2 燃烧室供油结构优化 |
| 2.2.1 供油方式优化 |
| 2.2.2 喷油嘴结构优化 |
| 2.3 15 KW_(th)加压燃烧室燃烧试验内容 |
| 2.3.1 试验台可行性验证 |
| 2.3.2 燃烧数据采集试验 |
| 2.4 15 KW_(th)加压燃烧室燃烧试验结果及分析 |
| 2.4.1 不同热功率下压力对燃烧室出口温度的影响 |
| 2.4.2 不同热功率下压力对CO排放量的影响 |
| 2.4.3 不同热功率下压力对NO排放量的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 加压燃烧室流场数值模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 加压燃烧室流场数值模拟基本流程 |
| 3.2.1 构建燃烧室流域三维模型 |
| 3.2.2 网格划分及无关性验证 |
| 3.3 FLUENT求解器中模型及边界条件选择 |
| 3.3.1 基本控制方程数学模型 |
| 3.3.2 计算边界条件及求解模型 |
| 3.4 加压燃烧室流场数值模拟 |
| 3.4.1 压力对冷态条件下燃烧室速度场影响 |
| 3.4.2 压力对冷态条件下燃油蒸气扩散影响 |
| 3.4.3 燃烧室冷态流场模拟结果与实验结果对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于火焰图像处理的燃烧评价方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 火焰图像拍摄及处理研究方法 |
| 4.2.1 拍摄火焰图像 |
| 4.2.2 火焰图像处理方法 |
| 4.3 火焰图像处理结果 |
| 4.3.1 火焰充满度 |
| 4.3.2 火焰亮度 |
| 4.3.3 火焰质心位置 |
| 4.3.4 火焰质心径向运动速度 |
| 4.3.5 火焰质心角速度 |
| 4.3.6 火焰闪烁频率 |
| 4.4 利用排放特性预测火焰图像信息 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 15KW_(th)加压燃烧室点火升负荷优化试验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 点火升负荷试验流程及要求 |
| 5.3 燃烧室升负荷试验结果及过程优化 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（10）整体煤气化湿空气透平循环动态建模及模型在回路控制平台研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 中国能源结构与环境问题 |
| 1.1.2 洁净煤技术和整体煤气化联合循环(IGCC) |
| 1.1.3 湿空气透平(HAT)循环和整体煤气化湿空气透平(IGHAT)循环 |
| 1.1.4 热力系统仿真和模型在回路控制平台 |
| 1.2 整体煤气化湿空气透平(IGHAT)循环研究现状 |
| 1.2.1 气化炉和IGCC研究 |
| 1.2.2 饱和器和HAT循环研究 |
| 1.2.3 模型在回路仿真与控制系统研究 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 第二章 基于容积-阻力特性模型的气化炉建模 |
| 2.1 气化炉概述 |
| 2.1.1 气化炉的原理和分类 |
| 2.1.2 Shell气化炉介绍 |
| 2.2 基于容积-阻力特性的气化炉建模 |
| 2.2.1 容积-阻力特性模型 |
| 2.2.2 质量和化学反应方程 |
| 2.2.3 能量方程 |
| 2.2.4 渣层模型 |
| 2.3 气化炉模型验证与分析 |
| 2.3.1 稳态仿真结果 |
| 2.3.2 动态仿真结果及分析 |
| 2.4 气化炉控制逻辑及控制性能仿真 |
| 2.4.1 气化炉控制对象分析 |
| 2.4.2 气化炉分散PID控制 |
| 2.4.3 气化炉模糊控制 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 饱和器性能试验及新型动态建模方法 |
| 3.1 饱和器基本原理和实验系统介绍 |
| 3.1.1 饱和器基本原理 |
| 3.1.2 饱和器实验系统介绍 |
| 3.1.3 饱和器空气加湿实验和结果介绍 |
| 3.2 饱和器建模原理 |
| 3.2.1 经典传热传质理论 |
| 3.2.2 饱和曲线和工作线 |
| 3.2.3 基于饱和曲线的稳态建模 |
| 3.2.4 基于饱和曲线的动态建模 |
| 3.3 饱和器模型验证 |
| 3.3.1 稳态仿真结果 |
| 3.3.2 动态仿真结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 IGHAT循环系统建模及模型在回路控制平台 |
| 4.1 IGHAT循环部件及系统建模 |
| 4.1.1 燃气轮机建模 |
| 4.1.2 换热器建模 |
| 4.1.3 IGHAT循环系统建模 |
| 4.1.4 建模软件介绍 |
| 4.2 HAT循环实验装置介绍及模型验证 |
| 4.2.1 HAT循环分轴燃气轮机实验台介绍 |
| 4.2.2 等燃油控制试验及模型验证 |
| 4.3 IGHAT循环性能仿真 |
| 4.3.1 燃料切换过程仿真 |
| 4.3.2 等功率加湿过程仿真 |
| 4.3.3 喘振边界仿真 |
| 4.4 IGHAT循环模型在回路控制平台研究 |
| 4.4.1 模型在回路控制平台设计 |
| 4.4.2 基于Ovation控制系统的逻辑组态 |
| 4.4.3 基于Ovation控制系统的模型在回路仿真结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于OVATION DCS的 IGHAT循环仿真培训系统 |
| 5.1 仿真培训系统框架设计 |
| 5.1.1 基于西门子V94.3A的 IGHAT循环电站 |
| 5.1.2 基于Ovation DCS的仿真培训平台 |
| 5.2 仿真培训系统功能实现 |
| 5.2.1 定义结构体 |
| 5.2.2 创建、初始化共享区 |
| 5.2.3 模型运算与数据交互 |
| 5.3 仿真培训系统功能及使用说明 |
| 5.3.1 仿真培训系统功能介绍 |
| 5.3.2 仿真培训系统使用说明 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
四、Experimental Study on the Dynamic Characteristics of a Gas Turbine Combustor Burning Syn-gas（论文参考文献）
- [1]旋流预混燃烧热声不稳定的动态特性与控制研究[D]. 陶成飞. 浙江大学, 2021(01)
- [2]重型燃气轮机燃烧室污染物排放预估模型研究[D]. 赵巧男. 沈阳工程学院, 2021
- [3]航改燃气轮机燃烧室头部结构参数及燃烧特性研究[D]. 姜磊. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2020(08)
- [4]分布式供能系统中的联合循环特性研究[D]. 王树成. 华北电力大学(北京), 2020
- [5]IGCC电站燃气轮机启动燃料的替换研究[J]. 穆延非,史绍平,张波,王相平,秦晔. 中国电机工程学报, 2020(03)
- [6]基于沼气利用的微燃机预混喷嘴流动与燃烧特性研究[D]. 刘闳钊. 上海交通大学, 2020(01)
- [7]熔融碳酸盐燃料电池-微型燃气轮机混合发电系统半实物仿真研究[D]. 邓康杰. 重庆大学, 2019(01)
- [8]燃烧器几何结构对于非预混旋流燃烧热声不稳定的影响及其控制研究[D]. 孟晟. 浙江大学, 2019(04)
- [9]15kWth微型燃气轮机加压燃烧室燃烧性能研究[D]. 齐宝恒. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [10]整体煤气化湿空气透平循环动态建模及模型在回路控制平台研究[D]. 黄地. 上海交通大学, 2016(03)