一种燃气发生器的背压特性优化方法及装置制造方法及图纸

本公开涉及燃气轮机技术领域，公开了一种燃气发生器的背压特性优化方法和装置。本公开利用仿真模型，确定燃气发生器的背压转差特性，背压转差特性为转速差和燃气发生器的出口压力之间的对应关系；根据燃气发生器的背压转差特性，调整涡轮的非设计点特性，能够避免高压轴相对转速随燃气发生器背压提高而增加，从而避免高压转子和低压转子转差率扩大，进而保证燃气轮机高压轴相对转速不超转的情况下，提高输出功率和热效率，从而有效提高燃气轮机最大输出功率，降低燃油消耗率。降低燃油消耗率。降低燃油消耗率。

【技术实现步骤摘要】
一种燃气发生器的背压特性优化方法及装置


[0001]本公开涉及燃气轮机
，具体涉及一种燃气发生器的背压特性优化方法及装置。

技术介绍

[0002]燃气轮机在发电、燃气运输、航空动力等领域应用广泛，随着可再生能源、储能系统、热电联产等技术的发展，对燃气轮机在非设计点工况下的性能表现提出更高要求。变几何燃气轮机通过调节流道几何形状，使燃气轮机自动适应不同工况，保证燃气轮机非设计点性能。动力涡轮和尾喷管喉道面积可调技术广泛用于变几何燃气轮机中，通过调节动力涡轮或尾喷管喉道面积控制燃气轮机进气流量和燃烧室出口温度，一定程度上实现燃气轮机发电和供热解耦，提高部分工况下燃气轮机和涡喷发动机效率。
[0003]目前，燃气轮机设计时未考虑动力涡轮和尾喷管流通能力的变化影响上游燃气发生器的部件匹配，这会导致转差率扩大，引起燃气轮机热效率和最大输出功率的降低。

技术实现思路

[0004]本公开的目的在于克服上述技术不足，燃气发生器背压特性优化方法及装置，能够优化部件非设计点特性，能够保证燃气轮机高压轴相对转速不超转的情况下提高输出功率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气发生器的背压特性优化方法，其特征在于，适用于动力涡轮导叶可调的三轴式燃气轮机，所述三轴式燃气轮机包括燃气发生器和动力涡轮，燃气发生器包括高压部件和低压部件，所述高压部件包括高压压气机、高压涡轮以及连接高压涡轮和高压压气机的高压轴，所述低压部件包括低压压气机、低压涡轮以及连接低压涡轮和低压压气机的低压轴，所述动力涡轮的进口导叶角度可调，所述背压特性优化方法包括：确定所述燃气轮机的部件特性图；根据所述部件特性图，建立所述燃气轮机的仿真模型；利用所述仿真模型，确定燃气发生器的背压转差特性，所述背压转差特性为转差率和所述燃气发生器的出口压力之间的对应关系，所述转差率为高压轴相对转速减去低压轴相对转速；根据燃气发生器的背压转差特性，调整涡轮的非设计点特性，所述涡轮包括所述高压涡轮和所述低压涡轮。2.根据权利要求1所述的背压特性优化方法，其特征在于，所述燃气轮机的部件特性图的特性参数包括：所述高压压气机的压比和效率特性、所述低压压气机的压比和效率特性、所述高压涡轮的膨胀比和效率特性、所述低压涡轮的膨胀比和效率特性、所述动力涡轮的膨胀比以及效率特性。3.根据权利要求1所述的背压特性优化方法，其特征在于，利用所述仿真模型，确定燃气发生器的背压转差特性，包括：确定不同所述燃气发生器的出口压力时，所述高压轴相对转速和所述低压轴相对转速；根据转速差和所述燃气发生器的出口压力之间的对应关系，确定燃气发生器的背压转差特性。4.根据权利要求1所述的背压特性优化方法，其特征在于，根据燃气发生器的背压转差特性，调整涡轮的非设计点特性，包括：根据所述背压转差特性，确定所述涡轮的设计点远离或靠近阻塞区域；保持涡轮设计点特性不变，根据所述涡轮的设计点远离或靠近阻塞区域，调整所述涡轮的非设计点的特性。5.根据权利要求4所述的背压特性优化方法，其特征在于，根据所述背压转差特性，确定所述涡轮的设计点远离或靠近阻塞区域，包括：当所述背压转差特性为所述燃气发生器出口压力每增大1kpa，所述转差率增加超过0.2％时，确定所述高压涡轮的设计点靠近阻塞区域或低压涡轮的设计点远离阻塞区域；当所述背压转差特性为所述燃气发生器出口压力每增大1kpa，所述转差率减小超过
‑
0.2％时，确定所述高压涡轮的设计点远离阻塞区域或低压...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，钱叶剑，张郁，陶常法，周涛涛，邱亮，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：