基于压气机抽气储能的燃气轮机供能系统特性研究

发布时间：2020-09-10 19:34

　　随着经济社会的发展,我国能源消费持续增长,电力生产格局不断优化。燃气轮机分布式供能系统具有环境友好、安全可靠等优势,发展前景广阔;然而受需求侧负荷波动等多因素影响,难以全工况高效、灵活实现供需平衡,故运行热电比偏低,综合能效远未达到其额定值。基于此,本文提出了一种压气机旁路抽气储/释能燃气轮机供能系统,以及可行的机组负荷调控策略;采用变工况典型性能解析分析方法研究压气机抽气对燃气轮机部件、机组的影响;探讨基于抽气储/释能调控策略的CHP系统变工况性能;以系统满足一种简单延时阶跃函数分布的逐时电负荷为例,研究峰谷比、负荷频率等特征参数对压气机抽气系统设计参数及效率的影响。结论表明:压气机抽气致压气机进口流量略有增加,压气机压比下降,可改善压气机防喘性能以及燃气透平的变工况性能;技术上燃气透平能等排气温度工作于本文所设的最大抽气系数为0.3的范围内;燃气轮机效率-负荷特性劣于基准系统,但提高了供热品位。旁路储气过程中,通流截面随抽气系数的增大逐渐增高,节流损失则表现为先增大后减少的趋势;释气过程中,释气流量越大,温度越高,空气透平对外做功能力越强;空气透平可扩大该供能系统最大出力,与透平设计参数有关,本文研究对象下,可扩大到燃气轮机额定功率的114.6%。当燃气轮机组相对功率减小至设计值的50%时,抽气系统中余热锅炉效率变化为额定功率的92.5%,基准系统中则变化为额定功率的85%;热电比在抽气系统及基准系统中分别变化为额定值的1.47倍以及1.147倍,抽气系统中余热回收率更高。空气透平设计工况下,燃气负荷为50%时,CHP系统综合能源相对利用率在抽气系统及基准系统中分别为92%、89%。当峰荷为4600kW、峰谷比为3、谷荷频率为0.375时,燃气轮机设计功率为4048kW,系统增效达2.02个百分点。联产机组为了提高大峰谷比情景下的系统效率及灵活性,可以考虑引入太阳能光热储能,提高空气透平的进气参数。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TK473
【部分图文】：

负荷分布,抽气,供能系统,释能

第一章绪论（3）探讨基于抽气储/释能调控策略的 CHP 系统变工况性能，分析抽气对燃气轮机供能系统能源利用率以及热电比的影响。3、案例研究，探讨负荷分布特征参数对该压气机旁路抽气储/释能燃气轮机供能系统设计参数以及效率的影响。（1）以一种简单的延时阶跃函数形式分布的逐时电负荷为例，研究系统设计参数。（2）与常规基准系统比较，提出改善系统经济性的方向。

示意图,燃气轮机,释能,负荷调节

式燃气轮机可不配置 IGV，本文考虑此种类型，其负荷调流量，监测透平排气温度 T4，最终满足功率指令。其实质范围内调整燃料/空气比，即较大幅度改变燃气透平进气温V 的简单循环燃气轮机在运行时需要尽快达到低的 T4或大的节过程可简述为：改变 IGV 开度，燃料流量跟随，达到设定满足功率指令。其实质是：压气机在变 IGV、等速线上较小定负荷以上维持燃气透平进气温度 T3为较高值。该调节方V级数、空气流量调节范围有关。机抽气储/释能的燃气轮机供能系统抽气可在较大范围内改变其空气流量，故理论上可维持燃气统供热/冷，本文按等 T4调节燃气轮机负荷，其主要调节过带 IGV的燃气轮机等 T4负荷调节过程相近。

基于压气机抽气储能的燃气轮机供能系统特性研究

节流

【参考文献】