燃气轮机天然气系统动态仿真

【摘要】：随着以洁净能源天然气为燃料的燃气轮机大量使用，如何为燃气轮机提供符合要求的天然气，保证燃气轮机安全稳定地运行，成为了首要考虑的问题。燃气轮机天然气系统是为燃气轮机供应天然气的主要处理系统，具有调节进入燃气轮机燃烧室的天然气温度、压力和流量的作用，保证了燃气轮机的燃烧过程和稳定运行。但是，目前国内燃气轮机的天然气系统设计基本沿用国外成熟设计，没有对天然气系统的设计、控制等作详细的分析和研究。因此，建立由主天然气输送管道至燃气轮机燃烧室入口的天然气供应系统的仿真模型，用于燃气轮机天然气供应系统的设计、研究和优化分析，具有十分重要的意义。 本文利用EASY5软件进行仿真模型建立，得到界面清晰美观的仿真平台，用于确定天然气系统中各个零部件的设计，确保燃气轮机入口天然气参数满足技术要求。通过模型，我们也可以研究不同天然气参数对燃气轮机运行的影响。该仿真模型可以用于燃气轮机天然气系统的设计、校核、优化等方面，提升天然气系统的设计能力和技术水平，对天然气供应过程做出合理的设计及控制要求，最终为燃气轮机安全稳定地运行提供指导。 【关键词】：燃气轮机 天然气系统 动态仿真 仿真建模 仿真控制
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TK477
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 课题的意义及国内外研究现状综述9-14
• 1.1.1 天然气供应系统及功能要求10-12
• 1.1.2 天然气供应系统动态仿真研究现状12
• 1.1.3 项目研究目的、内容、意义12-14
• 第二章 天然气特性参数对燃气轮机入口处压力的影响分析14-26
• 2.1 在役机组调研及分析14-16
• 2.2 数据分析16-25
• 2.2.1 天然气成份影响17-24
• 2.2.2 温度影响24-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第三章 天然气供应系统仿真建模26-53
• 3.1 部件子模型建立26-45
• 3.1.1 容积模块27-30
• 3.1.2 阻力模块30-31
• 3.1.3 换热模块31-36
• 3.1.4 调压模块36-38
• 3.1.5 物性模块38-42
• 3.1.6 过滤模块42-43
• 3.1.7 计量模块43-44
• 3.1.8 阀门模块44-45
• 3.2 部件子模型验证45-48
• 3.2.1 换热模块验证45-47
• 3.2.2 调压模块验证47-48
• 3.3 系统整体模型建立48-52
• 3.3.1 系统模型建立48-50
• 3.3.2 系统模型调试50-52
• 3.4 本章小结52-53
• 第四章 天然气供应系统仿真控制53-69
• 4.1 控制原则53-55
• 4.1.1 控制器选用53-54
• 4.1.2 控制系统设计54-55
• 4.2 天然气温度控制55-59
• 4.2.1 温度控制设计55
• 4.2.2 温度控制实例55-59
• 4.3 天然气压力控制59-62
• 4.3.1 压力控制设计59-60
• 4.3.2 压力控制实例60-62
• 4.4 天然气流量控制62-67
• 4.4.1 流量控制设计62-65
• 4.4.2 流量控制实例65-67
• 4.5 本章小结67-69
• 第五章 天然气供应系统仿真结果分析69-81
• 5.1 稳态仿真69-72
• 5.2 动态仿真72-80
• 5.2.1 实际运行仿真模拟72-73
• 5.2.2 天然气温度及成分波动条件仿真73-74
• 5.2.3 性能加热器切换条件仿真74-75
• 5.2.4 甩负荷工况仿真75-76
• 5.2.5 启停仿真76-78
• 5.2.6 供应多台燃机联合工作仿真78-80
• 5.3 本章小结80-81
• 第六章 总结81-83
• 6.1 工作总结81
• 6.2 关键结论81-83
• 参考文献83-85
• 致谢85-86
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文86

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