第2章 湿空气透平循环的稳态性能:
2.1 湿空气透平循环的基本型式:
从20世纪50年代开始,简单循环燃气轮机开始用作推进和发电装置。燃气轮机的优点包括效率高、低比投资、灵活、结构紧凑、快速启动和低维护要求。燃气轮机发展的一般趋势是更高的涡轮进口温度、更高的压比和更好地利用排气余热。利用排气余热的最普遍的方法是将蒸汽底层循环和燃气轮机循环结合在一起,这种系统构成方式称为联合循环。联合循环电站的效率可以达到55%~60%,占据了发电装置的主要市场。
在简单循环的基础上,提出了各种先进循环,其中包括湿空气透平循环。其基本工作原理如图2—1所示,其主要特点是压缩后的空气通过湿化器中水的蒸发进行加湿。湿化器中的水在冷却燃气轮机排气后将热量传递给压缩空气,实现了排气余热的利用。
根据图2—1所示的基本原理,湿空气透平循环可以有不同的具体结构形式,图2—2是典型的结构形式。其系统流程为:空气经低压压气机、中冷器、高压压气机、后冷器后进入饱和器底部;补充水在中冷器、后冷器、热水器中加热升温后从饱和器顶部进入。在饱和器中,空气和水逆流接触,空气被加热湿化,水被冷却并部分蒸发。从饱和器出来的湿空气回收透平排气高温余热后进入燃烧室,经燃烧加热,生成的高温高湿燃气在透平中膨胀做功,透平排气经回热器和热水器吸热后排人大气,完成一个工作流程。
2.2 湿空气透平循环主要部件的稳态性能模型:
根据图2—2中湿空气透平循环的典型结构形式,评价湿空气透平循环的稳态性能需要建立压气机、涡轮、燃烧室、中冷器、后冷器、饱和器、经济器和烟气冷凝器等部件的稳态性能模型。
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