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生物质气微型燃气轮机的特性研究

作　者: 张巍
导　师: 宋华芬；翁一武
学　校: 上海交通大学
专　业: 动力机械及工程
关键词: 生物质气微型燃气轮机燃烧室模块化建模特性研究
分类号: TK479.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

生物质气分布式供能系统是是以生物质气为燃料,以燃气轮机或内燃机为动力的新型分布式供能系统。该系统是诸多分布式供能系统中非常具发展潜力的一种,这是因为生物质资源的总储量巨大,但分布较为分散,不适宜远距离运输,分散利用较为合理。随着新型生物质能技术的研究开发和国内相关优惠政策的完善,生物质燃气分布式供能系统的商业化进程会逐步加快,技术的可靠性和经济性会不断加强,因此在我国推广生物质能技术有着很好的市场前景和社会综合效益。本文写作的目的在于研究微型燃气轮机系统应用生物质气燃料后的特性。首先,本文研究了微型燃气轮机燃烧室燃烧生物质气时的特性。以Capstone的C30为样机,设计了微型燃气轮机的燃烧室,在FLUENT软件中进行微型燃气轮机燃烧室的数值模拟。比较了生物质气和天然气的燃烧性能。由于可燃成分及燃料热值不同,生物质气的应用对燃烧室的性能产生一些影响。本文描述了燃烧室内流场、温度场、NOx分布的变化,分析了变化的原因,提出了改进微型燃气轮机燃烧室的建议。其次,本文进行了微型生物质气燃气轮机系统的热力循环计算,根据生物质气的特点调整了热力循环计算方法,得到了生物质气微型燃气轮机循环的主要热力参数,分析了生物质气成分变化对热力循环参数的影响。最后,本文研究了微型生物质气燃气轮机系统系统的工作特性。采用模块化方法,对燃气轮机以各部分为单位进行拆分后,分别建立起各自的数学模型,各部件模型中包含有相应的特性方程,将各部件模型按照实际的系统结构连接成流体网络。依据模型对各部件的特性变量进行整体仿真,得到了生物质气微型燃气轮机系统的运行特性,并根据其特性提出了系统的调节和改进方案。综上所述,本文对生物质气微型燃气轮机系统这种应用可再生能源的新型动力循环装置进行了特性研究,这些工作对生物质气微型燃气轮机的进一步研究打下了基础,也会在分布式供能系统在我国的应用和推广中发挥重要的促进作用。

生物质气微型燃气轮机的特性研究

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