中山嘉明电力有限公司
摘要：随着工业的发展，计算机技术、电子信息技术的兴起，虚拟实现技术在近十年得到飞速的发展，作为一门新型技术被广泛应用，从虚拟实现技术概念及其特征介绍出发，通过对虚拟实现技术在燃气轮机的应用分析，巧妙地将虚拟实现技术和燃气轮机结合，提高燃气轮机的应用水平。
关键词：燃气轮机；技术发展；应用方式：热效率
引言
燃气轮机的应用在现代企业生产中十分广泛，能够对国民经济发展中所需要的电力和能源进行输送与分配，还是国防领域中的重要应用设备，总体来说燃气轮机在现代社会运行中有着不可取代的作用。随着科学技术的不断进步，近几年的燃气轮机发展技术已经达到了较高的水平，燃气轮机领域也取得了显著的科研成果。
1 燃气轮机技术发展的趋势
今后燃气轮机技术的发展趋势是，通过提高生产设备的温度和压力，来提高机组的运行功率及效率；燃气轮机要适应多种燃料的性质；改变燃气轮机的热力循环系统，运用新型的工艺完善操作系统，优化操作的性能。燃气轮机技术要不断朝着高参数、高性能、高效率、低污染的方向发展，经过相关技术人员与专家的研究，未来的燃气机轮最高温度可以达到1700度，联合运行的功率可达到65%，并将持续上升。
科学先进的气动设计技术能够进一步的提高压气机和透平部件的性能，气动设计技术中的可控漩涡技术、自由涡技术、扭叶片技术、多圆弧叶技术、散叶技术、抽吸技术、主动控制技术、被动控制技术、可调叶片技术、间隙控制技术等，能够有效的减少燃气轮机在工业生产中的损失与浪费。比方说运用可调叶片技术能够确保内压气机的工作效率，让内压气机能够在更宽的范围内运转；运用抽吸技术和主动控制技术，能够减少多级轴流压气机的级数和重量、扩大了多级轴流压气机的工作范围[1]。
为了拓宽燃料的适用范围，减少燃料燃烧过程中带来的污染，燃气轮机技术的研发专家要发展高效率低污染的稳定燃技术。目前很多国家的燃气轮机制造厂家都在研究减少污染排放的技术，并投入了一定的物力资源、人力资源和财力资源，建立了专门的实验基地，从事对燃气轮机节能减排技术的研究，并将研究的技术应用在自己生产的燃气轮机中。
2 燃气轮机技术发展的内容
燃气轮机技术的发展内容主要包括燃气轮机的研制、重要部件的实验、基础和共性理论的研究、总体安装技术的合成、高温部件的制造、总体调试系统的建立、仪器平台的组成、实验性燃气轮机循环发电站的模拟等方面。其中重要部件的研究主要包括，建立燃气轮机研究试验台，建立实验室燃烧参数全面监控体系，建立高温叶片降温技术试验台，燃气轮机安装试验台，燃气轮机仿真应用试验台。基础和共性理论的研究主要包括压气机设计与理论的结合，燃烧技术与燃烧理论的结合，燃气轮机技术研究的寿命及可靠性与控制理论的结合，叶片加工技术及焊接理论的结合，保温设备的涂层技术与保温理论的结合。
燃气轮机技术的发展路线是，加强对核心技术的研究，尽快完成对核心技术的突破，包括了高效燃烧技术和高温部件的涂层保护技术，在这些技术上取得成果将会为燃气轮机技术的发展带来巨大的进步；在研究燃气轮机技术时要按照正规的流程进行，从研发到应用中间的环节一项都不能少，为燃气轮机技术获得知识产权打下基础；积极进行基础研究，为燃气轮机技术的发展奠定良好的研究背景[2]。
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3 燃气轮机技术的应用方向
燃气轮机技术的应用方向主要是电力工业，近几年煤炭清洁技术、联合燃煤技术已经取得了较大的发展，并建立了循环电站，各项高科技的燃气轮机也进入了发展和应用的阶段，据有关专业推断，燃气轮机循环发电站将成为世界上最为广泛的一种发电站，也将成为电力资源供应的主要形式。就我国来说，随着我国燃气轮机技术和燃煤技术的发展，环保要求也在不断增加，燃气轮机循环发电站已经在全国有了较大范围的应用。
到目前为止，燃气轮机已经在很多省份进行了安装，尤其是一些煤炭资源较为丰富的省份在安装上能够体现更多的优势，另外石油和天然气也能为燃气轮机提供所需要的运行能源。除了燃气轮机机组外还有很多发电机组担负着一个省份的供电任务，这些发电机组往往具有发电效率和环保程度不达标的劣势，因此电力部门应当加强对燃气轮机的研究与应用，提高本省的发电供电效率，以此类推提高全国的发电和供电效率[3]。
另外燃气轮机可以作为输气工程的加压设备，同样燃气轮机循环发电站就能作为输气工程的加压站，可以在输气工程中每隔一段距离就建造一个燃气轮机加压站。燃气轮机具有成本低、投资少、占地面积小、重量轻等优势，因此在国外的发展中，已经将燃气轮机广泛的应用在了输气、输油、输送资源的线路中，并将燃气轮机作为一个压缩机和压缩泵站来实现对天然气和石油的压缩和输送。随着国民经济的发展，无论是工业生产还是人们的日常生活，对天然气和石油的需求都会逐渐增加，并且随着石油资源的紧缺和环保意识的增加，天然气资源将成为之后的国民生产中较为主要的一项能源。上述的一切现象都表明在日后的生产中，燃气轮机技术将成为较为重要的一项发展技术，燃气轮机的发展也面临着很好的前景。
4如何提高燃气轮机的热效率
既然我们上面提到的影响燃气轮机热效率的最主要因素是大气的温度。那么我们就要从人为调节大气的温度入手，改善燃气轮机的吸入大气温度，从而降低大气温度对燃气轮机热效率的干扰。通过人为手段，将位于至少一部分压缩装置下游的地方，以及第一涡轮控制面积上游的地方和发动机第一个位置。从旁路引走一部分的发动机的工作气流，并至少将其中一部分气流从旁路引走。气流重新喷射到第一涡轮的控制面积的下游。以提高其热效率和提高输出功率。高压的蒸汽在发动机内，进行从旁路引气位置，以及将旁路引气流喷进人工作气流位置之间喷入。使喷射的蒸汽质量和流量基本上和从旁路引走的气流的质量与流量相等。这样就大大降低了大气温度对燃气热效率的影响。从而提高了燃气轮机的热效率。冷却燃气轮机进气的方法很多，目前大部分开发商都把提高燃气轮机热效率放在了自己产品的优势上，提高燃气轮机的热效率的有效途径是冷却进口空气，降低进口空气的温度，方法多种多样，工艺也很复杂，最主要的有一些几种方式，我们下面介绍几种冷却进气的方式。供大家参考。
蒸发冷却：一种方式是在燃气轮机的进口空气过滤器的下游侧的空气通道中，安装上湿膜蒸发冷却器。将冷水喷洒在它的上面。通过水分蒸发来冷却进气。另一种方法是直接将水雾化后，喷入进气道中来对进气进行冷却。此种冷却一定要喷入的水质必须具有足够的纯净度。否则会因为杂质就会引起燃气轮机叶片的腐蚀。
表面式冷却：表面式冷却是通过换热器来直接冷却燃气轮机的进气。它是在燃气轮机的进气道中安装上鳍片管式的换热器。管内通入摄氏5℃左右的冷水。燃气轮机的进气经过鳍片管的外侧时被冷却。由于水的汽化潜热较大，此时大部分制冷的能量消耗在空气中水分的凝结上。从而达到使空气的温度进一步下降。
电制冷：采用燃气轮机或者联合循环电厂自身所能发出的电力。来驱动氨基压缩式的制冷机产生低温冷水。再通过闭式循环回路而送到燃气轮机的进气道的鳍片管换热器中，同表面制冷达到一样的效果，来降低燃气轮机的进气温度。
冰蓄冷制冷：利用电网中的夜晚低谷电廉价的优势。采用水冷式的低温冷水机组制冷。把冷冻液输入到较大容量的蓄冷槽的盘管内。从而产生大量的冰和水的混和物，供燃气轮机的白天高峰发电时的冷却进气。从而达到冷却进气的目的。
蒸汽或热水制冷：利用联合循环电厂中的余热锅炉尾部的余热，产生的低压蒸汽或者高温热水。送入溴化锂吸收式制冷机中产生摄氏5℃的冷水。再同样做表面冷却的工作。降低进气的温度。
结语
虚拟实现技术在燃气轮机的应用，在国内还算是空白的。一方面是燃气轮机研究较少，另一方面是把虚拟实现技术与燃气轮机相结合的意识不强。本文通过综合分析，选择了I-DEAS平台与燃气轮机研究相结合，对虚拟实现技术在燃气轮机的应用进行初步的探索。然而，未来还将要加强对开发出燃气轮机数据管理、远程培训软件以及燃气轮机三维实体模型交互操作软件方面的研究。
参考文献
[1]陈杨，燃气轮机技术。浙江电力2011.3
[2]郑加华。关于燃气轮机的进气冷却装置《燃气轮机技术》2013.6
[3]焦树建。燃气―蒸汽联合循环的理论基础。清华大学出版社，2003
论文作者:宫立泽
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第19期
论文发表时间:2018/11/12
标签：燃气轮机论文; 技术论文; 热效率论文; 温度论文; 旁路论文; 发电站论文; 叶片论文; 《建筑学研究前沿》2018年第19期论文;