SGT5-4000F燃气轮机本体建模与仿真

摘要

本文介绍了燃气轮机发电以及燃气蒸汽联合循环发电的发展过程，以及其各自的发电原理和热力循环过程，论述了研究燃气轮机发电以及对燃气轮机本体进行建模仿真研究的现实意义。在学习和借鉴国内外研究成果的基础之上，以北京某燃气热电有限公司引进的西门子SGT5-4000F型燃气轮机为研究对象，结合本文建模仿真研究的目的和特点，对该燃气轮机进行了简化分析，将燃气轮机分为压气机、燃烧室、和透平三个主要部分，分别对其各自的结构特点和工作原理进行了详细的介绍。采用模块化建模的思想和机理建模的方法，结合计算机仿真技术建立了燃气轮机中这三个模块的仿真模型，进而得到燃气轮机的仿真模型。
　　采用Borland C++ build对燃气轮机中这三个模块的仿真模型算法编制了相应的仿真程序，利用仿真机相对应的 Algmanager软件将所编写的模型算法与相应的图形相连接，并入库到PAnySimu仿真平台上构建燃气轮机仿真模型的主要算法库。基于该仿真平台，充分利用所建立的燃气轮机仿真算法库，搭建了燃气轮机的仿真模型，并对所建模型进行了扰动实验，研究其相应的动态特性。研究结果表明所加各扰动的动态特性符合电站用燃气轮机的过程机理，从而验证了所建模型的正确性与合理性。此外，所建模型可以为燃气轮机的特性研究提供工具，同时其与电站运行所需的其他算法相结合可以搭建成燃气蒸汽联合循环发电过程的仿真平台，为燃气蒸汽联合循环运行人员的训练提供平台，具有很强的实用价值。

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第1章 绪 论

1.1引言

1.2燃气轮机的发展

1.3燃气轮机建模与仿真的意义

1.4燃气轮机建模与仿真的研究现状

1.5本文研究的主要内容

第2章 燃气轮机及其蒸汽联合循环

2.1燃气轮机发电

2.1.1燃气轮机理想循环

2.1.2燃气轮机实际循环

2.2燃气蒸汽联合循环热力学分析

2.3 本章小结

第3章 SGT5-4000F型燃气轮机仿真模型

3.1机组设备概况

3.1.1 燃机设备概况

3.1.2燃料系统概况

3.1.3余热锅炉设备概况

3.1.4汽轮机设备概况

3.1.5发电机设备概况

3.1.6热网系统概况

3.2燃气轮机各部件的工作原理与模型

3.2.1压气机工作原理与模型

3.2.2燃烧室的工作原理与模型

3.2.3透平的工作原理与模型

3.3仿真机上燃机算法库

3.4本章小结

第4章 模型仿真实验

4.1燃气轮机仿真模型

4.2仿真结果静态特性分析

4.3仿真结果动态特性分析

4.3.1压气机进口门开度扰动

4.3.2 IGV角度扰动

4.3.3转速扰动

4.3.4 燃料量扰动

4.3.5燃烧效率扰动

4.4本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢