轻型燃气轮机喷水降温系统设计方法

标题：轻型燃气轮机喷水降温系统设计方法

摘要：本发明涉及燃机降温技术领域，具体提供了轻型燃气轮机喷水降温系统设计方法，首先确定喷水流量，然后确定喷水压力、喷嘴面积及数量、喷水总管流通面积，再确定喷水降温系统的具体结构，如总管流通面积AZG及管路转折个数等，并计算管路损失，最后计算出燃机运行在各个状态时的喷水压力，确定喷水降温系统的测试和控制系统。该方法排气降温效果明显，适用范围广。

申请号：CN201711161958.9

申请日：2017/11/21

申请人：中国航发沈阳发动机研究所

首项权利要求：1.轻型燃气轮机喷水降温系统设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，根据燃气轮机的排气流量Wg、排气温度Tg和消声材料限制目标温度T计算出将排气温度Tg降低到限制温度以下所需要的喷水流量Ws，Ws＝Δh/(k*ΔQ)，其中：
Δh为燃气降到目标温度的焓差，Δh＝Wg*h，h为单位质量燃气从排气温度Tg降至目标温度T的比焓；
k为水完全利用系数；
ΔQ为单位质量的水汽化并升至目标温度吸收热量，ΔQ＝ΔQ1+ΔQ2+ΔQ3，ΔQ1为单位质量水从常温加温到100℃所需的热量，ΔQ2为单位质量水在大气压下变成蒸汽所需的汽化潜热，ΔQ3为单位质量水蒸气从100℃变成目标温度T过热蒸汽所需的热量；
步骤二，根据确定的喷水流量Ws计算出满足喷水流量所需要的喷嘴总面积Ap和喷水压力ΔP的组合配置，
μ为喷嘴流量系数，ρ为水的密度，喷水总管流通面积AZG≥0.75Ap，并确定喷嘴数量n，n＝Ap/s，s为每个喷嘴的喷孔面积，再根据排气装置中喷水位置的具体结构和高压水设备能力确定喷水总管的总面积Ap和喷水压力ΔP；
步骤三，根据试车现场条件确定喷水降温系统的喷水总管流通面积AZG和管路转折个数，并且针对设计的高压水管路利用水力摩阻计算方法进行压力损失计算，根据高压水管路压力损失计算结果确定最终的高压水供水压力P，避免出现管路损失造成喷水降温系统能力不能满足试车要求的情况；
步骤四：重复执行前述步骤并分别计算出燃机运行在各个状态时的喷水压力。

专利类型：发明申请