應用甲烷重整技術的燃氣輪機新循環(huán)的熱力學特性.pdf

1、燃氣輪機的優(yōu)點已得到普遍認知，但傳統(tǒng)的燃氣輪機循環(huán)存在一些固有的不足，例如：整機循環(huán)熱效率較低，過量空氣系數較大和污染物排放量超標等。因此，目前各國都在進行燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)的研究，以求大幅提高燃氣輪機循環(huán)的熱力性能。這些研究幾乎都是采用的燃料直接燃燒的方式，大多局限于物理能的梯級利用，很少涉及化學反應過程中化學能的能量轉化利用問題。
　　首先，本文提出了一種新型的燃氣輪機循環(huán)，采用甲烷作為燃料，在燃氣輪機燃燒室中不僅進行燃燒反應，

2、同時利用吸熱的甲烷重整技術來吸收燃燒產生的高溫熱量。新循環(huán)的創(chuàng)新之處在于將重整技術應用于動力系統(tǒng)中，實現提高循環(huán)熱力性能以及能的梯級利用的目的，研究內容具有很高的學術價值和廣闊的應用前景。
　　其次，建立新循環(huán)的系統(tǒng)流程和數學模型，采用平衡常數法確定系統(tǒng)中的獨立反應數，在給定的條件下，對新循環(huán)進行了熱力學第一定律分析，研究循環(huán)熱效率和比功等熱力性能隨參數變化的趨勢。計算結果表明：新循環(huán)熱效率隨著壓比的增大和透平入口初溫的升高逐漸增

3、大。與簡單循環(huán)相比，新循環(huán)的熱效率和比功均得到提高。
　　再次，依據熱力學第二定律，對新循環(huán)的效率隨參數的變化趨勢進行研究。計算結果表明：新循環(huán)效率隨壓比和透平入口初溫的升高而逐漸增大，與簡單循環(huán)相比，新循環(huán)效率得到提高，原因是應用重整技術使燃燒室中耗損大幅減少，新循環(huán)燃燒室的效率得到大幅提高。
　　最后，研究將新循環(huán)生成的合成氣進行燃燒的再熱循環(huán)。結果顯示：與無再熱新循環(huán)相比，再熱使循環(huán)比功得到大幅提高；而再熱循環(huán)熱效率在