CN113702058A - 一种燃气轮机燃烧室降压模拟的燃烧试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气轮机燃烧室降压模拟的燃烧试验方法，包括如下步骤：按模拟准则H控制试验燃烧室进口空气流量与试验燃烧室进口空气总压，在试验燃烧室内进行模拟试验；模拟准则H＝G/Pⁿ＝G₀/P₀ ⁿ。本发明的燃烧试验方法试验成本低，试验结果准确度高。

Description

一种燃气轮机燃烧室降压模拟的燃烧试验方法

技术领域

本发明涉及燃气轮机燃烧室试验技术领域，尤其涉及一种燃气轮机燃烧室降压模拟的燃烧试验方法。

背景技术

燃气轮机燃烧室的研发过程对燃烧室试验具有强烈的依赖性，为了降低燃气轮机燃烧室的试验成本，许多试验可以在燃烧室进口空气压力比较低的模拟状态下进行。由于燃气轮机燃烧室的工作过程十分复杂，因此燃气轮机燃烧室的设计方法仍然采用经验-半经验的方法。无法得到准确的真实燃烧效率。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种试验成本低，试验结果准确度高的燃气轮机燃烧室降压模拟的燃烧试验方法。

本发明提供的一种燃气轮机燃烧室降压模拟的燃烧试验方法，包括如下步骤：

按模拟准则H控制试验燃烧室进口空气流量与试验燃烧室进口空气总压，在试验燃烧室内进行模拟试验；

模拟准则H＝G/Pⁿ＝G₀/P₀ ⁿ；

P≤3.5时，n＝1.5；

5＞P＞3.5时，n＝1.3；

P≥5时，n＝1.0；

其中：G为试验燃烧室进口空气流量，单位为Kg/s；

P为试验燃烧室进口空气总压，单位为Kg/cm²；

n为压力指数；

G₀为真实燃烧室进口空气流量，单位为Kg/s；

P₀为真实燃烧室进口空气总压，单位为Kg/cm²。

进一步的，所述试验燃烧室的内环腔几何尺寸及流道设置均与真实燃烧室相同。

进一步的，所述试验燃烧室的油气比与真实燃烧室的油气比相同；

所述试验燃烧室的进口空气流场按照真实燃烧室进口的压气机的出口径向速度剖面进行模拟；

所述试验燃烧室向外的引气量与真实燃烧室向外的引气量相同；

所述试验燃烧室的内外环腔引气比例与真实燃烧室的内外环腔引气比例相同；

所述试验燃烧室的引气位置与真实燃烧室的引气位置相同；

所述试验燃烧室的进口空气温度与真实燃烧室的进口空气温度相同。

相对于现有技术而言，本发明的有益效果是：

本发明的燃烧试验方法按模拟准则H＝G/Pⁿ＝G₀/P₀ ⁿ进行降压模拟燃烧试验，在降低试验燃烧室进口空气总压P的条件下，可得出与之相匹配的试验燃烧室进口空气流量G，使得试验燃烧室与真实燃烧室具备相同的模拟准则H。确保了燃烧室降压模拟燃烧试验结果的准确性。在试验燃烧室进口空气总压P降低的条件下，降低了对试验设备性能的要求，极大的节省了试验成本。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

具体实施方式

下面实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面通过实施例来详细说明本发明。

本发明的实施例提供了一种燃气轮机燃烧室降压模拟的燃烧试验方法包括如下步骤：

按模拟准则H控制试验燃烧室进口空气流量与试验燃烧室进口空气总压，在试验燃烧室内进行模拟试验；

模拟准则H＝G/Pⁿ＝G₀/P₀ ⁿ；

P≤3.5时，n＝1.5；

5＞P＞3.5时，n＝1.3；

P≥5时，n＝1.0；

其中：G为试验燃烧室进口空气流量，单位为Kg/s；

P为试验燃烧室进口空气总压，单位为Kg/cm²；

n为压力指数；

G₀为真实燃烧室进口空气流量，单位为Kg/s；

P₀为真实燃烧室进口空气总压，单位为Kg/cm²。

在本实施例中，提出了燃气轮机燃烧室降压模拟燃烧试验的模拟准则H，试验燃烧室进口空气总压P在低压条件下(P≤3.5、5＞P＞3.5、P≥5)，明确了对燃烧效率影响的压力指数n的应用条件。模拟准则H＝G/Pⁿ＝G₀/P₀ ⁿ，G₀和P₀为真实燃烧室的进口空气流量和进口空气总压，为已知的标准值，通过本发明限定的P、n值，便可得出匹配的G。使得试验燃烧室与真实燃烧室具备相同的模拟准则H。

本发明的方法提供了一套燃烧效率试验的模拟准则，对影响燃烧室燃烧效率的压力指数n做了明确限定，消除了试验的盲目性，确保了燃烧室降压模拟燃烧试验结果与真实燃烧室相符，真实准确。

同时，在试验燃烧室进口空气总压P降低的条件下，降低了对试验设备性能的要求，极大的节省了试验成本。

在实施例中，试验燃烧室的内环腔几何尺寸及流道设置均与真实燃烧室相同。试验燃烧室安装与试验平台上，其内部构造与真实燃烧室完全相同，确保了试验结果的真实性。

对于单管/环管燃烧室，可以采用单个火焰筒的扇形试验燃烧室。对于环形燃烧室来说，由于侧壁的影响，单头部扇形试验燃烧室是不可取的，扇形试验燃烧室内至少要包含3个火焰筒头部，且靠近扇形试验燃烧室两侧的火焰筒头部的试验数据也是不能用的。

在实施例中，试验燃烧室的油气比与真实燃烧室的油气比相同；

试验燃烧室的进口空气流场按照真实燃烧室进口的压气机的出口径向速度剖面进行模拟；

试验燃烧室向外的引气量与真实燃烧室向外的引气量相同；

试验燃烧室的内外环腔引气比例与真实燃烧室的内外环腔引气比例相同；

试验燃烧室的引气位置与真实燃烧室的引气位置相同；

试验燃烧室的进口空气温度与真实燃烧室的进口空气温度相同。

在本实施例中，由于真实燃烧室运行时，其进口处的压气机送出的空气速度在径向上是不同的，因此为保证试验燃烧室的试验结果的真实性，试验燃烧室的进口处采用控制气流的装置进行空气流场的模拟，以达到与真实燃烧室相同的燃烧环境。

同样的，试验燃烧室的其他试验参数均与真实燃烧室保持一致，为试验结果的真实性提供了保障。

在本说明书的描述中，术语“实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征包含于本申请的示例中。以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种燃气轮机燃烧室降压模拟的燃烧试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

按模拟准则H控制试验燃烧室进口空气流量与试验燃烧室进口空气总压，在试验燃烧室内进行模拟试验；

模拟准则H＝G/Pⁿ＝G₀/P₀ ⁿ；

P≤3.5时，n＝1.5；

5＞P＞3.5时，n＝1.3；

P≥5时，n＝1.0；

其中：G为试验燃烧室进口空气流量，单位为Kg/s；

P为试验燃烧室进口空气总压，单位为Kg/cm²；

n为压力指数；

G₀为真实燃烧室进口空气流量，单位为Kg/s；

P₀为真实燃烧室进口空气总压，单位为Kg/cm²。

2.根据权利要求1所述的燃烧试验方法，其特征在于，所述试验燃烧室的内环腔几何尺寸及流道设置均与真实燃烧室相同。

3.根据权利要求2所述的燃烧试验方法，其特征在于，所述试验燃烧室的油气比与真实燃烧室的油气比相同；

所述试验燃烧室的进口空气流场按照真实燃烧室进口的压气机的出口径向速度剖面进行模拟；

所述试验燃烧室向外的引气量与真实燃烧室向外的引气量相同；

所述试验燃烧室的内外环腔引气比例与真实燃烧室的内外环腔引气比例相同；

所述试验燃烧室的引气位置与真实燃烧室的引气位置相同；

所述试验燃烧室的进口空气温度与真实燃烧室的进口空气温度相同。