【作者】

Dino Imhof等

【摘要】

因对快速瞬态响应不断增长的需求，从而对大型发动机和涡轮增压系统的发展提出了挑战。如今电力市场的特点是供应商种类繁多，但并不总是能够满足需求。因此，需要灵活的电力生产来平衡能源需求。稀燃气体发动机结合了低排放和高效率，适合提供平衡能量和/或运行储备以确保电网稳定性。因此，冷态或预热的发动机必须满足严格的启动要求。发动机和涡轮增压系统参数的详细建模是分析和优化瞬态性能，以及识别限制过程步骤或组件的有效工具。为了研究加载到全功率输出过程，必须特别关注从怠速状态模拟发动机启动的准确性，其中压气机可以作为几乎不可压缩的机器以低速运行，直到压缩比约为2。因此，了解涡轮增压系统在设计工况及非设计工况下的物理特性至关重要。ABB涡轮增压系统将其内部开发的仿真平台ACTUS（涡轮增压系统高级仿真）应用于发动机和涡轮增压系统的仿真。应用的涡轮增压器模型基于3D CFD模拟、涡轮增压器试验台测试及大量发动机测试的丰富经验。针对冷态或预热，以及热态发动机条件对不同通用高速稀燃燃气发动机进行了全面的模拟研究。基于仿真结果，对效率和加速性能方面的不同测量进行了比较：发动机方面（例如混合气浓度、发动机控制、压缩比和气门正时），涡轮增压概念（例如涡轮增压器数量、排气系统）和涡轮增压器设计（例如扩压器布局、匹配、滚子轴承）。此外，将单级涡轮增压器的全功率输出与两级涡轮增压系统进行比较，并就如何优化装备了两级涡轮增压系统的高平均有效压力发动机的效率和加速性能提出指导方针。这些研究显示了不同元素的重要性，这些元素不被视为独立的解决方案，而是作为实现最佳效率和负载响应行为的补充系统。

【会议名称】

第29届CIMAC会议

【会议地点】

加拿大 温哥华

【下载次数】

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