组件 106：ENEXSA（VTU）燃气轮机（OEM GT）

规格

通用       用户输入值       特征曲线       应用物理公式       结果       显示       示例

通用

组件106利用修正曲线形式来模拟根据供应商信息的燃气轮机特性。根据指定参考条件（如 ISO 条件）下的数据集（所谓额定值），通过特性线之间的线性插值确定以下参数：

• 净输出（发电机终端功率）
• 热耗率
• 废气流量
• 废气温度
• 冷却（燃气轮机压缩机中间冷却器，如果适用），以及
• 水或蒸汽注入流（如果适用，喷射到燃烧室）。

参考条件下的额定值与当前工作点之间的偏差是作为以下参数的函数计算的：

• 压缩机入口温度
• 环境压力，在6号逻辑线上定义
• 环境与压缩机进口之间的进口压降
• 汽轮机出口与环境之间的出口压降
• 压缩机进口湿度
• 燃料低热值
• 水或蒸汽注入流量
• 电网频率和
• 负荷。

这些参数必须被指定，或者必须通过连接的管道默认给出。该组件有几个逻辑端口，端口上可以指定以下参数：

• 在6号逻辑线上： 环境压力或位势高度
• 在7号逻辑线上：辅助或其它损失
• 在9号逻辑线上：所需的燃气轮机净功率输出或负荷份额。

端口8的逻辑线允许将燃气轮机中间冷却器的冷却任务与循环计算中的其它模块联系起来。如果燃气轮机数据集包含冷却任务曲线，而端口8没有连接，
EBSILON 就将发出错误信息，因为在这种情况下，中间冷却器的可回收热量将不被考虑在总体能量平衡中。

对于修正系数和修正偏移量，相应地可以使用内核表达式。

• FDBR（理想气体），适用于除 H2O 以外的所有材料
• VDI 4670（理想气体），用于 N2、O2、Ne、Ar、CO、CO2、SO2、H2Og、其它 FDBR
• LibHuGas （真实气体），用于  N2、O2、Ne、Ar、CO、CO2、SO2、H2Og、其它 FDBR
• NASA（理想气体）

这可能会稍微改变结果。直到版本11，该组件内部始终使用 FDBR 物料数据考虑空气、燃料和废气。

指定组件中的电压、频率和电流类型：

可以指定电压（VOLT）、频率（FREQ）和电流类型（NPHAS）作为组件的默认值。

标志 FVOLT 和 FFREQ 用于设置是通过新的规格值 VOLT 和 FREQ 分别进行指定（0），还是使用外部电气管道上的测量值（-1）。

用户输入值

一般来说，所有的输入需要可见。通常会提供默认值。

更多关于输入域的颜色和描述的信息，请参见编辑组件\规格值。

关于设计值与非设计值以及标称值的更多信息，请参见通用\接受标称值。

特征曲线

制造商燃机（OEM GT）的特征线可以在燃气轮机库中进行选择和编辑，该库由奥地利 ENEXSA（之前的VTU） 能源有限公司单独授权。该库的入口点位于 OEM GT 模块的"库"选项卡中。下图显示了 ENEXSA 燃气轮机库的主屏幕，它在第一次启动时显示。

选择库的位置

在菜单栏的左侧，指令"显示库"将激活一个窗口，显示当前库目录的内容（默认路径为"C:\Program Files (x86)\ENEXSA Energy\Gas Turbine Library"）。按组合键"Ctrl+Shift+O"打开"选择库目录（Select Library Directory）"窗口，这个窗口允许选择修正曲线数据集的备用路径，用以专有文件格式存储且扩展名为 *.gtb。无限数量的其它位置可用于创建库的备份副本，以收集项目的特定数据，或保存新的或是被修改的数据集。

搜索库

选择修正曲线集

双击某行的任意字段，就会加载相应的数据集，并显示以下对话框：

如果想在当前激活的数据集之前插入一个额外的数据集，请选择"从文件插入数据集"。新数据集将被激活。

如果想在已经加载到组件中的数据集列表中的最后一个数据集之后添加数据集，请选择"从文件追加数据集"。新的数据集将不会被激活，而是需要从菜单栏中的可用曲线集下拉列表中选择。

激活一个曲线集后，将显示该数据集中的所有数据和修正曲线。用户可以编辑数据集的所有数据。为了将当前数据包含在 EBSILON 的热平衡计算中，必须关闭燃气轮机库，并在 EBSILON 中关闭 OEM GT 组件时选择"OK"。通过该指令，所有数据将被存储在 EBSILON 模型中，但原始数据集不会被改变。现在，即使原始数据集与当前保存到模型中的数据不同，或者即使原始数据文件已不再存在（例如，如果模型已被交换而不包括库文件），模型也可以被执行。

在燃气轮机库中，每个燃气轮机数据集都存在一个文件扩展名为 *.gtb 的单独文件里。通过菜单项"文件" à "加载/替换"可以单独加载一个数据集，通过选择菜单项"文件" à "将当前数据集保存到文件"可以将当前数据集保存到文件中，这在调整原始数据时非常有用。通过"将数据集组保存到文件"指令，可以将当前在组件 106 中加载的所有数据集保存到一个文件中。

修正程序

每个数据集都包含燃气轮机模型的数据、供应商的联系信息、额定功率和相应的参考条件，以及多达53条的修正曲线，这些修正曲线的值为：

• 功率（Q）
• 热耗率（HR）
• 排气流量（M2）
• 排气温度 （T2）
• 冷却任务（如果适用），以及
• 水或蒸汽喷射流量（M4，如果适用）。

作为以下参数的函数

• 压缩机入口温度（T1）
• 环境压力（P6）
• 进口压降（P6-P1）
• 出口压降（P2-P6）
• 湿度
• 低位热值（LHV）
• 水/蒸汽喷射流量（M4）
• 电网频率，以及
• 部分负荷。

设置/限值

由于上述几个参数由原始设备制造商以不同的方式指定，因此在库的"设置/限值"选项卡中为每个燃气轮机曲线设置指定以下参数：

对于现有的数据集，这些设置不得更改，但部分负荷曲线类型和燃料消耗类型的设置除外。对于这两个设置，存在转换程序，将数据转移到相应的新格式。如果根据供应商数据创建自己的数据集，则必须确保输入与上述所有设置的定义和各供应商设置一致。

1. 参考条件下的基础负荷进口 DP 修正选项，启动计算进口压降修正系数的精确模式，该模式考虑了非设计/部分负荷条件下进口流量和温度的变化以及进口系统中相关的压力损失。
2. 选项参考条件下的基础负荷排气 DP 修正，启动计算排气压力降修正系数的精确模式，该模式考虑了非设计/部分负荷条件下排气流量和温度的变化以及出口管道/余热锅炉中的相关压力损失。
3. 当燃料的温度与参考条件中所述温度不同时，使用燃料温度修正选项，激活由进入燃气轮机燃料的显热变化而导致的热耗率曲线修正。
4. 排气温度限值--与能量平衡差模式结合来改变热耗率--可以用来反映与该限值相关的特定控制系统的特性。
5. 由于某些燃气轮机型号允许在较高的环境温度下运行时，在相当于和接近于基本负荷时超过排气温度极限，因此可以在标题为"忽略高于负荷份额的温度上限"输入栏中指定超过该极限的相应部分负荷份额。
6. 发电机上限定义了发电机的最大电力输出。在模拟中--类似于燃气轮机的实际控制方案--燃气轮机的最大输出将以该值为上限，即燃气轮机将被控制在部分负荷水平，产生给定的最大发电机输出。
7. .最小部分负荷份额定义了燃气轮机的运行下限，例如，OEM 要求达到一定的 NOx 排放水平。如果燃气轮机部分负荷水平的值低于这个限值--无论是通过用户输入还是由于模型的内部控制逻辑--将生成一个错误信息，即使质量和能量平衡是成功满足的。
8. 最大部分负荷份额定义了燃气轮机的运行上限。一些燃气轮机供应商允许临时"峰值运行"，提高燃烧温度，以最大限度地提高功率输出。
   如果该选项被激活，可选项输入将覆盖组件 106 中的规格值 LOADMAX。如果燃气轮机部分负荷水平的值高于该限值--无论是通过用户输入
   还是由于模型的内部控制逻辑--将生成一个错误信息，即使质量和能量平衡被成功解决。
9. 在计算中进行检验的最低燃料压力，如果违反了这一限制，将发出警告。

在上述第1点和第2点中，由于部分负荷条件下的压降而进行修正的步骤如下：

实施

修正曲线

从下图可以看出，修正曲线首先显示在"修正曲线"选项卡的概览矩阵中，其中数据的可用性用名称框的深绿色来表示。用户可以选择通过取消勾选相应的复选框，将单个修正设置为"禁用"状态（颜色代码为红色）。如果一个数据集不包含特定参数的修正，则相应的字域将被标记为"无数据"。当前选定的修正曲线名称框以橙色高亮显示，如果没有数据，右侧的 Y-X-Z 表保持为空。参数 X、Y、Z 的类型显示在修正曲线矩阵的左侧下方。

按位于窗口右上方的"显示曲线图"按钮，会在一个单独的窗口中生成所选修正曲线的曲线图，并在图例中显示参数 Y 的值。

通过点击图例中的各个数值，可以在图中隐藏或重新激活相应的 X-Z 曲线，例如删除除了下图所示25℃曲线以外的所有曲线。

如果底层表格中的数据发生变化，这些图将与模型中的数据保持链接，并会立即更新。此外，可以同时打开多个图，这样就可以用图形分析不同燃机类型之间的部分负荷特性差异。

数据输入和与修正曲线的数据交换

物理应用

结果

除了与热平衡计算相关的结果显示在组件106的"结果"选项卡中，燃气轮机库还在一个结果表中提供了每个修正的结果。

整体修正由基本负荷修正和两个进一步的修正步骤组成，即部分负荷修正和附加的"手动修正"，由用户通过输入组件106规格值中的各种修正系数来定义。最后，对计算条件和数据集参考条件之间的燃料温度差的修正应用于热耗率。

组件显示

显示选项 1

显示选项 2

示例

点击 >> 组件 106 示例 << 加载示例。