燃气涡轮排放

发展清洁、可持续的能源系统是当今时代的重大挑战之一。大多数预测表明，能源使用的主要途径仍将是基于燃烧来工作的能源转换系统。此外，无论是应用于飞机推进、发电还是机械驱动，燃气涡轮在未来几十年里仍然是一项非常重要的技术。本书是燃气涡轮排放的权威资料之一，汇集了与其相关的重要科学技术知识。本书分3部分：第1部分回顾在排放背景下燃气涡轮燃烧的主要问题，包括设计方法和限制因素；第2部分讨论与污染物形成、建模和预测相关的基本问题；第3部分介绍制造商和技术开发人员的研究案例，在开发不同类型的燃气涡轮时，污染物都应达到可接受水平，第3部分还强调了必须解决的系统级和实际应用中的相关问题。

蒂莫西·C.列文是佐治亚理工学院航空航天工程的教授兼战略能源研究所的执行主任。编著教材1部，编辑图书2部，著书7章，发表论文200余篇，获专利3项。他担任美国机械工程师学会（ASME）国际燃气涡轮协会燃烧和燃料委员会主席。同时，他也是美国航空航天研究所（AIAA）推进剂和燃烧技术委员会的成员，曾供职于AIAA吸气式推进技术委员会。他曾在国家研究委员会、能源部、美国宇航局、总会计办公室和国防部等多个主要小组和委员会任职。他还是AIAA航天航空进展系列的主编，曾先后担任《推进与动力杂志》《燃烧科学与技术》和《燃烧研究所学报》的副主编。此外，他作为美国机械工程师协会（ASME）的成员，曾获得AIAA劳伦斯·斯佩里奖和ASME西屋银奖，还包括ASME最佳论文奖、Sigmaxi青年教师奖和NSF职业奖等其他奖项。

第1部分 概述和关键问题
第1章 航空燃气涡轮燃烧：度量、约束和系统交互
1.1 引言
1.2 飞机和发动机的要求概述及其与燃烧室要求的关系
1.3 燃烧室对发动机燃油消耗的影响
1.4 排放形成原理
1.5 推力调节范围和起动工况对燃烧室的影响
1.5.1 发动机的任务特点
1.5.2 固定几何富燃一骤冷一贫燃(RQL)型燃烧器
1.5.3 燃料分级燃烧室
1.5.4 点火和发动机起动
1.6 涡轮和燃烧室部件的耐久性
1.7 小结
参考文献
第2章 地面燃气涡轮燃烧：指标、约束以及系统相互作用
2.1 引言
2.2 航空发动机和地面燃气涡轮发动机的主要区别
2.2.1 排放
2.2.2 运行考虑
2.3 燃气涡轮与电网的相互作用
2.4 发电厂需求、指标以及权衡考虑
2.4.1 关于调峰发动机应用的权衡
2.4.2 组合循环电厂的权衡
2.4.3 关于电力革新应用的权衡
2.4.4 关于热电联产的权衡
2.4.5 区域能源的权衡
2.4.6 IGcC应用的权衡
2.4.7 管道压缩机的权衡
2.4.8 环境影响
2.4.9 对水的影响
2.5 发动机指标和权衡
2.5.1 调节
2.5.2 瞬态响应
2.5.3 热效率
2.6 燃烧室的具体指标和权衡
2.6.1 可操作性和瞬态燃烧现象
2.6.2 排放
2.7 燃烧设计体系结构概述
2.7.1 系统外表构型
2.7.2 燃烧室布局
2.7.3 燃料分级方法
2.8 燃料
2.8.1 液体燃料
2.8.2 气体燃料
2.8.3 注水
2.9 小结
参考文献
第3章 全球飞机管制框架概述
3.1 航空和工业发动机需求对比
3.1.1 排放影响
3.1.2 飞行过程
3.1.3 工作的地域范围
3.1.4 燃料
3.1.5 重量和体积
3.2 监管框架(规章制度)
3.2.1 联合国国际民航组织
3.2.2 国家和地方的排放政策
3.3 未来展望
参考文献
第4章 全球地面监管框架概览
4.1 区域和全球大气问题
4.2 燃气涡轮系统的空气污染和温室气体排放
4.3 一般性政策考虑
4.4 制定排放准则和标准
4.5 针对燃气涡轮空气污染的国际排放规则
4.5.1 美国
4.5.2 加拿大
4.5.3 欧盟立法委员会
4.5.4 欧洲温室气体政策
4.5.5 其他国家和地区
4.6 环境评估——平衡综合环境和能源问题
4.7 生命周期分析——考虑燃料的完整循环
4.8 燃气涡轮能源系统的排放评价
4.9 小结
缩略语
参考文献
第2部分 基础与建模：生产与控制
第3部分 案例研究和具体技术：污染物趋势和关键驱动因素