燃气轮机原理概述及热力循环(“循环”文档)共83张.pptxVIP

燃气轮机原理概述及热力循环;主要教学内容;焦树建;第一章概述;第一节燃气轮机简介;2、组成：三大基本机械组成部分+辅助传动装备

压气机：Compressor--C

燃烧室：CombustionChamber--CC

涡轮：Turbine--T;GasTurbineEngine;BraytonCycle;;典型航空发动机示意图;二、燃气轮机的工作原理及过程

1、工作原理：

压气机从外部吸入空气，压缩后送入燃烧室，同时燃料（气体或液体燃料）也喷入燃烧室与高温压缩空气混合，在受控方式下进行燃烧，生成的高温、高压烟气进入透平（涡轮）膨胀做功，推动动力叶片高速旋转，从而使得转子旋转做功。转子做功的大部分（现时情况下约2/3左右）用于驱动压气机，另约1/3的功被输出用来驱动机械设备，如发电机、泵、压缩机等等。透平出来的烟气温度很高，可再利用（如利用余热锅炉进行余热回收利用）或直接排入大气（如航空发动机）。;2、工作过程：布雷登循环（BraytonCycle）

吸气压缩

燃烧加热

膨胀做功

排气放热

比较：

蒸汽轮机：朗肯循环（RankineCycle）

柴油机：狄塞尔循环（DiselCycle）;朗肯循环：

——最简单的蒸汽动力循环，由给水泵、锅炉、汽轮机和冷凝器四个主要装置组成。

1-2过程：等熵膨胀

2-3过程：定压（定温）放热

3-4过程：等熵压缩程

4-1过程：定压吸热;狄塞尔循环：

——为描述内燃机工质的热力学过程建立的循环。

狄塞尔循环由绝热压缩、定压加热、绝热膨胀和定容放热过程组成的气体可逆循环。柴油机按这种模式工作。;三、燃气轮机的主要特点;2、1791年，英国J.巴伯首次描述了燃气轮机的工作过程；

3、1872年，德国F.施托尔策设计了一台燃气轮机。

4、1872年，德国F.施托尔策设计了一台燃气轮机。

5、1920年，德国H.霍尔茨瓦特制成第一台实用的燃气轮机。

6、1936年，瑞士制成第一台能量回收装置。它是利用生产中排放的气体在透平中膨胀作功的装置。

7、1939年，瑞士制成了效率达18％的4兆瓦发电用燃气轮机(简单循环)；德国生产装有涡轮喷气发动机的第一架飞机试飞。

8、1941年，瑞士BBC制造的第一辆燃气轮机车通过了交???试验。

9、1947年，英国制造的第一艘装备燃气轮机的舰艇下水。

10、1950年，英国制成第一辆燃气轮机汽车。

此后燃气轮机的功率不断增大，应用逐渐广泛，与此同时，也出现了燃气轮机与其它热机相结合的复合装置。;二、应用概况

1、航空领域

2、发电用燃气轮机

3、工业用燃气轮机

4、船用燃气轮机

5、机车用燃气轮机（法国、加拿大）

6、车辆用燃气轮机

坦克的动力装置（军事）；

汽车发动机：研制中;航空用;发电用;工业用;

舰船用

;火车机车用

;汽车用;军事用

;三、发展趋势与前景

1、不断向高参数、高性能、大型化方向发展；

2、重视系统集成与总能系统广泛应用；

3、积极采用新技术、新材料、新工艺；

四大集成技术：

高温合金

冷却技术

气动热力设计

燃烧技术

4、燃料能源多元化和燃煤联合循环商业化；

5、积极开拓新型热力循环与总能系统。;第一代：

时间：20世纪40年代-80年代初期；

性能参数：燃气初温1000℃、压比4～10、单机功率100MW、简单循环效率30%。

第二代：

时间：20世纪80年代-90年代末期；

性能参数：燃气初温1350℃、单缸压比15-30、单机功率100-250MW、简单循环效率40%，联合循环效率60%。;第三代：

时间：2000年及其后若干年；

性能参数：燃气初温1400-1600℃、单机功率250-350MW、简单循环效率≥40%，联合循环效率≥60%。典型代表：GE“H”型机组

第四代：

燃气轮机处在或接近于理论燃烧空气量条件下工作，燃气初温1600～1800℃，冷却系统可能被取消，采用新的高温材料-密度更小、高温性能更好（如陶瓷材料）

——基于革命性新材料的构思中的更新一代的燃气轮机。;微型燃气轮机

（Microturbine或Micro一turbines）;先进微型燃气轮机具有多台集成扩容、多燃料、低燃料消耗率、低噪音、低排放、低振动、低维修率、可遥控和诊断等一系列先进技术特征，除了分布式