燃气轮机介绍 王鹏宇.pptx

燃气轮机介绍 王鹏宇 掌握核心科技 创造改变一切 ， 1、燃气轮机基本原理 燃气轮机的原理与中国的走马灯相同，走马灯的上方有一个叶轮，就像风车一样，当灯点燃时，灯内空气被加热，热气流上升推动灯上面的叶轮旋转，带动下面的小马一同旋转。燃气轮机是靠燃烧室产生的高压高速气体推动燃气叶轮旋转。 ， 1、燃气轮机基本原理 燃气轮机定义：燃气轮机是将燃料（石油、天然气）的能量转化为某种形式的有用功，例如机械功或者高速喷气式动力装置的推力。 最简单的燃气轮机包括三部分：压气机、燃烧室、涡轮。 压气机——压缩空气（消耗功） 燃烧室——燃料与空气燃烧（化学能转化为热能） 涡 轮——燃气膨胀做功，一部分功用来带动压气机、剩余的功输出，提供动力或推力。 ， 1、燃气轮机基本原理 ， 1、燃气轮机基本原理 ， 1、燃气轮机基本原理 热力过程图表示为 四个基本的热力过程（理想循环）： 等熵压缩（1~2）——压气机 定压加热（2~3）——燃烧室 等熵膨胀（3~4）——涡轮 定压放热（4~1）——大气中 部分负荷时效率低 ， 1、燃气轮机基本原理 现代燃气轮机的基本特点： 在燃烧的过程中，燃烧室的压力近似不变，称为定压加热过程。 做功的气体来自大气，最后排入大气，称为开式循环。 通常称这个循环为布雷顿（Brayton）循环。 地面燃机的分类： 重型、轻型和微型； 简单循环和复合循环； 单轴和多轴； 工业用和舰船用； ， 1、燃气轮机基本原理 电站燃气轮机循环主要性能指标： 压比：压气机出口的气体压力P2*与进口的气体压力P1*之比值，反映工质被压缩的程度。 温比：循环最高温度t3*（燃气初温：第一级喷嘴后缘平面处的燃气的平均滞止温度）与最低温度t1*之比值。 比功：是指相应于进入燃气轮机的每lkg空气，在燃气轮机中完成一个循环后所能对外输出的功。 单机功率：燃气轮发电机组的输出电功率PGTG，为主要的性能指标。 热效率：当工质完成一循环时，把外界加给工质的热量 转化成为机械功或电功的百分数。 ， 西门子 燃气轮机 ， GE 燃气轮机 ， 三菱燃气轮机 ， 2、燃气轮机结构组成 2.1轴流式压气机 压气机负责从周围大气中吸入空气，增压后供给燃烧室，分轴流式压气机与离心式压气机（应用较少），这里介绍轴流式压气机。 轴流式压气机的叶轮由叶片与叶盘组成，工作原理如同电风扇的叶片，叶片旋转时拨动空气流动产生风；压气机的叶轮旋转把空气推进气缸压缩。 ， 2.1轴流式压气机 为了生成高压空气，压气机在主轴轴向装有多级叶轮，若干叶轮固定在压气机的转轴上构成压气机转子，转子上的叶片与主轴一同旋转，称为动叶。 在压气机中，空气被压缩、比容减小、压力增高，因此必须输入一定的压缩功。这些压缩功由透平提供，透平所做的功约有2/3是压气机消耗的，只有1/3用于驱动负载。因此减少压气机耗功、提高压气机效率是提高燃气轮机出力的有效途径。 ， 压气机转子 ， 2.1轴流式压气机 空气经过动叶后运动方向不单是轴向前进，还沿着动叶旋转的方向运动，这会使下级动叶的压缩效率大大降低。为此，在每级动叶后插入一级静止的叶片（静叶），可改善这种状况。 运动的动叶与静叶的相对位置与气流走向（仅演示两级动叶一级静叶）。蓝色叶片是静叶，绿色叶片是动叶，橙红色箭头表示空气气流的走向。转子旋转时，空气从轴向进入，经过一级动叶后空气运动角度转向右下方,这个角度的空气如果直接进入下级动叶,压缩效果会很差。但通过静叶整流后，空气运动方向转回轴向，再进入二级动叶压缩，效果可大大改善。 转子安装在压气机的气缸（外壳）内，静叶机匣固定在气缸内壁。 ， 2.1压气机动叶与静叶气流图 ， 2.1轴流式压气机结构 ， 2.1轴流式压气机 多数燃气轮机的压气机有十几级，高速旋转的动叶把空气从进气口吸入压气机，经过一级又一级的压缩，变成高压空气。由于压气机内气体流动方向与旋转轴平行，称为轴流式压气机。 压气机的主要参数是增压比，即压气机出口空气压力与进口空气压力之比。 理论上进入燃烧室的空气压力越高越好，实际上综合各种因素，压比较多为 12 至 20。燃气轮机的压气机由本身的涡轮机带动，燃气轮机启动时，先使用外动力带动压气机旋转，把空气压入燃烧室。燃气轮机点火后进入运转状态，则转变至由涡轮带动压气机旋转压气。 西门子 燃气轮机 西门子 燃气轮机 西门子 燃气轮机 ， 2.2环管形燃烧室 燃气轮机的燃烧室将燃料的化学能转变为热能，将连续喷入的燃料在压缩后的空气流中不断稳定燃烧，成为高温的燃气,以便到涡轮膨胀做功，燃料为液体燃料（汽油）或气体燃料（天然气）。 燃烧室外壳前面是通往压气机的空气入口，后面是通往涡轮的高温气体出口。 ， 2.2环管形燃