燃气轮机13-燃烧室.ppt

四、负荷特性 负荷功率Ne随负荷转速n变化的关系 Ne = f (n) 1、恒速负荷特性 负荷功率Ne变化与负荷转速n无关 即 n=const Ne = f (n)是一条垂直线 n Ne 例子：恒频交流电机 2、螺旋桨型负荷特性 负荷功率Ne与其转速n的三次方呈正比 即 Ne = c n3 （c为比例系数） 变速负荷 n Ne 例子： 固定螺距螺旋桨(轮船) 叶轮机械（泵、风机等） Ne = c n3 3、调速负荷特性 负荷功率Ne与转速n在一定范围内任意配合，用来带动变速负荷。 变频调速负荷 n Ne 例子： 变螺距螺旋桨负荷或机车燃气轮机 4、机械牵引负荷特性 用机械方式（如联轴器、齿轮等）传动各种车辆。 在启动时有最大扭矩，即 n=0， Me=Memax 当转速升高时，扭矩减小； 当n=nmax， Me=Memin。 负荷功率：Ne∝Me?n Ne随n增加而增大。 n Ne 五、燃气轮机的轴系方案 1．单轴方案（C-T-L） 压气机、涡轮及负荷共用一根轴。 宜用于恒速负荷。 具体的组合方式 2．双轴方案 2.1 分轴方案 压气机与高压涡轮共轴(C-HT)和燃烧室一起组成燃气发生器； 低压涡轮与负荷共轴(LT-L)。 宜用于变速负荷。 2.2 平行双轴方案 高压压气机由高压涡轮带动（HC-HT）； 低压压气机由低压涡轮带动（LC-LT）。 负荷的带动有两种形式：HT-L或LT-L 以高压轴带动负荷HC-HT-L 宜用于恒速负荷。 以低压轴带动负荷LC-LT-L，宜用于变速负荷。 3．三轴方案 3.1 低压涡轮带动负荷 高压压气机由高压涡轮带动（HC-HT）； 低压压气机由中压涡轮带动（LC-MT）。 可用于变速负荷。 LT-L 3.2 中压涡轮带动负荷 （MT-L） 高压压气机由高压涡轮带动（HC-HT）； 低压压气机由低压涡轮带动（LC-LT）。 宜用于常在部分负荷下工作的高效机组。 MT-L 6-2 单轴燃气轮机变工况特性 一、燃机平衡运行条件 机组在不同负荷下稳定运行时，各部件的参数（流量、转速、压比、功率）应满足的相互配合的条件。 分析讨论燃气轮机变工况的基础： 各部件的特性和平衡运行条件 1、转速平衡 每根轴上的转子转速相同。 单轴机组：nC=nT=n 分轴机组：nC=nHT nLT=n 2、压比平衡 ?T*= ???C* 压气机压比 涡轮膨胀比 总压保持系数 ?=?C??B??T 平行双轴机组 3、功率平衡 机械联系的各部件的驱动力矩，应等于总的阻力矩（包括压气机耗功），即每根轴上的功率应平衡。 单轴机组： NT=NC+Nm+Ne 或 NT=NC/?m+Ne 压气机内功率 机组附件消耗和机械损失功率 涡轮内功率 分轴机组： 机械效率 NLT=NLC/?m1+Ne NHT=NHC/?m2 平行双轴机组 NHT=NC/?m1 NLT=Ne/?m2 4、流量平衡 GT= GC+Gf - ?G 变工况时，可近似认为： ?G/GC≈const 粗算时，可取 GT ≈GC 冷却用和泄露的空气量 燃气流量 燃料消耗量 进气量 第五章 燃烧室 燃烧室的作用 把压气机送来的高压空气同燃料很好地混合和燃烧，产生高温高压的燃气，并送入透平涡轮中作功。 5-1 燃烧室的工作简图及其要求 主要由五部分组成： 外壳1、火焰管2、旋流器3、喷油嘴4、混合器5。 简单工作原理 压缩空气和燃料分别输入燃烧室。 高压空气经导管引入燃烧室分成两股： 一股空气经旋流器3进入火焰管，这是燃料燃烧所必需的助燃空气，称为一次空气； 一股空气则进入火焰管2与燃烧室外壳1间的环形空间，这部分主要是冷却用的空气，称为二次空气。 燃油经喷油嘴4喷入火焰管内，形成雾状与一次空气混合。外源点火后近似等压燃烧，生成高温高压的燃烧产物。 最关键部分： 长期高温下工作，必须进行冷却 火焰管 二次空气的作用 大部分用来冷却火焰管外壁和燃烧室外壳，一部分冷却火焰管内壁； 一部分经混合器5进入混合区与燃气混合掺冷，把温度降低到给定的燃气温度； 补燃作用。 85%~70% 15%~30% 结构不太复杂。 燃烧过程复杂： 气体流动—三元紊流+化学反应； 传热、传质过程—导热、对流换热、辐射换热； 化学反应—碳氢燃料的燃烧机理。 对燃烧室的要求 判断燃烧室性能的好坏，主要是看它