燃气轮机原理培训ppt课件.ppt

1-2 燃气轮机的发展 公元前150年 埃及哲学家Hero发明了一个玩具－－汽转球 (Aeolipile） 1629 - Giovanni Branca利用蒸汽驱动涡轮旋转磨粉机 1687 Isaac Newton －－蒸汽货车 1791 John Barber第一个利用现代燃气轮机的热力学原理申请的设计专利 1872 - Dr. F. Stolze (1836-1910)设计了真正的第一台燃气轮机，具有多级涡轮和单级的压气机，但并没有靠自身动力转动起来 1914 - Charles Curtis 档案记载的应用燃气轮机第一人 1-4 燃气轮机的分类 流体力学（气体动力学） 热力学与传热 自动控制 材料与强度 美国能源部21世纪先进燃气轮机系统研究（AGTSR）计划 思考题 1-1 为什么说燃气轮机在未来的发电设备中具有竞争力的动力形式？ 1-2 燃气轮机发展中的关键技术有哪些？ 1-3 为什么说燃气轮机未来的发展离不开热交换器的发展？ 1-4 先进燃气轮机的标志性的参数是什么？为什么？ （六）回热度、间冷度 回热度 间冷度 思考题 2-1 几种典型的燃气轮机循环形式及特点。 2-2 变温比下的循环热力计算方法。 2-3 不同循环下的压比~效率~涡轮前温间的关系。 2-4 间冷循环会对燃气轮机哪个主要性能参数产生影响？ 2-5 回热循环燃气轮机比简单循环燃气轮机在性能上有哪些改善？ 2-6 实际燃气轮机循环中主要考虑哪些因素对性能的影响？ 第二章 燃气轮机循环理论 决定燃气轮机前途的因素: 装置的热效率 装置的尺寸,重量 对燃料的适应性 影响燃气轮机性能的两个因素:部件效率和涡轮初温; 1904年两个法国工程师Armengaud和Lemale,建造了一台燃气轮机,部件效率60%,涡轮初温740K。 (只够自己运转) 整机的效率还和压比有关; 燃气轮机的发展和空气动力学的发展相关： 压比35,部件效率85-90,初温1650K.(86年的目标) 2-1 燃气轮机循环主要性能指标 1.比功 w：描述燃气轮机循环作功性能的好坏的指标。单位质量工质下所做的功。 为什么不用功率作为描述循环性能的指标？ 2. 热效率ηt和耗油率sfc (specific fuel consumption) 耗油率： 2-2 理想燃气轮机循环分析 假设条件： 压缩和膨胀过程是可逆的、绝热的即等熵的。 忽略部件进出口工质的动能变化； 在进气管道、燃烧室、热交换器、间冷器、排气管和连接部件的管道均不考虑压力损失； 工质在整个中具有同样的组分，并且是比热不变的完全气体； 气体质量流量在整个循环中不变； 在热交换器中充分换热； 理想简单燃气轮机循环 此种循环的极限是什么？ 此种循环的热效率 1 2 3 1’’’ T S v p 2’ 2’’ 3’ 2’’’ 3’’ 3’’’ 4’’’ 4 卡诺循环；1-2等熵加热；2-3 等温膨胀；3-4等熵放热；4-3等温压缩 Ericsson Cycle 斯特林循环 布雷顿（Brayton cycle) 几种典型的热力循环比较 四个循环表明了布雷顿循环的改进方向——向Ericsson Cycle靠近 The cycle efficiency is Making use of the isentropic p-T relation, And pressure ratio Then shown The efficiency thus depends only on the pressure ratio and nature of the gas. Specific work output W, 此时输出功为最大。 理想燃气轮机循环其最大效率是随压比的增加而上升。 复杂循环—回热循环 T2 T1 T3 T4 T6 T5 T S With ideal heat-exchange 20 40 60 80 1 2 4 10 8 6 12 Specific work output is unchanged by the addition of a heat-exchanger 2-3 实际燃气轮机循环 1. 实际燃气轮机与理想燃气轮机循环的差别？ 2. 如何考虑实际的燃气热力性质 ？ 3.实际燃气轮机循环性能？ 温比、压比对性能的影响？ 一、压气机效率、涡轮效率 用滞止等熵效率来衡量实际过程和等熵过程的差距。 问题： 实际的装置比功 燃气轮机的 : 增加的百分数是 增加的百分数的 倍。有用功系数 小者 ，