1、1目录燃气轮机的历史发展燃气轮机的历史发展燃气轮机的基本结构和工作原理燃气轮机的基本结构和工作原理燃气轮机主要系统简述燃气轮机主要系统简述燃气轮机驱动（发电机和压缩机）简述燃气轮机驱动（发电机和压缩机）简述2燃气轮机的历史发展 公元1150年 - 公元1150年，中国已有可算是燃气轮机雏型的走马灯出现。 走马灯，又名马骑灯，是中国传统玩具之一，灯笼的一种，常见于元夕、元宵、中秋等节日。灯内点上蜡烛，烛产生的热力造成气流，令轮轴转动。轮轴上有剪纸，烛光将剪纸的影投射在屏上，图象便不断走动。燃气轮机鼻祖燃气轮机鼻祖3n世界上，第一台发电用燃气轮机于1939年秋在瑞士诞生，功率为4000KW；n19
2、65年6 月 - 国别美国名称AGT-1500燃气轮机AGT-1500 Gas Turbine Engine 研制单位阿夫柯-莱卡明公司AVCO-Lycoming CO.,US 生产单位达信莱卡明公司Textron Lycoming,US 现状生产装备情况美国M1主战坦克及其抢救车概述1965年6月美国陆军提出坦克和重型车辆用1103kW(1500 马力)燃气轮机。燃气轮机的历史发展4燃气轮机的基本结构和工作原理燃气轮机的基本结构和工作原理透平机组透平机组内部结构内部结构5透平机组的基本结构和工作原理透平机组的基本结构和工作原理终端透平终端透平机组机组透平端透平端我来给发我来给发电机提供电机提
3、供动力动力!发电机发电机6透平机组的基本结构和工作原理透平机组的基本结构和工作原理结构布局简图结构布局简图我们是我们是它的三它的三个老大个老大!7透平机组的基本结构和工作原理透平机组的基本结构和工作原理空气被压气机压成高压高温气体和从喷嘴进入的燃料空气被压气机压成高压高温气体和从喷嘴进入的燃料(燃气燃气/燃油燃油),在燃烧室内在燃烧室内产生高温高压的气体产生高温高压的气体,气体膨胀驱动透平转动气体膨胀驱动透平转动.而发电机而发电机(也可以为其它设备也可以为其它设备)可可以通过透平的同一轴的转动以通过透平的同一轴的转动,来实现运转来实现运转.8透平机组的基本结构和工作原理透平机组的基本结构和工作
4、原理压气机压气机燃烧室燃烧室透平透平驱动设备驱动设备9透平机组的基本结构和工作原理透平机组的基本结构和工作原理透平机组三大核心部件：透平机组三大核心部件：n压气机压气机n燃烧室燃烧室n透平透平 10透平机组的基本结构透平机组的基本结构压气机压气机11透平机组的基本结构透平机组的基本结构压气机压气机我压缩的越我压缩的越大大,参与燃参与燃烧的空气越烧的空气越多多压气机压气机转子转子静子静子机壳机壳12透平机组的基本结构透平机组的基本结构压气机压气机压气机压气机转子转子定子定子我和轴我和轴一起转一起转的的!我很静我很静的的,就坐就坐那不动那不动!13转子转子透平机组的基本结构透平机组的基本结构压气机
5、压气机14透平机组的基本结构透平机组的基本结构压气机压气机转子示意图转子示意图15透平机组的基本结构透平机组的基本结构压气机压气机压压气气机机分分解解图图16透平机组的基本结构透平机组的基本结构压气机压气机压缩特性压缩特性17透平机组的基本结构透平机组的基本结构压气机压气机压缩比定义压缩比定义18双轴透平双轴透平两个压气机和透两个压气机和透平平轴式中空穿过去的透平机组的基本结构透平机组的基本结构压气机压气机19透平机组的基本结构透平机组的基本结构压气机压气机双轴透平双轴透平东方终端透平发电东方终端透平发电机以及东方平台使机以及东方平台使用的透平压缩机就用的透平压缩机就是双轴的是双轴的20透平机
6、组的基本结构透平机组的基本结构燃烧室燃烧室21透平机组的基本结构透平机组的基本结构燃烧室燃烧室燃烧室燃烧室燃料燃料点火头点火头内壳内壳外壳外壳燃料燃料压缩压缩空气空气进入进入空气空气和燃和燃料混料混合气合气是否所有是否所有的空气都的空气都参与燃烧参与燃烧?22点火头用于初次点火点火头用于初次点火环形火焰筒透平机组的基本结构透平机组的基本结构燃烧室燃烧室23机组实机组实物物!透平机组的基本结构透平机组的基本结构燃烧室燃烧室24透平机组的基本结构透平机组的基本结构透平透平25透平机组的基本结构透平机组的基本结构透平透平透平透平定子定子转子转子我把高温我把高温混合气体混合气体用力推你用力推你,看你转
7、不看你转不转转?26透平机组的基本结构透平机组的基本结构透平透平高温气体通过透平高温气体通过透平可以：可以：n改变气流方向改变气流方向n提高气体速度提高气体速度n减少气体压力和减少气体压力和温度温度27透平机组的基本结构透平机组的基本结构透平透平多级透平示意图多级透平示意图28实物图实物图透平机组的基本结构透平机组的基本结构透平透平29透平机组的工作原理透平机组的工作原理牛顿第一定律告诉：牛顿第一定律告诉：对于静止的物体除非对于静止的物体除非施加外在作用力再可施加外在作用力再可能运动！能运动！同样适用于透平，要同样适用于透平，要使透平转子转动起来使透平转子转动起来必须施加作用力，这必须施加作用
8、力，这就是之前提到的空气就是之前提到的空气和燃料燃烧后膨胀气和燃料燃烧后膨胀气体作用。体作用。30透平机组的工作原理透平机组的工作原理牛顿第二定律告诉：牛顿第二定律告诉：F=MA,作用力大小和作用力大小和质量，加速度成正比。质量，加速度成正比。这就是为什么透平压这就是为什么透平压缩机需要压缩进入燃缩机需要压缩进入燃烧的空气，因为压缩烧的空气，因为压缩比越大，则空气密度比越大，则空气密度越大，那么单位时间越大，那么单位时间内空气质量就越大。内空气质量就越大。思考：对于透平思考：对于透平机组冬天和夏天机组冬天和夏天比那个出力大？比那个出力大？31透平机组的工作原理透平机组的工作原理牛顿第三定律告诉
9、：牛顿第三定律告诉：作用力大小和反作用作用力大小和反作用力大小相等，反向相力大小相等，反向相反。反。燃烧室出来高温膨胀燃烧室出来高温膨胀气体推动透平叶片转气体推动透平叶片转动，对于叶片产生反动，对于叶片产生反作用力推动转子转动。作用力推动转子转动。32压缩燃烧膨胀透平机组的工作原理透平机组的工作原理33透平机组的工作原理透平机组的工作原理34燃气轮机主要系统简述n燃料系统燃料系统n润滑系统润滑系统n空气系统空气系统n启动系统启动系统n火灾消防系统火灾消防系统n控制系统控制系统35燃料系统燃料系统目前，湛江分公司使用的燃气轮机燃料系统设计采用：目前，湛江分公司使用的燃气轮机燃料系统设计采用：n双
10、燃料（燃料气双燃料（燃料气+ +燃料油），大多透平发电机。燃料油），大多透平发电机。n单燃料（燃料气），例如单燃料（燃料气），例如SOLARSOLAR透平压缩机，乌克兰透平压缩机，乌克兰 透平发电机都是采用单燃料。透平发电机都是采用单燃料。由于厂家不同对燃料要求也不一样，但是，同样的一点就由于厂家不同对燃料要求也不一样，但是，同样的一点就是透平机组对于燃料要求较高，由于其运行在极高转速，是透平机组对于燃料要求较高，由于其运行在极高转速，而且高温，极易造成高温腐蚀，故对燃料和空气过滤系统而且高温，极易造成高温腐蚀，故对燃料和空气过滤系统要求都较高。要求都较高。36WC116打坏透平叶片燃料系统燃
11、料系统极小颗粒面对高速透平都有可能导致如图情况37燃料系统燃料系统38燃料系统燃料系统39典型燃料气系统40西门子机组燃料流程西门子机组燃料流程41典型燃料油系统42西门子燃油系统西门子燃油系统43润滑系统直流泵直流泵交流泵交流泵主润滑主润滑油泵油泵我自己我自己来驱动来驱动!主要是为机组的轴承各处主要是为机组的轴承各处(包括发电机包括发电机)的冷却和保护的作用的冷却和保护的作用机组在启动之前机组在启动之前,必须有交直流泵的一个预前润滑必须有交直流泵的一个预前润滑机组在停机或故障停机机组在停机或故障停机,在没有低于一定值时在没有低于一定值时,直流泵会自动运转来实现直流泵会自动运转来实现 润滑润滑
12、44润滑系统润滑系统典型的透典型的透平润滑图平润滑图45润滑系统润滑系统滑油的作用滑油的作用1,减少直接摩擦减少直接摩擦2,起一个软垫的作用起一个软垫的作用 建立的油膜托起轴建立的油膜托起轴3,冷却冷却4,清洁清洁5,密封密封46空气系统空气系统空气进入压空气进入压气机参与做气机参与做功功(干净的干净的)!我只是我只是给发电给发电机冷却机冷却我给机我给机撬冷却撬冷却47空气系统空气系统防虫网防虫网过滤空气过滤空气防止大的杂防止大的杂物掉入到压物掉入到压气机气机一般都有一般都有消声层消声层我有压我有压差开关差开关来保护来保护你你48空气系统空气系统西门子空气进口过滤器西门子空气进口过滤器49启动
13、系统启动系统目前湛江分公司透平机组启动系统有：目前湛江分公司透平机组启动系统有：n变频启动（新机组都采用此设计）变频启动（新机组都采用此设计）n液压启动（液压启动（WZIT,W121,W114WZIT,W121,W114）n气动启动（气动启动（Y13-1 SOLAR MarS100Y13-1 SOLAR MarS100）为机组启动初始阶段提供动力支持。为机组启动初始阶段提供动力支持。50液压启动系统液压启动系统我给机组最初我给机组最初提供动力提供动力51液压启动系统液压启动系统液压泵将机械能转化为液压能液压马达将液压能转化为机械能52液压启动系统液压启动系统液压泵液压马达!当我在转的时当我在转
14、的时候大家离远点呀候大家离远点呀53变频启动变频马达启动变频马达启动54变频启动和液压启动系统相比优势：和液压启动系统相比优势：n简单，只需变频驱动简单，只需变频驱动n液压系统流程复杂，造成空间大液压系统流程复杂，造成空间大n控制简单，直接由变频控制输出控制简单，直接由变频控制输出n风险低，高液压油会伤害操作人员风险低，高液压油会伤害操作人员正是由于上述优点，目前燃气轮机启动方式大多选用正是由于上述优点，目前燃气轮机启动方式大多选用变频启动模式。变频启动模式。55气动启动56气动启动57启动系统机组启动开始程序设定，启动系统开始工作机组转速到设定值，启动系统退出停止58模型模型图图火灾消防系统
15、火灾消防系统59火灾消防系统火灾消防系统CO2瓶燃气探头(2个)热探头(2个)火焰探头(3个)60火灾消防系统火灾消防系统当机组发生火灾当机组发生火灾,机组会有一个延时来触发系统动作机组会有一个延时来触发系统动作,机组关停机组关停,喷喷CO2.打到旁打到旁通通!注意一注意一,在机组在机组打开舱前打开舱前,旁通旁通CO2释放模块释放模块!61火焰探头(3个)火灾消防系统火灾消防系统火焰探头会因火焰探头会因为雷电为雷电,弧光等弧光等产生误动作产生误动作,而而释放释放CO2注意二注意二,严禁在严禁在雷电雷电,电焊作业电焊作业等可能产生误动等可能产生误动作的时候作的时候,打开打开舱门舱门!62控制系统
16、控制系统主控制系统结主控制系统结构图构图63控制系统控制系统在主控室在主控室现场驱动控制现场驱动控制PLC-5完成数据的收集完成数据的收集,运算运算,输出输出,实实现对机组运行的参数监控现对机组运行的参数监控,保保护护,报警等功能报警等功能.是机组的大脑是机组的大脑神经神经64控制系统控制系统现场驱动模块现场驱动模块结构图结构图(FDAE)65燃气轮机驱动燃气轮机驱动驱动类型有两类：驱动类型有两类：n发电机发电机n压缩机压缩机实际上，透平还可以驱动泵、实际上，透平还可以驱动泵、螺旋桨等。螺旋桨等。66发电机发电机67燃气轮机驱动燃气轮机驱动-发电机发电机发电机透平机68燃气轮机驱动燃气轮机驱动-压缩机压缩机69燃气轮机驱动燃气轮机驱动-压缩机压缩机70
