1、LOGO燃燃 气气 轮轮 机机 装置装置燃气轮机装置燃气轮机装置v概述概述v燃气轮机循环燃气轮机循环v燃气轮机的结构和工作原理燃气轮机的结构和工作原理v燃气轮机变工况燃气轮机变工况v燃气轮机的主要系统燃气轮机的主要系统2ppt课件1.燃气轮机的组成和任务燃气轮机的组成和任务2.燃气蒸汽联合循环燃气蒸汽联合循环3.燃气轮机的发展简史燃气轮机的发展简史4.我国燃气轮机技术的发展与应用我国燃气轮机技术的发展与应用5.燃气轮机发电装置的分类和命名燃气轮机发电装置的分类和命名 第一章第一章 概论概论3ppt课件一、一、燃气轮机的组成燃气轮机的组成燃气轮机（燃气轮机（GAS TURBINE）主要由压气机（
2、主要由压气机（COMPRESSOR） 燃烧室（燃烧室（COMBURSTION） 燃气透平（燃气透平（TURBINE）三大部分组成。）三大部分组成。 燃气轮机的组成和任务燃气轮机的组成和任务1 压气机2 燃烧室3 透 平4ppt课件 燃气轮机的组成和任务燃气轮机的组成和任务二、二、燃气轮机的任务燃气轮机的任务 燃气轮机是以空气和燃气作为工作介质燃气轮机是以空气和燃气作为工作介质（即工质）将其热能转换为机械能的高速旋（即工质）将其热能转换为机械能的高速旋转式动力机械。其任务就是将燃料的化学能转式动力机械。其任务就是将燃料的化学能转变为燃气的热能，又将燃气的热能部分转转变为燃气的热能，又将燃气的热能
3、部分转变成旋转机械能。燃气轮机及其外负荷通称变成旋转机械能。燃气轮机及其外负荷通称为燃气轮机装置或燃气轮机机组。为燃气轮机装置或燃气轮机机组。外负荷（压气机（升压站）、船舶飞机（螺旋外负荷（压气机（升压站）、船舶飞机（螺旋桨）、车辆飞机（发动机）及发电机等）。桨）、车辆飞机（发动机）及发电机等）。5ppt课件燃气轮机的组成和任务燃气轮机的组成和任务三、三、燃气轮机工作过程燃气轮机工作过程 在在压气机压气机中空气从外界连续被吸入，并使之中空气从外界连续被吸入，并使之增压，同时其温度也相应提高。增压，同时其温度也相应提高。 在在燃烧室燃烧室中高压空气与燃料（天然气、煤气中高压空气与燃料（天然气、煤
4、气或油）混合燃烧形成高压高温燃气。或油）混合燃烧形成高压高温燃气。 在在燃气透平燃气透平中燃气膨胀做功（压力降低、温中燃气膨胀做功（压力降低、温度降低）将燃气的热能转变为透平转子的机械度降低）将燃气的热能转变为透平转子的机械能，透平转子带动压气机和外负荷转子高速旋能，透平转子带动压气机和外负荷转子高速旋转。转。 从透平中将做完功的燃气乏气排至从透平中将做完功的燃气乏气排至大气大气中中放热。放热。6ppt课件GE公司9FA燃气轮机机剖面图燃气轮机机剖面图 7ppt课件GE公司9FA燃机转子 实物图：8ppt课件V94.2燃气轮机燃气轮机9ppt课件燃气轮机的组成和任务燃气轮机的组成和任务四、四、
5、燃气的轮机优点燃气的轮机优点 与内燃机相比：与内燃机相比：优点：单机功率较大；重量轻、体积小；启动快；优点：单机功率较大；重量轻、体积小；启动快； 排气污染小。排气污染小。 缺点：油耗高；制造成本高。缺点：油耗高；制造成本高。 与汽轮机相比：与汽轮机相比：优点：装置简单、紧楱、重量轻、体积小；启动优点：装置简单、紧楱、重量轻、体积小；启动快、带负荷快；不需大量冷却水。快、带负荷快；不需大量冷却水。 缺点：单机功率较小缺点：单机功率较小 、效率较低、运行寿命短。、效率较低、运行寿命短。 10ppt课件燃气蒸汽联合循环燃气蒸汽联合循环一、一、燃气蒸汽联合循环的特点燃气蒸汽联合循环的特点 燃气蒸汽联
6、合循环由燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮燃气蒸汽联合循环由燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机组成。机组成。 将燃气轮机循环透平排出的工质（排气温度较高，约将燃气轮机循环透平排出的工质（排气温度较高，约为为450600；大型机组排气量达；大型机组排气量达100600kg/s）燃气透平产生的一部分能量用于驱动压气机，而其余部分能量用于驱动发电机；膨胀后的气体则通过余热锅炉从主烟囱排入大气。进入余热锅炉将水加热成过热蒸汽，进入余热锅炉将水加热成过热蒸汽，过热蒸汽进入蒸汽轮机中做功。过热蒸汽进入蒸汽轮机中做功。 对于燃气轮机循环，排气温度对于燃气轮机循环，排气温度T2受排气压力限制，排受排气压力限制，排气温度气温
7、度T2限制了其效率的提高（等效卡诺循环限制了其效率的提高（等效卡诺循环t=1-T2/T1）一般可达到）一般可达到3640%11ppt课件燃气蒸汽联合循环燃气蒸汽联合循环 对于蒸汽轮机循环，平均吸热温度对于蒸汽轮机循环，平均吸热温度T1受到了受到了汽轮机材料的耐温耐压的限制（汽轮机进汽温汽轮机材料的耐温耐压的限制（汽轮机进汽温度一般为度一般为450600），平均吸热温度），平均吸热温度T1限制限制了其效率的提高（等效卡诺循环了其效率的提高（等效卡诺循环t=1-T2/T1）一般循环效率可达到一般循环效率可达到40% 采用燃气蒸汽联合循环（发电或热电联采用燃气蒸汽联合循环（发电或热电联产），系统中能
8、源从高品位到中低品位逐级利产），系统中能源从高品位到中低品位逐级利用，即形成能源的阶梯级利用。一般效率可达用，即形成能源的阶梯级利用。一般效率可达5860%12ppt课件燃气蒸汽联合循环燃气蒸汽联合循环二、二、燃气蒸汽联合循环发电的主要优点燃气蒸汽联合循环发电的主要优点 （1）电厂整体循环效率高；）电厂整体循环效率高； （2）对环境污染小）对环境污染小 ；（无；（无SO2排放，排放，NOx和和 CO排放低）排放低） （3）在相同条件下，单位容量投资小；）在相同条件下，单位容量投资小； （4）调峰性能好，启动快捷；）调峰性能好，启动快捷； 燃气轮机从启动到带满负荷运行一般不到燃气轮机从启动到带满
9、负荷运行一般不到20min 联合循环从启动到带满负荷运行热启联合循环从启动到带满负荷运行热启60min、温启、温启90min、冷、冷 启启120min。 蒸汽轮机循环热启蒸汽轮机循环热启90min、温启、温启180min、冷启、冷启300min。 （5）占地少；（火电厂的）占地少；（火电厂的3040%） （6）耗水量少；（燃机循环为火电厂）耗水量少；（燃机循环为火电厂210%的用水量。联合循环为同的用水量。联合循环为同容量火电厂容量火电厂1/3的用水量。）的用水量。） （7）建厂周期短；）建厂周期短； （8）自动化程度高。）自动化程度高。 总之，从电网运行的机动性（调峰灵活）和安全可靠（可实现
10、黑启动）性总之，从电网运行的机动性（调峰灵活）和安全可靠（可实现黑启动）性出发，出发，1520%的燃气轮机循环机组是必要的。的燃气轮机循环机组是必要的。 13ppt课件燃气蒸汽联合循环燃气蒸汽联合循环BGG可燃气体 天然气空气燃气轮机蒸汽轮机14ppt课件燃气轮机装置的分类和命名燃气轮机装置的分类和命名一、一、燃气轮机装置的分类燃气轮机装置的分类（1）按用途分）按用途分 燃气轮机装置可分为地面燃气轮机、船（车辆）燃气轮机装置可分为地面燃气轮机、船（车辆）用燃气轮机和航空燃气轮机。用燃气轮机和航空燃气轮机。 地面燃气轮机可分为工业用燃气轮机和发电用地面燃气轮机可分为工业用燃气轮机和发电用燃气轮机
11、。燃气轮机。（2）发电用燃气轮机按结构形式可分工业型和航）发电用燃气轮机按结构形式可分工业型和航机改装型两大类。机改装型两大类。 工业型燃气轮机是目前应用较广泛的机组，它工业型燃气轮机是目前应用较广泛的机组，它具有寿命长、能长期连续安全运行、效率高、具有寿命长、能长期连续安全运行、效率高、节省贵重金属材料等优点。缺点机组重而大。节省贵重金属材料等优点。缺点机组重而大。15ppt课件燃气轮机装置的分类和命名燃气轮机装置的分类和命名（3）按循环分）按循环分 按燃气轮机热力循环特点可分为简单循环、中按燃气轮机热力循环特点可分为简单循环、中间冷却循环、再热循环和回热循环。间冷却循环、再热循环和回热循环
12、。（4）按燃气轮机转子结构分）按燃气轮机转子结构分 按燃气轮机转子结构分可分为单轴、双轴或三按燃气轮机转子结构分可分为单轴、双轴或三轴燃气轮机装置。轴燃气轮机装置。16ppt课件燃气轮机装置的分类和命名燃气轮机装置的分类和命名二、二、燃气轮机装置命名规则燃气轮机装置命名规则 燃气轮机的命名规则各制造厂各不相同，现以燃气轮机的命名规则各制造厂各不相同，现以GE公司的重型和航机改装型燃气轮机为例介绍公司的重型和航机改装型燃气轮机为例介绍 我国JB/T2783-1992的燃气轮机命名规则与GE的类似。各代号的含义规定如下： 含义含义 用途燃气轮机系列号输出功率轴式循用途燃气轮机系列号输出功率轴式循
13、环方式压气机改型号环方式压气机改型号 （1）用途以大写字母表示）用途以大写字母表示 M 机械驱动机械驱动 GD 发电设备发电设备 PG 箱装式发电设备箱装式发电设备17ppt课件燃气轮机装置的分类和命名燃气轮机装置的分类和命名 （2）燃气轮机系列号）燃气轮机系列号3、5、6、7、9 相应表示相应表示:MS3002、MS5000、MS6001、 MS7001和和MS9001等系列。等系列。 （3）输出功率大致为几百、几千或几万）输出功率大致为几百、几千或几万hp hp表示英制马力，表示英制马力，1hp=0.7457kW （4）轴式单轴用）轴式单轴用“1”、双轴用、双轴用“2” （5）循环方式）循
14、环方式“R”表示回热循环，此项缺表示回热循环，此项缺省表示简单循环。省表示简单循环。 （6）压气机改型号代表压气机型号及相关）压气机改型号代表压气机型号及相关技术技术18ppt课件燃气轮机装置的分类和命名燃气轮机装置的分类和命名 举例举例 PG9171E表示箱装式发电机组（表示箱装式发电机组（Package Generator），），MS9001系列系列E型，简单循环，型，简单循环，单轴机组，其出力约为单轴机组，其出力约为17万万hp。19ppt课件燃气轮机装置的分类和命名燃气轮机装置的分类和命名三、三、联合循环命名规则（联合循环命名规则（GE公司产品为例）公司产品为例） 含义含义 联合循环代
15、号燃气轮机数量联合循环代号燃气轮机数量0（无意义）（无意义）燃气轮机系列号压气机改型号燃气轮机系列号压气机改型号（1）联合循环代号用）联合循环代号用“S”表示，表示，S是是STAG（Steame and Gas蒸汽与燃气）的缩写。蒸汽与燃气）的缩写。（2）燃气轮机数量是指一套联合循环装置中燃）燃气轮机数量是指一套联合循环装置中燃气轮机的台数，用气轮机的台数，用1，2，3.表示。表示。举例举例 S309E表示配备表示配备3台台MS9001系列系列E型燃气型燃气轮机和轮机和1台汽轮机的燃气蒸汽联合循环机组。台汽轮机的燃气蒸汽联合循环机组。 20ppt课件第二章第二章 燃气轮机热力循环燃气轮机热力循
16、环1.概述概述2.理想简单燃气轮机循环理想简单燃气轮机循环3.实际简单燃气轮机循环实际简单燃气轮机循环4.燃气轮机回热循环燃气轮机回热循环5.复杂燃气轮机循环复杂燃气轮机循环6.闭式燃气轮机循环闭式燃气轮机循环21ppt课件概述概述 以理想简单燃气轮机循环为例以理想简单燃气轮机循环为例 燃气轮机的工质视为理想气体；理想简单燃气燃气轮机的工质视为理想气体；理想简单燃气轮机循环为可逆循环，组成循环的过程分别为：轮机循环为可逆循环，组成循环的过程分别为： 在压气机中实现工质可逆绝热压缩过程在压气机中实现工质可逆绝热压缩过程12； 在燃烧室中实现工质可逆定压吸热过程在燃烧室中实现工质可逆定压吸热过程2
17、3； 在燃气透平中实现工质可逆绝热膨胀过程在燃气透平中实现工质可逆绝热膨胀过程34； 燃气透平排气（乏气）排入大气实现工质可逆燃气透平排气（乏气）排入大气实现工质可逆定压放热过程定压放热过程41。 循环由布雷顿（循环由布雷顿（Brayton）于）于1872年提出，年提出，也被称为布雷顿循环。也被称为布雷顿循环。22ppt课件概述概述23ppt课件概述概述24ppt课件概述概述25ppt课件概述概述燃气轮机发电装置循环的主要性能指标燃气轮机发电装置循环的主要性能指标一、压缩比（增压比）一、压缩比（增压比） 压缩比（）指压气机出口的气体压力与进口气压缩比（）指压气机出口的气体压力与进口气体压力之比
18、，表示工质被压缩的程度。体压力之比，表示工质被压缩的程度。 一般情况下，压气机进气压力即为大气压力。一般情况下，压气机进气压力即为大气压力。26ppt课件概述概述二、温比（循环的加热比）二、温比（循环的加热比） 温比（）是指燃气轮机循环中所达到的最高温比（）是指燃气轮机循环中所达到的最高温度温度T3*与最低温度与最低温度T1*之比。之比。 T3*亦为燃气的初温，可定义如下：亦为燃气的初温，可定义如下： （1）燃烧室出口处燃气的温度）燃烧室出口处燃气的温度 （2）燃气透平第一级喷嘴叶栅后燃气的温度）燃气透平第一级喷嘴叶栅后燃气的温度 （3）以进入燃气透平的所有空气流量计算的）以进入燃气透平的所有
19、空气流量计算的平均温度。平均温度。 T3*是一个参考性的透平入口燃气温度，一般根是一个参考性的透平入口燃气温度，一般根据试验测得的相关参数，进行燃烧系统热平衡据试验测得的相关参数，进行燃烧系统热平衡计算而得到。计算而得到。27ppt课件概述概述28ppt课件概述概述三、比功三、比功 比功是指相应于进入燃气轮机的比功是指相应于进入燃气轮机的1kg空气，空气，在燃气轮机中完成一个循环后所能对外输出的在燃气轮机中完成一个循环后所能对外输出的功，用符号功，用符号“wt”表示，单位的符号表示，单位的符号kJ/kg空气空气 wtPGT/G 式中：式中： PGT燃气轮机输出的额定功率燃气轮机输出的额定功率
20、（kW） G 单位时间流入压气机的空气质量（单位时间流入压气机的空气质量（kg/s） 比功的大小在一定程度上反映了机组尺寸的大小，因为当燃气轮机装置比功的大小在一定程度上反映了机组尺寸的大小，因为当燃气轮机装置输出功率一定时，比功越大，则流经压气机的空气质量流量越少，装置尺输出功率一定时，比功越大，则流经压气机的空气质量流量越少，装置尺寸就可以小些。寸就可以小些。 比功是航空燃气轮机的重要性能指标。比功是航空燃气轮机的重要性能指标。29ppt课件概述概述 地面电站燃气轮机对装置的重量没有严格要求，因此对比功不做特别的地面电站燃气轮机对装置的重量没有严格要求，因此对比功不做特别的限制，而将燃气轮
21、机发电装置的输出电功率作为主要的性能指标。限制，而将燃气轮机发电装置的输出电功率作为主要的性能指标。四、单机功率四、单机功率（1）标准额定功率）标准额定功率 标准额定功率是指在标准额定功率是指在ISO工况下（环境温度工况下（环境温度15，海平面高度，海平面高度，相对湿度相对湿度60%）以燃天然气的工况连续运行，发电机输出的最大）以燃天然气的工况连续运行，发电机输出的最大功率。功率。（2）合同额定功率）合同额定功率（3）现场额定功率）现场额定功率（4）尖峰功率）尖峰功率30ppt课件概述概述五、热效率五、热效率（1）循环效率）循环效率 循环效率是指当工质完成一个循环，燃气轮循环效率是指当工质完成
22、一个循环，燃气轮机输出的比功与相应机输出的比功与相应1kg空气的燃料所放出的空气的燃料所放出的热量的百分比。热量的百分比。 GT wt/q= PGT/Gf.Hu（2）装置效率）装置效率 MGT wMt/q= GT M（3）发电效率）发电效率 GGT wGt/q= GT M G31ppt课件概述概述六、热耗率六、热耗率 HRGT=3600Gf.Hu/PGTG七、有用功系数七、有用功系数 有用功系数是指相对于有用功系数是指相对于1kg空气的循环净功空气的循环净功（比功）与燃气透平输出的轴功之比（比功）与燃气透平输出的轴功之比“”。 wt /wT32ppt课件理想简单燃气轮机循环理想简单燃气轮机循环
23、一、理想简单燃气轮机循环比功一、理想简单燃气轮机循环比功结论：图结论：图32所示，所示，（1）压比不变时，比功随着温比的增加而增加；）压比不变时，比功随着温比的增加而增加；（2）温比不变时，比功随着压温比的变化有一最）温比不变时，比功随着压温比的变化有一最大值，相应于比功最大值时的压比称为比功最大值，相应于比功最大值时的压比称为比功最佳压比。佳压比。 图图33所示，所示， 温比不变时，压比从小变大，循环面积先从小温比不变时，压比从小变大，循环面积先从小变大后从大变小，中间必然有一个最大的面积，变大后从大变小，中间必然有一个最大的面积，即最大比功，它相应的压比为比功最佳压比。即最大比功，它相应的
24、压比为比功最佳压比。33ppt课件理想简单燃气轮机循环理想简单燃气轮机循环二、理想简单燃气轮机循环热效率二、理想简单燃气轮机循环热效率结论：图结论：图34所示，所示， 理想简单燃气轮机循环热效率只与压比有关，理想简单燃气轮机循环热效率只与压比有关，并随压比的增加单调增加。并随压比的增加单调增加。34ppt课件实际简单燃气轮机循环实际简单燃气轮机循环一、实际简单燃气轮机循环比功一、实际简单燃气轮机循环比功35ppt课件实际简单燃气轮机循环实际简单燃气轮机循环二、实际简单燃气轮机循环效率二、实际简单燃气轮机循环效率36ppt课件实际简单燃气轮机循环实际简单燃气轮机循环三、影响实际循环比功和实际循环
25、效率的因素三、影响实际循环比功和实际循环效率的因素（1）压气机和透平的效率）压气机和透平的效率 压气机和透平的效率：压气机和透平的效率： 轴流式压气机效率：轴流式压气机效率：0.880.91 轴流式透平的效率轴流式透平的效率: 0.890.9237ppt课件实际简单燃气轮机循环实际简单燃气轮机循环（2）燃烧室效率）燃烧室效率 燃烧室效率是工质在燃烧室实际获得的热量燃烧室效率是工质在燃烧室实际获得的热量与加入燃烧室中的燃料完全燃烧时所放出的热与加入燃烧室中的燃料完全燃烧时所放出的热量的比值。由于存在着不完全燃烧和散热损失，量的比值。由于存在着不完全燃烧和散热损失，燃烧室效率小于燃烧室效率小于1。
26、燃烧室效率一般范围为。燃烧室效率一般范围为0.96 0.99。结论：燃烧室效率主要影响循环效率。结论：燃烧室效率主要影响循环效率。 燃烧室效率对循环比功的影响是通过对工燃烧室效率对循环比功的影响是通过对工质流量的差别来影响的。质流量的差别来影响的。38ppt课件实际简单燃气轮机循环实际简单燃气轮机循环（3）压力损失）压力损失进气压力损失：进气压力损失：进气压力损失系数：进气压力损失系数：进气压力保持系数：进气压力保持系数：燃烧室压力损失燃烧室压力损失燃烧室压力损失系数：燃烧室压力损失系数：燃烧室压力保持系数：燃烧室压力保持系数：排气压力损失：排气压力损失：排气压力损失系数：排气压力损失系数：排
27、气压力保持系数：排气压力保持系数：保持系数：保持系数：压力损失使压比减小。压力损失使压比减小。39ppt课件实际简单燃气轮机循环实际简单燃气轮机循环（4）工质流量的差别）工质流量的差别结论：在燃气轮机中结论：在燃气轮机中f值一般不超过值一般不超过0.02， cl大约为大约为0.040.12，因此进入透平的，因此进入透平的燃气流量比压气机的空气流量小，导致循环比燃气流量比压气机的空气流量小，导致循环比功和循环效率减小。功和循环效率减小。40ppt课件实际简单燃气轮机循环实际简单燃气轮机循环（5）机械损失）机械损失（6）工质热力性质的差别）工质热力性质的差别41ppt课件回热循环回热循环 回热循环
28、：利用燃气透平的排气（乏气）加热压气机出口的空气，提高它进入燃烧室温度，可使燃烧室中加入的燃料量减少，乏气对环境放热损失减少，从而提高循环热效率。在燃气轮机装置中加入回热器的循环为回热循环。 结论： （1） （2） （3）42ppt课件复杂循环复杂循环一、压缩过程中间冷却循环（间冷循环） 间冷循环是指在压气机中压缩过程中间，把工质引至冷却器冷却后，再回压气机中继续压缩完成压缩过程，冷却器将压气机分为低压和高压两部分。总的压比一定，压比的最佳分配43ppt课件思考题思考题1.应用工程热力学理论，试分析燃气蒸汽联合循环效率高的原因。（提示：应用等效卡诺循环）2.什么是压缩比、燃气轮机循环比功、燃气
29、轮机压缩比、燃气轮机循环比功、燃气轮机循环效率、标准额定功率？循环效率、标准额定功率？3.理想简单燃气轮机循环由哪些过程组成？画出理想简单燃气轮机循环由哪些过程组成？画出理想简单燃气轮机循环装置简图，工质压力、理想简单燃气轮机循环装置简图，工质压力、温度变化简图及温熵图（温度变化简图及温熵图（T-s图）。图）。4.影响实际循环比功和实际循环效率的主要因素影响实际循环比功和实际循环效率的主要因素有哪些？实际循环效率与理想简单燃气轮机循有哪些？实际循环效率与理想简单燃气轮机循环效率的根本区别是什么？环效率的根本区别是什么？5.燃气轮机循环有哪些？燃气轮机循环有哪些？44ppt课件第三章第三章 燃气
30、轮机结构及工作原理（燃气轮机结构及工作原理（V94.2型）型）1.概述概述2.压气机的结构及工作原理压气机的结构及工作原理3.燃烧室的结构及工作原理燃烧室的结构及工作原理4.燃气透平的结构及工作原理燃气透平的结构及工作原理45ppt课件概述（概述（V94.2型燃气轮机）型燃气轮机）46ppt课件概述（概述（ V94.2型燃气轮机纵剖面图型燃气轮机纵剖面图）47ppt课件概述（概述（ V94.2型燃气轮机）型燃气轮机）48ppt课件概述（概述（V94.2型燃气轮机纵剖面图说明及结构特点）型燃气轮机纵剖面图说明及结构特点）1压气机的轴承箱 2带静叶持环的中心部分3带中心连杆的压气机和透平转子 4带
31、轴承的排气缸V94.2型燃气轮机结构特点型燃气轮机结构特点:整体式单轴结构形式，双轴承支撑；整体式单轴结构形式，双轴承支撑；转子由单个叶轮组成，盘鼓式转子结构（用一根中心拉杆将转子由单个叶轮组成，盘鼓式转子结构（用一根中心拉杆将压气机叶轮、中空轴及透平叶轮联接对中，通过轮盘外缘压紧面上的通过轮盘外缘压紧面上的Hirth齿压紧轮盘并传递扭矩。）这种转子结构具有重量轻，刚性和强度好的特点，有利于快速）这种转子结构具有重量轻，刚性和强度好的特点，有利于快速启动。启动。外缸有水平中分面；外缸有水平中分面； 独立的静叶持环，独立的静叶持环， 可随温度自由涨缩，机组的绝对死可随温度自由涨缩，机组的绝对死点
32、和相对死点位于压气机进气侧前轴承部位，即点和相对死点位于压气机进气侧前轴承部位，即径向-推力联合轴承位置。发电机在压气机侧发电机在压气机侧(冷端冷端)轴向排气轴向排气两个大的立式筒型燃烧室，每个燃烧室上装有两个大的立式筒型燃烧室，每个燃烧室上装有8个干式低个干式低Nox的混合型燃烧的混合型燃烧器，火焰筒内装陶瓷遮热瓦块器，火焰筒内装陶瓷遮热瓦块压气级共压气级共15级，设计为可转进口导叶级，设计为可转进口导叶燃气透平设计为燃气透平设计为4级，透平转子采用内部冷却，级，透平转子采用内部冷却，1、2级静叶和动叶均为空心级静叶和动叶均为空心冷却结构，冷却结构， 1、2级静叶和级静叶和1、2、3级动叶喷
33、涂抗氧化涂层。级动叶喷涂抗氧化涂层。 49ppt课件 概述概述 压气机和透平是单缸单轴燃气轮机的基本部件，它们共用一个转子。该转子仅仅由两个位于机组的受压端外侧的轴承支撑。该结构保证了良好的同轴度和极好的运行质量。 承压外缸与压气机和透平同轴，承压外缸由一承压外缸由一个连接到压气机末端的圆柱形中心部分，一个个连接到压气机末端的圆柱形中心部分，一个固定的静叶持环和前轴承箱三部分组成。固定的静叶持环和前轴承箱三部分组成。静叶持环也当作外缸。在中压缸的排气末端安装了支撑后轴承的排气缸。50ppt课件概述概述 在缸的中心部分里面，为压气机的静叶片安装了两个静在缸的中心部分里面，为压气机的静叶片安装了两
34、个静叶持环，为透平的静叶片安装了一个静叶持环。叶持环，为透平的静叶片安装了一个静叶持环。它们以一种允许进行自由热膨胀的方式被支撑。 前轴承箱内包含径向前轴承箱内包含径向-推力联合轴承推力联合轴承，它的外部用来为空气进行导流。在前轴承箱的前端，安装了测速仪和液压盘车装置。轴承装置由经过进气通道的前支架支撑。轴承装置由经过进气通道的前支架支撑。空气从安装在压气机前面的一个进气口处抽出。排气缸由排气缸由一个内缸和一个废气经过的窄的锥形外缸组成。内缸和一个内缸和一个废气经过的窄的锥形外缸组成。内缸和外缸由肋片和两个椭圆形管道连接，椭圆形管道也为后外缸由肋片和两个椭圆形管道连接，椭圆形管道也为后轴承箱提
35、供管道，这些部件在内缸内合成一体。轴承箱提供管道，这些部件在内缸内合成一体。51ppt课件概述概述 转子包括：一组压气机轮盘和一组透平轮盘，每转子包括：一组压气机轮盘和一组透平轮盘，每个轮盘上装有一排叶片；两组轮盘间为中空轴个轮盘上装有一排叶片；两组轮盘间为中空轴，三段由紧固螺栓组合在一起的。轮盘间为，三段由紧固螺栓组合在一起的。轮盘间为H齿齿连接。各轮盘和中空轴由中心拉杆联接构成轴连接。各轮盘和中空轴由中心拉杆联接构成轴系。系。该连接以轮盘为中心，允许径向自由膨胀和收缩并有助于传递扭矩。该转子构造形成了一个具有很大刚性的自支撑轮鼓结构，可以在相对低的重量的同时支持很高的临界速度。可以在不用可
36、以在不用拆卸转子的情况下安装或者拆下所有的动叶片拆卸转子的情况下安装或者拆下所有的动叶片。52ppt课件概述概述 透平转子采用内部冷却。透平转子采用内部冷却。一小部分压缩空气在压气机的第12级静叶的轮毂下游和在最后一个压气机的动叶的下游从主流里抽出来，并由中空轴上的孔进入转子内部。空气分布在透平轮盘之间，流向叶根部分和第一级动叶的有效叶片截面。冷却气体进入高温气流之前，将在轮毂表面形成一层冷却膜。53ppt课件概述概述 燃机的轴由安装在轴承箱内的径向轴承支撑，燃气轮机轴的固定点由一个推力轴承产生。在这种情况下，叫径向-推力联合轴承，安装在压气机的端。 气缸在前轴承座上，安装在支撑上的出口部分。
37、两个前支撑是在所有边都可调整的固定点。在后面，依靠带附加中心导杆的弹性杆的支撑，因此气缸能在轴向和径向自由地膨胀。54ppt课件压气机的结构及工作原理压气机的结构及工作原理一、压气机的结构：一、压气机的结构：V94.2型燃气轮机中压气机的特点：1.压气机由压气机由16级组成，压比约为级组成，压比约为11。2.进气导流叶片的角度可变化。进气导流叶片的角度可变化。3.有足够量空气的三根放风有足够量空气的三根放风（气）（气）管路可以保证压气机在低速下的稳管路可以保证压气机在低速下的稳定运行定运行。在压气机第在压气机第5级有两根放风管路，在第级有两根放风管路，在第10有一根放风管路。有一根放风管路。在
38、结构上是通过静叶持环间形成环形间隙来实现的，环形间隙将压缩在结构上是通过静叶持环间形成环形间隙来实现的，环形间隙将压缩空气引入静叶持环和中间缸之间的两个环形腔室。放风管路与中间缸空气引入静叶持环和中间缸之间的两个环形腔室。放风管路与中间缸用法兰连接，并配有气动挡板门，把排气引入排扩散段。在压气机的用法兰连接，并配有气动挡板门，把排气引入排扩散段。在压气机的某些级抽取空气来冷却透平部分。某些级抽取空气来冷却透平部分。4.进口导叶、前进口导叶、前3级静叶片和前级静叶片和前6级动叶片都涂有级动叶片都涂有SERMETAL以防止以防止叶片积垢。叶片积垢。5.为为减小减小叶片积垢而造成的功率损失，必须对压
39、气机进行清洗。叶片积垢而造成的功率损失，必须对压气机进行清洗。55ppt课件压气机的结构及工作原理压气机的结构及工作原理压气机工作条件：压气机工作条件：出口空气温度一般为300550以下 压缩比为1030（11） 发电用燃气轮机机组转速为3000转/分工作中主要承受各种机械力（气体压力、离心力和振动力等）压气机本体组成压气机本体组成由静子（进气室、进气机匣、气缸、静叶和气封等）和转子（轮盘、轴和动叶）组成56ppt课件压气机的结构及工作原理压气机的结构及工作原理1、静子（气缸）进气室与气缸分开结构钢板焊接而成；进气机匣由两个喇叭形的内外环的收敛器与内部的前轴承座组成气缸呈圆筒形通常铸造而成，一
40、般分压气机前缸、中缸和后缸三部分垂直法兰联接。气缸内加工有安装静叶的根槽或装持环的槽道以及中间级放气通道和放气口。压气机出口有环状扩压器。57ppt课件压气机的结构及工作原理压气机的结构及工作原理2、静叶（扩压管）（1）直接装配的静叶（2）静叶环（3）可调静叶（可转导叶）联动环与摇臂联动机构3、气封（1）弹簧齿式气封（2）蜂窝气封（3）刷子气封58ppt课件压气机的结构及工作原理压气机的结构及工作原理（PG9351FA型压气机图）型压气机图）59ppt课件压气机的结构及工作原理压气机的结构及工作原理（可转导叶示意图）（可转导叶示意图）60ppt课件压气机的结构及工作原理压气机的结构及工作原理（
41、可转导叶的操控）（可转导叶的操控）61ppt课件压气机的结构及工作原理压气机的结构及工作原理（可转导叶的作用）（可转导叶的作用）v防止燃气轮机在启动过程中发生喘振：防止燃气轮机在启动过程中发生喘振：低转速时通过低转速时通过关小可转导叶角度来减小一级动叶进气攻角，防止气关小可转导叶角度来减小一级动叶进气攻角，防止气流在第一级叶片的叶背产生脱离。流在第一级叶片的叶背产生脱离。v减少空气的流量减少空气的流量，使得预混燃烧可以在较低的负荷下尽早投入：由于预混燃烧在过量空气系数比较高的情况下部容易稳定，因此，减少空气量使燃料量在较少的情况下也可以进行预混燃烧。v温度匹配温度匹配：在汽机缸温比较低的情况下
42、启动时，通过打开IGV，增加空气流量，来降低燃机的排烟温度，从而限制主蒸汽的温度，防止汽机的应力过大。v联合循环部分负荷时提高燃机的排烟温度联合循环部分负荷时提高燃机的排烟温度：机组在部分负荷时燃机的排烟温度会降低，这样主蒸汽温度也将降低，汽机的效率下降，通过关小IGV减少空气流量，使燃机的排烟温度提高，从而通过汽机的效率。 62ppt课件压气机的结构及工作原理压气机的结构及工作原理（ PG9351FA型压气机转子组成图）型压气机转子组成图）63ppt课件压气机的结构及工作原理压气机的结构及工作原理4、转子转子（1）转子的结构型式鼓筒式转子鼓筒式转子，由鼓筒和半轴组成（刚性转子）；盘式转子盘式
43、转子，各级轮盘红套在轴上。盘鼓式转子盘鼓式转子（2）盘鼓式转子的结构型式）盘鼓式转子的结构型式径向销钉转子向销钉转子焊接转子焊接转子中心拉杆转子：端面齿与中心拉杆配合使用，其缺点是端中心拉杆转子：端面齿与中心拉杆配合使用，其缺点是端面齿加工精度要求高，加工较难。面齿加工精度要求高，加工较难。外围拉杆转子外围拉杆转子64ppt课件压气机的结构及工作原理压气机的结构及工作原理五、动叶广泛使用轴向装配的燕尾型叶根65ppt课件压气机的结构及工作原理（压气机抽气）压气机的结构及工作原理（压气机抽气）66ppt课件压气机的结构及工作原理（压气机转子和叶片）压气机的结构及工作原理（压气机转子和叶片）67p
44、pt课件压气机的结构及工作原理（压气机喘振的发生）压气机的结构及工作原理（压气机喘振的发生）发生喘振的机理 失 速 旋转失速 喘 振 back68ppt课件压气机的结构及工作原理（喘振现象）压气机的结构及工作原理（喘振现象）喘振现象：在压气机特性线的左侧，有条喘振边界线，如流经压气机的空气流量减小到一定程度而使运行工况进入喘振边界线左侧，则整台压气机就不能正常工作。此时，空气流量会出现波动，忽大忽小，压力出现脉动，时高时低，严重时甚至会出现气流倒流的现象，同时会伴随低频怒吼声响，可能会使机组强烈振动，这种现象称为喘振现象。69ppt课件压气机的结构及工作原理（喘振现象）压气机的结构及工作原理（
45、喘振现象）喘振现象形成的原因： 当转速一定时，随着流量的降低，动叶进口气流相对速度方向角变小，形成正冲（攻）角，气流会在动叶背部引起气流分离，它围绕叶轮轴线以低与叶轮的速度连续旋转，这种现象为旋转失速。如失速频率接近叶片的自振频率，因而产生喘振现象。预防喘振的措施1.设计压气机时，应该合理选择各级间的流量系数分配关系，增大压气机稳定工作范围。2.采用可转进口导叶和静叶。3.在压气机某级后或若干级后安装防喘放气阀。70ppt课件压气机的结构及工作原理（思考题）压气机的结构及工作原理（思考题）1. V94.2型燃气轮机结构特点型燃气轮机结构特点:2.压气机的型式有哪些？燃气轮机常采用哪种型式？原因
46、压气机的型式有哪些？燃气轮机常采用哪种型式？原因3.压气机转子结构型式有哪些？压气机转子结构型式有哪些？ V94.2型燃气轮机采用型燃气轮机采用哪种型式？哪种型式？4.什么是轴流式压气机的级？简述其工作原理。什么是轴流式压气机的级？简述其工作原理。5.什么是喘振现象？喘振现象形成的原因是什么？如何预什么是喘振现象？喘振现象形成的原因是什么？如何预防？防？71ppt课件燃烧室的结构及工作原理燃烧室的结构及工作原理燃烧室的主要功能：通过燃料燃烧室的主要功能：通过燃料(气体燃料、燃料油，或者二者同时气体燃料、燃料油，或者二者同时)在在燃烧室内燃烧，将燃烧后生成的烟气调整至透平进口温度燃烧室内燃烧，将
47、燃烧后生成的烟气调整至透平进口温度。即将燃料。即将燃料的化学能转换为热能，形成高温燃气进入透平做功。的化学能转换为热能，形成高温燃气进入透平做功。一、燃烧室的结构燃烧室的结构型式燃烧室的结构型式（1）圆筒形燃烧室（）圆筒形燃烧室（V94.2型双立式圆筒形燃烧室、型双立式圆筒形燃烧室、 V94.3型双卧型双卧式圆筒形燃烧室）式圆筒形燃烧室）优点：结构简单，机组的全部空气在一个或两个燃烧室中完成燃烧加优点：结构简单，机组的全部空气在一个或两个燃烧室中完成燃烧加热过程，装拆容易，地面燃机燃烧室可以做的大些，燃烧过程比较热过程，装拆容易，地面燃机燃烧室可以做的大些，燃烧过程比较容易组织，燃烧效率高，流
48、阻损失小，燃料适应性强。容易组织，燃烧效率高，流阻损失小，燃料适应性强。（2）分管形燃烧室（）分管形燃烧室（GE公司公司9E、9F系列采用逆流式分管形燃烧室系列采用逆流式分管形燃烧室）（3）环形燃烧室（西门子公司的）环形燃烧室（西门子公司的3A系列）系列）（4）环管形燃烧室）环管形燃烧室72ppt课件燃烧室的结构及工作原理燃烧室的结构及工作原理V94.2型双立式圆筒形燃烧室结构特点型双立式圆筒形燃烧室结构特点（1）燃烧器可以是气体、液体或者双燃料运行的装置。）燃烧器可以是气体、液体或者双燃料运行的装置。(对燃料的适应性好对燃料的适应性好)（2）燃烧室带有耐火的衬套。（）燃烧室带有耐火的衬套。（
49、带陶瓷遮热瓦块的火焰筒带陶瓷遮热瓦块的火焰筒）（3）两个燃烧室垂直地安装在透平的两侧，并连接到透平气缸侧面法兰上。）两个燃烧室垂直地安装在透平的两侧，并连接到透平气缸侧面法兰上。（4）压气机到燃烧室，以及燃烧室到透平的同中心的燃气和空气流道处于相）压气机到燃烧室，以及燃烧室到透平的同中心的燃气和空气流道处于相对低的流速，相应产生的压降小。对低的流速，相应产生的压降小。（5）热通道中承受内压力的外部零件与内部受热缸体零件都被从压气机排出热通道中承受内压力的外部零件与内部受热缸体零件都被从压气机排出的空气包围，经热交换冷却。的空气包围，经热交换冷却。（6）气体流量的对称流动和双重偏转也确保了均匀的
50、燃气温度分布，只是在气体流量的对称流动和双重偏转也确保了均匀的燃气温度分布，只是在透平叶片的上游有轻微的压力差异。透平叶片的上游有轻微的压力差异。（7）每一个燃烧室提供八个单独的燃烧系统结构，灵活性好，并且为方便的）每一个燃烧室提供八个单独的燃烧系统结构，灵活性好，并且为方便的检查、容易安装和拆卸所有的部件。检查、容易安装和拆卸所有的部件。（8）混合燃烧器的扩散以及预混技术的应用，得到了非常低的氮氧化合物和）混合燃烧器的扩散以及预混技术的应用，得到了非常低的氮氧化合物和碳水化合物的排放。碳水化合物的排放。（9）外置燃烧室布置可以消除对透平叶片的火焰辐射外置燃烧室布置可以消除对透平叶片的火焰辐射
