燃气轮机原理1.ppt
燃气轮机原理,第一讲 概 论,二、燃气轮机命名及其分类,三、燃气轮机的特点及应用,一、燃气轮机简介,燃气轮机在发电领域的应用,燃气轮机在航空领域的应用,涡桨：亚音速飞机，速度900km/h的中低速飞机，巡逻机，教练机，反潜机等。,涡轴：速度400km/h的直升机，汽车，发电机组等。,涡轴：速度400km/h的直升机，汽车，发电机组等。,欧洲NH-90直升机,涡喷：现代航空用发动机的主流机型。,涡喷：现代航空用发动机的主流机型。,涡扇：推力较大的一种涡喷燃气轮机，常用做大型客机动力。,发电机组用燃气轮机-涡轴发动机,燃气轮机是一种以空气和燃气为工作介质、将热能转变为机械能的高速回转式动力机械。与内燃机、蒸汽轮机一样，为热力发动力机。,思考题一：什么是燃气轮机？,一、燃气轮机简介,一般由压气机、燃烧室、涡轮（透平膨胀机）、控制系统及基本的辅助设备组成。压气机 Compressor：完成气体压缩过程；燃烧室 Burner：完成燃烧过程；涡轮（透平膨胀机）Turbine：完成高温高压燃气的膨胀作功过程。,思考题二：燃气轮机的组成？,思考题三：什么是燃气轮机装置？,燃气轮机及其负荷。负荷：燃气轮机输出的机械功率用来驱动的发电机、泵、鼓风机、螺旋桨或车轮等。,B,C,T,负荷,最简单的燃气轮机装置,思考题四：请简述燃气轮机的工作原理,压气机从外界中吸入空气（吸气），压缩到一定压力；送入燃烧室中，与喷入的燃料混合，进行燃烧；生成的高温高压的燃气进入透平涡轮中膨胀做功，推动涡轮带动压气机一起旋转；做功后的废气排入大气中或加以利用（排气）。燃料中的化学能热能机械功。燃气在涡轮中所做的机械功，大约2/3用来带动压气机；其余1/3机械功则通过机组的输出轴去带动各种负荷。,二、燃气轮机命名及其分类,用途燃气轮机系列号输出功率轴式循环方式压气机改型号用途：以大写字母表示，M机械驱动；GD发电设备；PG箱装式发电设备；系列号：3、5、6、7、9等相应表示MS3002、MS5000、MS6001、MS7001和MS9001等系列；输出功率：大致为几百、几千、或几万Hp（马力）；轴式：是指单轴还是双轴，用1或2表示；循环方式：R回热循环，如此项空缺则为简单循环；压气机改型号：代表压气机型号及相关技术。,1.燃气轮机的命名规则（GE）,思考题五：PG9171E型燃气轮机，这个铭牌中包含哪些信息？,PG9171E型燃气轮机即为箱装式发电机组MS9001系列E型，简单循环单轴机组，出力约为17万hp。,M5322R（B）即为机械驱动用MS5000系列B型，回热循环双轴机组，其出力约为32000hp。以符号LM标志的是航机改型燃气轮机，其系列号有LM2500、LM5000和LM6000等，机组的型号再在系列号后面加字母标出。如LM6000（PA）。,2.联合循环的命名规则（GE）,联合循环代号一燃气轮机数量一0（无意义）一燃气轮机系列号一压气机改型号,联合循环代号用S表示，S是STAG（Steam and Ga的缩写；燃气轮机的数量是指一套联合循环装置中燃气轮机的台数，用1，2，表示；,S309E 它表示配备3台MS9001系列E型燃气轮机和一台汽轮机的燃气一蒸汽联合循环机组。,2.联合循环的命名规则（Siemens）,GUD1S.94.3A,CUD德文Gas und Dampf的缩写，意为“燃气和蒸汽”。1指一套联合循环装置中燃气轮机的台数；S采用三压力式余热锅炉和一次中间再热式汽轮机（无“S”者表示采用双压力式余热锅炉和无再热的汽轮机）；94燃气轮机系列号；3A燃气轮机型号。,（一）按结构分类,1固定式燃气轮机 一般是指2000kW以上不能整体移动而固定的大、中功率燃气轮机装置。可以是重载荷型燃气轮机，也可以是航机改型燃气轮机。固定式航机改型燃气轮机应用广泛，市场不断扩大。2运输式燃气轮机 包括大中小型海陆空运输工具的燃气轮机发动机，以及箱装式、移动式和便携式燃气轮机。它们大都是航机改型或轻结构工业型燃气轮机。,2、燃气轮机分类,（二）按燃气轮机的用途分类,1发电 基本负荷、中间负荷和尖峰负荷，移动电站（列车电站、卡车电站或船舶电站）燃气轮机。2机械动力 供应泵、压气机、鼓风机、风机或其它机械轴功率的燃气轮机。3总能利用 一台燃气轮机可以同时提供或利用不同能量。如除发电和提供机械动力外，还能：（1）附带供热（2）供给压力气体（3）参与工业过程,4航空用 涡轮喷气式、涡轮螺桨式，涡轮风扇式、涡轮桨扇式、涡轮轴式、供气或供热式机上或机场辅机。5舰船用 舰艇巡航机、加力机、水翼艇、远洋船、油船。6机车用 客货机车、调度机车、高速动车。7坦克、汽车用 坦克、装甲车、无轨列车、大型客货车、载重车、越野车、专用车和小客车。,三种动力装置的比较,三、燃气轮机的特点及应用,思考题六：燃气轮机与其他动力装置相比有哪些优缺点？,1、燃气轮机特点,优点：（1）重量轻、体积小、投资省。燃气轮机的重量及容积一般只有汽轮机装置或内燃机的几分之一或几十分之一，因此耗材少、投资低、建设周期短。（2）启动快、自动化程度高、操作方便。从冷态启动到满载，只需几十秒或几十分钟，而汽轮机装置或大功率内燃机则需几分钟到几小时。同时，燃气轮机结构简单、辅助设备少，运行时操作方便，能实现遥控，自动化程度较高，现场可不需运行人员。,（3）水、电、润滑油消耗少，少用或不用水。可在缺水地区运行；辅助设备用电少，润滑油消耗少，通常只占燃料费的1%左右，而汽轮机或内燃机要占6%。（4）燃料适应性强、公害少可燃用较便宜的燃料，同一机组可燃不同的液体和气体燃料；排气较干净，除了NOx需要采取措施外，对空气污染较少；噪声可控。（5）维修快、运行可靠设备简单、磨损件少，系列化、标准化、通用化程度高。缺点：A.热效率较低。（因受高温材料的限制）B.使用的经济性和可靠性较差。（采用比较优质的合金材料；高温元件的使用寿命又较短）,
