燃气轮机简介
燃气轮机简介
西门子SIEMENS 燃气轮机 ❖ we
GE 燃气轮机
1、燃气轮机基本原理
❖ 地面燃气轮机旳评价参数：
效率：42.9% ，联合循环效率高达58%；（油耗率、热耗） 功率： 最大334MW； 涡轮前温度、压比； 寿命：50000~100000小时； 停机检验时间：4000~8000小时； 单位功率旳重量：重型旳一般不小于2～5kg/kW，轻型则
在1872瑞士人Stole取得了一种燃气轮机旳专利，他设计 旳燃气轮机涉及多级轴流式压气机、反动式涡轮、燃烧 室、回热器等部件。
1895年,美国人 Charles提出了完整旳燃气轮机旳设计专 利。
2、燃气轮机发展史
❖ 在1923年，法国人 Stolze制造了第一台“真正”
旳燃气轮机，而且进行了试验，但是成果却是失败 了。装置除了带动本身旋转外，几乎不能对外输出 功。 ❖ 同步，其他旳人也尝试制造燃气轮机，但是几乎都 失败了。 ❖ 失败旳主要原因有两个：
部件旳效率偏低（主要是压气机，当初旳压气机效率只有 60%左右）。
材料旳限制（没有耐热钢和冷却技术，涡轮前温度只有 740K左右，在后来旳学习中会发觉涡轮前温度循环效率旳 影响最大）。
2、燃气轮机发展史
❖ 到了20世纪30年代，因为空气动力学旳发展应用在 压气机设计领域，使得压气旳效率和压比均得到了 提升；同步冶金技术旳发展出现了耐热钢，能够承 受500~600摄氏度左右旳高温。为燃气轮机旳制造成 功提供了基本旳确保。
一、燃气轮机简介
1. 燃气轮机基本原理 2. 燃气轮机发展史 3. 燃气轮机旳特点 4. 燃气轮机旳应用 5. 发展前景
燃气轮机介绍
西门子 燃气轮机
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GE 燃气轮机
，
三菱燃气轮机
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2、燃气轮机结构组成
❖ 2.1轴流式压气机
❖ 压气机负责从周围大气中吸入空气，增压 后供给燃烧室，分轴流式压气机与离心式压 气机（应用较少），这里介绍轴流式压气机。
❖ 轴流式压气机的叶轮由叶片与叶盘组成， 工作原理如同电风扇的叶片，叶片旋转时拨 动空气，流动产生风；压气机的叶轮旋转把空 气推进气缸压缩。
❖ 理论上进入燃烧室的空气压力越高越好，实际上综合各 种因素，，压比较多为 12 至 20。燃气轮机的压气机由本身 的涡轮机带动，燃气轮机启动时，先使用外动力带动压气 机旋转，把空气压入燃烧室。燃气轮机点火后进入运转状 态，则转变至由涡轮带动压气机旋转压气。
西门子 燃气轮机
西门子 燃气轮机
西门子 燃气轮机
1、燃气轮机基本原理
❖ 电站燃气轮机循环主要性能指标：
压比：压气机出口的气体压力P2*与进口的气体压力P1* 之比值，反映工质被压缩的程度。 温比：循环最高温度t3*（燃气初温：第一级喷嘴后缘 平面处的燃气的平均滞止温度）与最低温度t1*之比值。 比功：是指相应于进入燃气轮机的每lkg空气，在燃气 轮机中完成一个循环后所能对外输出的功。 单机功，率：燃气轮发电机组的输出电功率PGTG，为主要的 性能指标。 热效率：当工质完成一循环时，把外界加给工质的热量 转化成为机械功或电功的百分数。
❖ 燃气轮机定义：燃气轮机是将燃料（石油、天然 气）的能量转化为某种形式的有用功，例如机械 功或者高速喷气式动力装置的推力。
❖ 最简单的燃气轮机包括三部分：压气机、燃烧室、 涡轮。
❖压气机——压缩空气（消耗功） ❖燃， 烧室——燃料与空气燃烧（化学能转化为热能） ❖涡 轮——燃气膨胀做功，一部分功用来带动压
燃气轮机
我国解放前没有燃气轮机工业，解放后全国各地试制过十几种型号的陆海空用途的燃气轮机。1956年我国制 造的第一批喷气式飞机试飞，1958年起又有不少工厂设计试制过各种燃气轮机。
1962年上海汽轮机厂试制船用燃气轮机，1964年与上海船厂合作制成550KW燃气轮机，1965年制成6000KW列 车电站燃气轮机，1971年制成3000KW卡车电站。在这期间还与703研究所合作制造了3295KW、4410KW、KW等几种 船用燃气轮机。
压气机从外界大气环境吸入空气，并经过轴流式压气机逐级压缩使之增压，同时空气温度也相应提高；压缩 空气被压送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧生成高温高压的气体；然后再进入到涡轮中膨胀做功，推动涡轮带动 压气机和外负荷转子一起高速旋转，实现了气体或液体燃料的化学能部分转化为机械功，并输出电功。从涡轮中 排出的废气排至大气自然放热。这样，燃气轮机就把燃料的化学能转化为热能，又把部分热能转变成机械能。通 常在燃气轮机中，压气机是由燃气涡轮膨胀做功来带动的，它是涡轮的负载。在简单循环中，涡轮发出的机械功 有1/2到2/3左右用来带动压气机，其余的1/3左右的机械功用来驱动发电机。在燃气轮机起动的时候，首先需要 外界动力，一般是起动机带动压气机，直到燃气涡轮发出的机械功大于压气机消耗的机械功时，外界起动机脱扣， 燃气轮机才能自身独立工作。
燃气轮机
内燃式动力机械
01 基本简介
03 工作原理 05 内部结构
目录
02 发展概述 04 优缺点 06 发电厂
07 密封
09 发电形式
目录
08 舰船用机 010 国内状态
燃气轮机（Gas Turbine）是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内 燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。
燃气轮机介绍
燃气轮机介绍燃气轮机是一种利用燃气燃烧产生的高温高压气体推动叶轮旋转，从而产生功的动力装置。
它是一种高效、灵活、可靠的发电机组形式，广泛应用于工业生产、能源供应和航空航天等领域。
燃气轮机的工作原理是将燃气与压缩空气混合并燃烧，产生高温高压气体，然后将气体喷入轮叶机构中，通过叶轮的高速旋转产生动能，进而驱动发电机或其他机械设备工作。
相较于传统的蒸汽动力装置，燃气轮机具有启动快、负荷调节范围广、设备体积小等优点。
燃气轮机主要由压气机、燃烧室和轮叶机构组成。
压气机负责将空气压缩至高压，提供燃烧所需的气体条件；燃烧室是燃烧过程的关键部分，将燃气和压缩空气混合并点燃，产生高温高压气体；轮叶机构包括高速轴、轴承和叶轮等部件，通过叶轮的旋转将高温高压气体的动能转化为机械能。
燃气轮机具有很高的热效率，一般可达35%~45%。
这是由于燃气轮机在燃烧室中的高温高压条件下，能够充分利用燃气的化学能，将其转化为动能。
与此同时，燃气轮机还能够通过余热回收技术，将燃烧产生的废热用于蒸汽循环或其他工艺中，进一步提高能源利用效率。
燃气轮机具有较强的负荷调节能力，能够快速响应负荷变化并保持稳定运行。
这是由于燃气轮机的启动时间较短，一般只需几分钟即可达到满负荷运行状态，而且其负荷调节范围广，可在10%~100%的额定负荷范围内稳定运行。
燃气轮机具有结构紧凑、体积小的特点，适应性强，可根据不同的应用场景进行灵活布局。
此外，燃气轮机还具有低污染排放、低噪音和可靠性高的优点。
这些特点使得燃气轮机在城市燃气发电、工业生产和航空航天领域得到广泛应用。
燃气轮机是一种高效、灵活、可靠的动力装置，通过燃气燃烧产生的高温高压气体推动叶轮旋转，从而产生功。
它具有热效率高、负荷调节范围广、结构紧凑等优点，广泛应用于各个领域。
随着科技的发展，燃气轮机的性能将进一步提高，为人们提供更加可靠、高效的能源供应。
燃气轮机手册
燃气轮机手册燃气轮机是一种热力机械，将燃料的化学能转化为机械能。
下面是一份简要的燃气轮机手册，介绍燃气轮机的基本原理、类型、应用和维护。
一、燃气轮机基本原理燃气轮机的工作原理是基于热力学循环，通常采用布雷顿循环。
在布雷顿循环中，气体在高温高压条件下膨胀，产生动力，然后通过冷却在低压低温条件下收缩，形成一个闭合的循环。
燃气轮机的四个主要部分是：燃烧室、喷嘴、涡轮和压缩机。
1. 燃烧室：燃烧室是将燃料和空气混合并燃烧的地方。
燃料可以是天然气、石油气、煤炭气等多种形式。
2. 喷嘴：喷嘴是将高温高压的气体排放到涡轮的地方。
喷嘴的设计对燃气轮机的性能至关重要。
3. 涡轮：涡轮是燃气轮机的核心部分，利用高温高压气体的能量驱动。
涡轮的叶片设计要承受高速气流的冲击，因此需要高温合金等先进材料。
4. 压缩机：压缩机是将空气压缩并送入燃烧室的地方。
压缩机的工作效率直接影响到燃气轮机的性能。
二、燃气轮机类型1. 轴流式燃气轮机：轴流式燃气轮机的气体流动方向与轴线平行，具有结构简单、体积小、重量轻、维护方便等优点。
2. 径流式燃气轮机：径流式燃气轮机的气体流动方向与轴线呈径向，具有效率高、抗振性能好等优点。
3. 反动式燃气轮机：反动式燃气轮机在涡轮后方设有反作用轮，可以提高输出功率和效率。
三、燃气轮机应用燃气轮机广泛应用于电力、石油、化工、航空、航天等领域。
在电力领域，燃气轮机主要用于应急发电、调峰发电和热电联产等。
在航空航天领域，燃气轮机是飞机和火箭的动力装置。
四、燃气轮机维护1. 定期检查：定期对燃气轮机进行检查，确保各部件工作正常，及时发现并排除故障。
2. 清洁保养：保持燃气轮机清洁，避免灰尘和污物进入机内，影响性能和寿命。
3. 燃料系统维护：定期检查燃料系统，确保燃料供应稳定，防止泄漏。
4. 冷却系统维护：保持冷却系统畅通，避免过热损坏。
5. 润滑系统维护：定期更换润滑油，保证各部件润滑良好。
燃气轮机是一种高效、环保的热力机械，具有广泛的应用前景。
燃气轮机效率与温比压比关系曲线
燃气轮机效率与温比压比关系曲线1. 燃气轮机简介燃气轮机是一种常见的热力发电装置，其通过燃烧燃料产生高温高压气体，然后将气体通过扩张机械转化为旋转动能，最终驱动发电机发电。
燃气轮机具有结构简单、启动快速、效率高等优点，在电力、航空、船舶等领域得到广泛应用。
2. 燃气轮机效率燃气轮机的效率是衡量其能量利用程度的重要指标。
通常情况下，燃气轮机的效率可以分为两部分：压缩功和扩张功之间的比值以及扩张功和输入焓之间的比值。
2.1 压缩功与扩张功之间的比值在燃气轮机中，压缩功是指将空气压缩至工作状态所需消耗的能量，而扩张功是指由于高温高压气体膨胀而产生的能量。
这两者之间的比值被称为压缩功与扩张功比，记作ηc。
2.2 扩张功与输入焓之间的比值扩张功是燃气轮机从高温高压气体中获得的能量，而输入焓是指单位时间内通过燃烧室进入轮机系统的能量。
这两者之间的比值被称为扩张功与输入焓比，记作ηt。
2.3 燃气轮机总效率燃气轮机的总效率是指压缩功和扩张功之间以及扩张功和输入焓之间两个比值的乘积，即ηtotal=ηc×ηt。
3. 温比和压比在讨论燃气轮机效率与温比压比关系之前，我们首先需要了解温比和压比这两个概念。
3.1 温比温比是指工作状态下的绝对温度与参考状态下的绝对温度之间的比值。
通常情况下，参考状态选择大气标准条件下的绝对温度（298K）。
工作状态下的绝对温度可以通过测量得到。
3.2 压比压比是指工作状态下的绝对压力与参考状态下的绝对压力之间的比值。
与温比类似，参考状态一般选择大气标准条件下的绝对压力（101.3kPa）。
4. 燃气轮机效率与温比压比关系曲线燃气轮机效率与温比压比之间存在一定的关系，可以通过绘制效率-温比压比曲线来展示。
4.1 曲线特点燃气轮机效率-温比压比曲线通常呈现以下特点： - 曲线起始于（1,1）点，即在参考状态下，燃气轮机的效率为100%。
- 随着温比的增加，燃气轮机的效率逐渐提高，并逐渐趋近于一个极限值。
燃气轮机特性
小型化燃气轮机具有体积小、重量轻、启动速度快等优点，适用于分布式能源、移动电源、 船舶等领域。
通过采用先进的制造技术和优化设计，小型化燃气轮机的性能和可靠性得到了显著提升，满 足了不同领域的需求。
05
燃气轮机未来展望
燃气轮机在新能源领域的应用
燃气轮机工作原理
燃气轮机的工作原理基于牛顿第三定律，即作用力和反作用力相等。当 转，进 而产生机械能。
压气机首先吸入空气并将其压缩，然后燃料在燃烧室中与压缩空气混合 并燃烧，产生高温高压气体驱动涡轮旋转。
最终，涡轮通过轴将机械能输出，可以用于驱动发电机或各种机械装置。
与柴油机、蒸汽轮机等其他类型的发动机相比，燃气轮机具有更短的启动时间，能 够快速达到额定功率。
快速启动的燃气轮机适用于需要频繁启停的应用场景，如调峰电站、备用电源等。
运行可靠
燃气轮机采用精密的控制系统和 高效的冷却系统，能够在高温、
高压等极端条件下稳定运行。
燃气轮机的零部件相对较少，结 构简单，降低了故障发生的概率。
持续发展。
清洁化
随着环境保护意识的日益增强，燃气轮 机的清洁化发展成为了必然趋势。
通过采用先进的排放控制技术和清洁燃 料，如氢气、生物质等，燃气轮机的排 放污染物得到了有效控制，符合日益严
格的环保标准。
清洁化的燃气轮机在减少环境污染、应 对气候变化等方面具有重要意义，有助
于推动全球绿色能源转型。
小型化
燃气轮机特性
目 录
• 燃气轮机简介 • 燃气轮机性能特点 • 燃气轮机与内燃机的比较 • 燃气轮机发展趋势 • 燃气轮机未来展望
01
燃气轮机简介
燃气轮机叶片冷却技术
例：M701F叶片冷却技静叶冷却结构图
图12 M701F第一级叶片冷却结构图
（4）层板冷却
（a） 层板结构示意图
（b） 多孔层板全气膜传热
图13 层板冷却结构及传热图
在高温部件冷却中，为了有效利用空气，在形成气膜之前，一定要增强内部 对流换热，可以通过内部对流冷却、冲击冷却、扰流柱、肋壁等强化换热方 式对叶片进行冷却。基于这种理论及全气膜冷却形成了多层壁气膜冷却结构。
（5）壁面通道冷却
图14 壁面通道冷却结构
壁面通道冷却是在气膜冷却 和通道内强化换热的基础上 增加了冲击冷却，也可以说 是在层板冷却的基础上去掉 了扰流柱 强化换热，在工艺
上比层板冷却简单，比较容 易实现。冲击孔和气膜孔的 位置对壁面通道内流动结构 影响显著，当有内部横流存 在时，壁面通道过长，会导 致通道内部压力分布的不均 匀从而使不同气膜孔的出流 量差别较大。甚至会发生燃 气倒灌入通道内部。
（6）热管冷却
热管冷却属于新型冷却技术。由于热管具有极高的热效 率，可以有效的减少冷气的用量，同时热管靠液体气化来 吸收热量，当热端部件的传热量增加，热管的冷却能力也 随之增强。但是目前叶片的热管冷却应用是全新的概念， 用什么冷却工质，如何带走传递的热量以及如何保证动叶 片高转速工况下热管的正常工作都需要进行理论和实验确 证。
（3）气膜冷却
图10 典型的气膜冷却叶片
图11 气膜冷却简图
气膜冷却是一种广泛采用的有效冷却技术，它通过在高温部件表面开设槽缝 或者小孔，将冷却介质以横向射流的形式注入到主流中。在主流的压力和摩 擦作用下，射流弯曲并覆盖于高温部件表面，形成温度较低的冷气膜，从而 对高温部件起到隔热和冷却作用。透平叶片采用气膜冷却后，可以提高透平 进口温度，增加热效率，提高推重比及降低油耗。
燃气轮机原理(精华版)
QD20燃机轮机机组第 1章概述1.1 燃气轮机简介燃气轮机（Gas Turbine）是以连续流动的气体为工质、把热能转换为机械功的旋转式动力机械，包括压气机、加热工质的设备（如燃烧室）、透平、控制系统和辅助设备等。
走马灯是燃气轮机的雏形我国在11 世纪就有走马灯的记载，它靠蜡烛在空气燃烧后产生的上升热气推动顶部风车及其转轴上的纸人马一起旋转。
15世纪末，意大利人列奥纳多〃达芬奇设计的烟气转动装臵，其原理与走马灯相同。
现代燃气轮机发动机主要由压气机、燃烧室和透平三大部件组成。
当它正常工作时，工质顺序经过吸气压缩、燃烧加热、膨胀做功以及排气放热等四个工作过程而完成一个由热变功的转化的热力循环。
图1-2为开式简单循环燃气轮机工作原理图。
压气机从外界大气环境吸入空气、并逐级压缩（空气的温度与压力也将逐级升高）；压缩空气被送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧产生高温高压的燃气；然后再进入透平膨胀做功；最后是工质放热过程，透平排气可直接排到大气、自然放热给外界环境，也可通过各种换热设备放热以回收利用部分余热。
在连续重复完成上述的循环过程的同时，发动机也就把燃料的化学能连续地部分转化为有用功。
燃气轮机动力装臵是指包括燃气轮机发动机及为产生有用的动力（例如：电能、机械能或热能）所必需的基本设备。
为了保证整个装臵的正常运行，除了主机三大部件外，还应根据不同情况配臵控制调节系统、启动系统、润滑油系统、燃料系统等。
燃气轮机区别于活塞式内燃机有两大特征：一是发动机部件运动方式，它为高速旋转、且工质气流朝一个方向流动（不必来回吞吐），使它摆脱了往复式动力机械功率受活塞体积与运动速度限制的制约，在同样大小的机器内每单位时间内通过的工质量要大得多，产生的功率也大得多，且结构简单、运动平稳、润滑油耗少；二是主要部件的功能，其工质经历的各热力过程是在不同的部件中进行的，故可方便地把它们加以不同组合处理，来满足各种用途的要求。
燃气轮机区别于汽轮机有三大特征：一是工质，它采用空气而不是水，可不用或少用水；另是多为内燃方式，使它免除庞大的传热与冷凝设备，因而设备简单，启动和加载时间短，电站金属消耗量、厂房占地面积与安装周期都成倍地减少；再是高温加热高温放热，使它有更大的提高系统效率的潜力，但也使它在简单循环时热效率较低，且高温部件需更多的镍、铬、钴等高级合金材料，影响了使用经济性与可靠性。
燃气轮机
(一)、压气机
轴流式压气机由两大基本部分组成：一部分是以转轴为 主体的可转动部分，称为压气机转子。在转子的轮盘上装有
一排排转子叶片（又称为工作叶片、动叶），是组成转子的
主要部件。另一部分是机匣和装在机匣里的一排排静止叶片 （又称为静叶、导流叶片）构成的静止不动部分，称为压气
机静子。
压气机的构成：压气机转子+压气机静子
SUCK
SQUEEZE
BANG
BLOW
Air Drawn into Gas Generator
LP compression Process
HPCompression Combustio n
Exhaust
RR公司的双转子燃气发生器
(二)、燃烧室
1、燃烧室的基本类型 分管燃烧室 联管燃烧室 环形燃烧室
压气机转子
压气机静子
多级轴流式压气机
(一)、压气机 2、压气机工作原理 压气机叶栅构成：转子叶片构成的动叶栅+静子叶片构 成的静叶栅。 压气机“级”的定义 一排动叶栅和紧随其后的一排静叶栅构成压气机的一个 “级”。级是多级轴流式压气机进行能量交换的基本单元。 由于单级增压有限，所以需要多级串连实现需要的增压比。 轴流式压气机通过高速旋转的叶片对流动中的气体做功，把 从涡轮传来的机械能转化为气流的动能和压力能，使气流绝 对速度增大，压力增压。动能在导流叶片通道里再转化成压 力能，使气流压力进一步增大。
一、燃气轮机的发展史
1941年，瑞士制造的第一辆燃气轮机机车 （1.64兆瓦）通过了交货试验。 1947年，英国制造的第一艘装备燃气轮机的 舰艇下水，它以1.86兆瓦的燃气轮机作加力动力。 1950年，英国制成第一辆燃气轮机汽车（75 千瓦）。此后，燃气轮机在更多的部门中获得应 用。
燃气轮机工作原理
燃气轮机工作原理一、燃气轮机的概述燃气轮机是一种利用高温高压气体推动涡轮旋转，从而驱动发电机或者直接驱动机械设备的热力机械。
它具有结构简单、启动快速、运行平稳、效率高等优点，在工业生产和能源领域得到广泛应用。
二、燃气轮机的组成1. 压缩机：将空气压缩至高压状态，进入燃烧室进行燃烧。
2. 燃烧室：将空气和燃料混合并点火，使其产生高温高压气体。
3. 涡轮：接受高温高压气体的推动，带动转子旋转。
4. 发电机或者其他设备：通过涡轮旋转带动发电机或者其他设备运转。
三、燃气轮机的工作原理1. 压缩过程在压缩过程中，空气从进口处进入压缩机，并被逐渐压缩至设计要求的高压状态。
这个过程中需要消耗大量的能量，因此需要使用大功率电动机或者其他动力源来带动压缩机运转。
2. 燃烧过程经过压缩的空气进入燃烧室，与燃料混合并点火。
在高温高压下，燃料和空气发生化学反应，产生大量的热能。
同时，产生的高温高压气体通过喷嘴喷出，推动涡轮旋转。
3. 膨胀过程在涡轮上的叶片受到高温高压气体的冲击力后，开始旋转。
旋转时，涡轮叶片将能量传递给轴承和发电机等设备，并将剩余的能量排放到排气管中。
4. 排放过程在膨胀过程中产生的废气通过排气管排放到大气中。
为了保护环境和减少能源浪费，现代燃气轮机通常会采用废气再循环技术，将一部分废气重新引入到燃烧室中进行再次利用。
四、燃气轮机的优点1. 结构简单：相比于蒸汽轮机等其他类型的发电设备，燃气轮机结构更为简单。
2. 启动快速：燃气轮机启动时间短，只需要几分钟的时间即可达到额定转速。
3. 运行平稳：由于结构简单，燃气轮机运行过程中没有明显的振动和噪音。
4. 效率高：燃气轮机的效率较高，可以达到50%以上。
五、燃气轮机的应用领域1. 电力工业：燃气轮机可以直接驱动发电机产生电能。
2. 航空航天工业：燃气轮机可以用于飞行器、导弹等设备的推进。
3. 石油化工工业：燃气轮机可以用于化工厂的能源供应和驱动设备。
4. 海洋工程：燃气轮机可以用于船舶和海洋平台等设备的推进和能源供应。
燃气轮机详细介绍
燃气轮机详细介绍2.启动方式与状态1)启动方式按启动时间的长短，燃气轮机启动方式主要分为两种，即正常启动(Normal start)和快速启动(Fast start)。
正常启动是按设定程序进行的一种启动，启动过程中需要暖机，严格控制机组的加速率和加载率，避免在机体内产生过大的热应力，保证机组启动过程中热应力在一个安全水平内。
因此，这种启动方式所需时间较长，重型机组大约需10~22min。
为适应简单循环燃气轮机发电装置调峰的需要，有些机组除正常启动外，还设置了快速启动，这也是按设定程序进行的一种启动，但提高了程序中的加速率和加载率，减少了暖机时间。
因此，启动时间缩短，过程中的热应力仍然在可以接受的水平内。
例如，GE公司的6B型机组，在用柴油机启动时，从静止到全速空载，正常启动的时间为12min(包括柴油机暖机时间2min)，快速启动的时间为7min10s，加载过程正常启动为4min，快速启动为2min，总的启动时间分别为16min和9min10s。
除上述两种启动方式外，还有一种时间更短的启动，称为紧急启动(Emergency start)。
这是一种强制性启动，即在很短时间内超越正常程序强行将机组从静止带至满负荷。
由于这种启动对机组的损害太大，除非万不得已，很少在实际使用。
每一次起停循环，对机组都会有潜在的危害，快速启动和紧急启动至少会缩短机组的检修周期。
有一种观点50认为，如果正常启动对检修周期的修正系数为1，则快速启动为2，而紧急启动为20。
即一次紧急启动对机组的影响相当于20次正常启动。
2)启动状态按机组启动前热部件的金属温度，燃气轮机的启动分为冷态启动、温态启动和热态启动。
这三种状态的启动目前并无严格的定义，大多数厂家按停机后时间的长短来区分，也有厂家除按停机时间的长短外，还结合热部件的温度或参数来区分。
但是对于各种启动所对应的停机时间长度各有不同，差异较大。
其实这也不难理解，因为各种机组型号不同，结构有异，机组的热惯性与散热条件也有差别，而严格区别机组的冷热状态应以机组的温度条件为准，而达到同样的温度条件所需的停机时间必然有所差异。
燃气轮机装备制造简介介绍
02
燃气轮机制造工艺
燃气轮机制造流程
材料准备
选择合适的材料，如 高温合金、钛合金等 ，进行材料准备。
粗加工
对材料进行粗加工， 如切割、打孔等，以 满足后续工艺的需求 。
热处理
对材料进行热处理， 以提高材料的力学性 能和耐腐蚀性。
精加工
对材料进行精加工， 如磨削、抛光等，以 获得精确的尺寸和形 状。
性能评估
通过实验和计算方法，评估燃气 轮机的热效率、功率密度、排放
等性能指标。
测试与验证
对燃气轮机进行严格的测试和验证 ，确保其性能和可靠性满足设计要 求。
故障诊断与预测
通过监测和分析燃气轮机的运行数 据，及时发现并预测潜在的故障， 提高设备的可用性和安全性。
04
燃气轮机产业现状与发展趋势
全球燃气轮机产业发展现状
通用电气（GE）
作为全球领先的燃气轮机制造商，通 用电气在燃气轮机设计、制造和运营 方面拥有丰富的经验。其产品广泛应 用于航空、能源和工业领域。
西门子
西门子是另一家全球知名的燃气轮机 制造商，其产品广泛应用于电力、交 通和工业领域。西门子燃气轮机具有 高效、可靠和环保的特点。
中国燃气轮机装备制造企业介绍
05
燃气轮机与其他能源形式的比 较
燃气轮机与化石能源的比较
1 2
燃料种类
燃气轮机可以使用多种化石燃料，如天然气、石 油等，而化石能源主要依赖煤炭、石油等有限资 源。
燃烧效率
燃气轮机采用先进的燃烧技术，具有较高的燃烧 效率，而化石能源的燃烧效率相对较低。
3
污染物排放
燃气轮机排放的污染物较少，对环境影响较小， 而化石能源燃烧会产生大量的二氧化碳和其他污 染物。
燃气轮机特性
Байду номын сангаас
燃气轮机在混合动力系统中的应用
联合循环发电
将燃气轮机和发电机与其他能源形式（如柴油机、蒸汽轮机等） 结合，形成联合循环发电系统，提高能源利用效率。
分布式能源系统
利用燃气轮机作为分布式能源系统的核心，为建筑物、工业园区等 提供电力、热力和冷力等多种能源服务。
储能与调峰
通过燃气轮机的快速启停和调峰能力，实现电网的储能和调峰需求， 提高电网的稳定性和可靠性。
THANKS
感谢观看
要求，促进了相关领域的技术进步。
燃气轮机在船舶领域的应用与展望
船舶动力系统
燃气轮机作为船舶动力系统的重要组成部分，具有较高的推进效 率和可靠性，广泛应用于各类船舶。
船舶节能减排
通过采用先进的燃气轮机技术和排放控制技术，降低船舶的能耗 和污染物排放，符合绿色船舶的发展趋势。
船舶混合动力系统
结合燃气轮机和电池、柴油机等多种能源形式，形成船舶混合动 力系统，提高能源利用效率和船舶的经济性。
燃气轮机与其他发动机的比较
与柴油发动机的比较
燃料类型
启动与运行
燃气轮机主要使用气体燃料，如天然 气或煤制气，而柴油发动机主要使用 柴油燃料。
燃气轮机启动迅速，运行平稳，适合 频繁启动和停止的应用场景。柴油发 动机的启动和运行相对较慢，但具有 较大的扭矩输出。
效率与排放
燃气轮机通常在高温和高速条件下运 行，具有较高的热效率，且排放较低。 而柴油发动机的效率相对较低，排放 也较高。
影响因素
热效率受到多种因素的影响，如燃机设计、制造工艺、运行工况等。现代燃气轮 机通常采用空气和燃料分级燃烧、回热循环等技术，以提高热效率。
功率与转速
燃气轮机发展前景分析
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燃气轮机发展历程
02
燃气轮机起源于20世纪初，最初用于航空发动机领域。随着技术的发展和市场需求的变化，燃气轮机逐渐应用于工业和电力领域。
燃气轮机的出现为能源转换和利用提供了新的途径，具有高效、清洁、灵活等优点，成为现代工业和电力行业的重要动力装备。
燃气轮机技术不断发展，经历了从简单到复杂、从低效到高效的过程。技术进步包括材料科学、热力学、控制技术等方面的突破，使得燃气轮机的性能不断提高。
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燃气轮机 概念
燃气轮机概念燃气轮机是一种先进的动力装置，广泛应用于电力、交通、工业等领域。
它是一种热力发动机，利用燃料燃烧产生的热能转化为机械能，从而驱动发电机或其他机械装置。
1.工作原理燃气轮机的工作原理基于牛顿第三定律，即作用力和反作用力大小相等、方向相反。
燃气轮机主要由压气机、燃烧室、涡轮和废气排放系统组成。
燃料在燃烧室中燃烧，产生高温高压气体，气体经过压气机压缩后进入涡轮，推动涡轮旋转，从而驱动发电机或其他机械装置。
废气排放系统将废气排出，完成一个工作循环。
2.燃气轮机系列燃气轮机按照功率、用途、工作介质等因素可分为多种系列，如航空燃气轮机、工业燃气轮机和电力燃气轮机等。
不同系列的燃气轮机用途和特点也不同。
例如，航空燃气轮机主要用于航空领域，要求体积小、重量轻、功率大；工业燃气轮机主要用于工业领域，要求可靠性高、维护成本低；电力燃气轮机主要用于电力领域，要求供电稳定、环保性能好。
3.压气机压气机是燃气轮机的重要组成部分，主要作用是压缩进入燃烧室的气体，提高气体压力和密度，为燃烧提供更好的条件。
压气机一般由转子、定子和叶片组成，转子负责旋转，定子负责固定，叶片则安装在转子上，通过形状和空气动力学设计，将气体吸入压气机内并提高其压力和密度。
4.燃烧室燃烧室是燃气轮机的核心部分，主要作用是燃料和空气混合、点燃燃料、产生高温高压气体。
燃烧室一般由进气道、喷嘴、燃烧盘和尾喷口组成。
进气道负责将空气吸入燃烧室内，喷嘴负责将燃料喷入燃烧室内，燃烧盘负责混合和点燃燃料，尾喷口则负责将燃烧产生的气体排出。
5.涡轮涡轮是燃气轮机的输出部分，主要作用是将高温高压气体的热能转化为机械能。
涡轮一般由叶片、转子和输出轴组成。
高温高压气体进入涡轮后，推动叶片旋转，从而驱动转子旋转，最终将机械能输出到输出轴上。
6.废气排放废气排放系统是燃气轮机的排泄部分，主要作用是将废气排出，完成一个工作循环。
废气排放系统一般由排气管道和消声器组成。
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我国工业燃气轮机的现状与前景一、世界工业燃气轮机的发展趋势1、世界工业燃气轮机的发展途径与现状自1939年瑞士BBC公司制成世界上第一台工业燃气轮机以来，经过60多年的发展，燃气轮机已在发电、管线动力、舰船动力、坦克和机车动力等领域获得了广泛应用。
由于结构上的分野，工业燃气轮机分为重型燃气轮机和轻型燃气轮机（包括航机改型燃气轮机）。
80年代以后，燃气轮机及其联合循环技术日臻成熟。
由于其热效率高、污染低、工程总投资低、建设周期短、占地和用水量少、启停灵活、自动化程度高等优点，逐步成为继汽轮机后的主要动力装置。
为此，美国、欧洲、日本等国政府制定了扶持燃气轮机产业的政策和发展计划，投入大量研究资金，使燃气轮机技术得到了更快的发展。
80年代末到90年代中期，重型燃气轮机普遍采用了航空发动机的先进技术，发展了一批大功率高效率的燃气轮机，既具有重型燃气轮机的单轴结构、寿命长等特点，又具有航机的高燃气初温、高压比、高效率的特点，透平进口温度达1300℃以上，简单循环发电效率达36%～38%,单机功率达200MW以上。
90年代后期，大型燃气轮机开始应用蒸汽冷却技术，使燃气初温和循环效率进一步提高，单机功率进一步增大。
透平进口温度达1400℃以上，简单循环发电效率达37%～39.5%，单机功率达300MW以上。
这些大功率高效率的燃气轮机，主要用来组成高效率的燃气-蒸汽联合循环发电机组，由一台燃气轮机组成的联合循环最大功率等级接近500MW，供电效率已达55%～58%，最高60%，远高于超临界汽轮发电机组的效率（约40%～45%）。
而且，其初始投资、占地面积和耗水量等都比同功率等级的汽轮机电厂少得多，已经成为烧天然气和石油制品的电厂的主要选择方案。
由于世界天然气供应充足，价格低廉，所以，最近几年世界上新增加的发电机组中，燃气轮机及其联合循环机组在美国和西欧已占大多数，亚洲平均也已达36%，世界市场上已出现了燃气轮机供不应求的局面。
目前，美、英、俄等国的水面舰艇已基本上实现了燃气轮机化，现代化的坦克应用燃气轮机为动力，输气输油管线增压和海上采油平台动力也普遍应用了轻型燃气轮机。
先进的轻型燃气轮机简单循环热效率达41.6%。
采用间冷—回热循环的燃气轮机在110%～30%工况下，热效率下降很少，可保持在41%。
现正在开发功率大于40MW，涡轮前温度为1427℃～1480℃，简单循环热效率达45℃～50℃的轻型燃气轮机。
微型燃气轮机作为分布式电源也取得显着进展。
近20余年来，洁净燃煤发电技术已取得重要进展，最有希望的两种解决途径为：整体煤气化联合循环（IGCC）和增压流化床联合循环（PFBC），燃气轮机均是其中的关键设备。
至今，全世界已投过了10余座各种功率等级的IGCC电厂，还有一批IGCC电厂正在筹建之中，IGCC电厂已开始进入商业化应用阶段。
PFBC电站已投运5座，成功地进行了示范运行，正逐步进入商业化运行阶段。
世界重型燃气轮机制造业经过60多年的研制、发展和竞争，目前已形成了高度垄断的局面，即以GE、西门子/西屋、原ABB等主导公司为核心，其它制造公司多数与主导公司结成伙伴关系，合作生产或购买制造技术生产。
日本的三菱公司值得关注，它最初应用西屋的技术生产燃气轮机，后来发展为与西屋联合开发新型燃气轮机。
1998年三菱与西屋分手，成为拥有独立制造技术的世界重型燃气轮机制造企业之一。
燃气轮机与内燃机相比，具有重量轻、体积小、单机功率大、运行平稳、寿命长、维修方便等优点，它早已在飞机发动机中取得了独占地位。
由于美、英、俄等国对航空技术高度重视，投入了大量研究开发资金，因此，航空的燃气轮机技术比工业燃气轮机发展更迅速。
目前，世界的轻型燃气轮机制造业也形成了GE、R.R（罗尔斯.罗伊斯）、P&W（普惠）三大主导企业。
近年来，俄罗斯、乌克兰等国借助前苏联强大的航空工业基础，也在加紧进行航机改型工作，推出了一批轻型燃气轮机。
2、工业燃气轮机技术发展的四代技术燃气轮机是一项多种技术集成的高技术，按技术特征，工业型燃气轮机可分为四代：过去的半个世纪，世界发展了头两代工业燃气轮机，其传统的提高性能途径是：不断地提高透平初温，相应地增大压气机压比和完善有关部件。
未来五十年，可能主要利用新材料和新技术的突破，再开发出两代新的燃气轮机。
（1）第一代始自四、五十年代1939年秋，瑞士研制出世界首台4MW燃气轮机发电机组。
1949年世界首套燃气蒸汽联合循环发电装置投入运行。
五十年代初，透平初温只有600～700℃，那时主要靠耐热材料性能的改善，平均每年上升约10℃。
六十年代后，还藉助于空气冷却技术，透平初温平均每年升20℃。
到了八十年代，已把初温升至850～1000℃。
第一代技术的特点是：单轴重型结构（航空移植除外），初期高温合金，简单空冷技术，亚音速压气机，机械液压式或模拟式电子调节系统。
性能参数特征：透平初温小于1000℃，压比在4-10，简单循环效率小于30%。
（2）第二代已达当今最高水平从七十年代开始，充分吸收先进航空技术和传统汽轮机技术，沿着传统的途径不断提高性能，现已开发出一批“F”、“FA”、“3A”型技术的新产品，它代表着当今工业燃气轮机的最高水平：透平初温达到1260-1300℃，压比10-30，简单循环效率36-40%，联合循环效率55-58%。
第二代技术特征：轻重结合结构，超级合金和保护涂层，先进的空冷技术，低污染燃烧，数字式微机控制系统，联合循环总能系统。
性能参数特征透平初温小于1430℃，简单循环效率小于40%，联合循环效率小于60%。
（3）第三代正在开制其主要特征是采用更有效的蒸汽冷却技术，高温部件的材料仍以超级合金为主，采用先进工艺（定向结晶，单晶叶片等）进一步改善合金性能，部分静部件可能采用陶瓷材料。
应用智能型微机控制系统也是一个方向。
GE公司的GE37是相当于第三代水平的喷气发动机，正在研制，它使用现有超级合金和少量可提供的陶瓷材料，透平初温在1400℃～1500℃，短时达到1600℃。
正在研制第三代工业燃气轮机的典型代表是许多公司的H型技术产品，它们采用蒸汽冷却，以保证达到1430℃以上的初温。
（4）第四代正在构思对第四代燃气轮机的构思是基于采用革命性的新材料，发动机处于或接近理论燃烧空气量条件下工作，透平初温将大于1600-1800℃，冷却系统可能被取消，现采用的熔点1200℃、密度为8g/cm3的超级合金将被淘汰，新的高级材料应是小密度（<5g/cm3）的、有更好的综合高温性能，也许陶瓷材料是一种选择。
美国工业燃气轮机在总体上处于世界领先地位，已开发出“FA”型产品，正在开发“G”型和“H”型（透平初温1430℃，单机功率280MW，单机联合循环功率480MW，系统效率将突破60%），正在实施多项大的发展计划，如先进动力透平系统（ATS）等，还和欧洲合作执行将高性能航空发动机改型为先进工业燃气轮机的先进燃气轮机合作计划（CAGT）。
欧洲在发电用大型燃气轮机方面不比美国逊色。
德国、瑞士和瑞典有自己研制的高性能燃气轮机。
日本、英国、意大利、法国等国都生产当今性能最好的“FA”型燃气轮机，但都沿用外国的技术。
英国和法国有航机陆用领域有很大进展。
日本在开发高温的陶瓷燃气轮机上进展迅速。
注：⑴美国IHPTETT和ATS计划：在国际市场上，美国燃气轮机在技术水平和产量方面均具有领先地位，是其在贸易方面保持大量顺差的主要产业之一。
为了保持在军务和商业竞争方面的领先地位，美国对下一代燃气轮机的发展，正在投入大量资金，实施多项大的发展计划。
如：·IHPTET计划：这项为期16年（1987～2003年）的计划是针对航空的要求提出的，要使航空发动机的推重比现有最高水平的基础翻一番，达到20。
该项计划的投资为45亿美元。
除此之外，近年来美国还有4～5个大中型航空发电动机研制项目。
这些，都为美国先进燃气轮机技术的发展提供了技术基础。
·ATS计划：即先进透平动力系统（Advanced Tubine Systems）计划。
由美国能源部主持，政府与工业界共同投资7亿美元历时8年（1992～2000年）的计划，主要目标是：透平初温1427℃，系统效率约60%，以煤为燃料，更好的RAM性能，低水耗，低污染（Nox<9ppm，CO<10ppm）。
⑵美国和欧洲合作的CAGT计划：即先进燃气轮机（Collaborative Advanced Gas Turbine）合作计划。
是一项由美国牵头，美、欧22个部门和公司参加的多国计划，主要是将波音777飞机配装的三种超级风扇发动机（GE90，PW4000和Trent）改为先进的燃气轮机。
当前首要项目是ICAD（中间冷却）方案，透平转子前温度为1700～1755K，简单循环效率为45～47%。
ICAD是实现更先进的循环-HAT的第一步。
HAT循环的热效率可达61～63%。
⑶欧共体EC-ATS计划：从80年代中期起，欧共体赞助研究新一代高效率（简单循环效率为40%，联合循环效率为＞60%）的先进燃气轮机（EC-ATS）计划。
其研究内容和美国ATS计划的第1和2阶段研究内容相仿。
这个计划由一个叶轮机械研究协会（Turbo AG）来协调和组织，成员包括ABB，BMW，Daimler Benz,Rolls-Royce,和Siemens。
⑷日本发展高效率燃气轮机：一九七八年，日本通产省工业技术院制订了主要内容为能源技术研究和开展“月光计划”，共有五个项目，第一个就是“先进燃气轮机”。
日本的燃气轮机是靠与美国进行技术协作发展起来的，即购买生产许可证仿制美国的产品，而“月光计划”研制的高温高效燃气轮机则完全依靠日本自己掌握的技术来赶超国际水平了，这是日本燃气轮机行业的一个新的起点。
另外，日本在开发高温的陶瓷燃气轮机上进展迅速。
二、我国燃气轮机工业现状1、我国重型燃气轮工业的现状我国重型燃气轮机制造业始于五十年代末。
六十年代至七十年代初，上海汽轮机厂股份有限公司（原上汽厂）、哈尔滨汽轮机厂有限责任公司（原哈汽厂）、东方汽轮机厂和南京汽轮电机（集团）有限责任公司（原南汽厂）都曾以厂所校联合的方式，自行设计和生产过燃气轮机，透平进气初温为700℃等级，与当时的世界水平差距不大。
典型机型有1MW、1.5MW、3MW、6MW发电机组，6MW船用机组，3500hp、4500hp机车用机组。
七十年代中期，为配合川沪输气管线的建设，由国家计委批准，以南汽为基础，投资1.4亿，并将各地燃机专业人员200余人调入南汽，建设了我国重型燃气轮机科研生产基地。
并由原第一机械工业部负责在南汽组织了由全国近百个单位参加的“2万3千千瓦燃机”大会战，透平进气初温990℃等级。