燃气轮机工作原理课件 PPT
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燃气轮机工作原理
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
SGT5-4000F型燃气轮机辅助系统
燃气轮机-蒸汽轮机联合循环
燃气轮机工作原理
燃气轮机定义
燃气轮机装置是一种以空气及燃料气为工质的、旋转式热力 发动机。
核心组成：
压气机（Compressor)
燃烧室 (Chamber) 透平机（Turbine）
机械能转换成压力 能
热能转换成机械能
燃气轮机应用
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
旧编号
新编号
V94.3A
环形燃烧室 发展阶段：3=第3代 压气机大小 转速 9 = 50 Hz 8 = 60 Hz 6 = 50 Hz 或 60 Hz 德文：燃气轮机开头字母
绝热压缩
2
等熵压缩 等压放热
4
1
等压放热
4
1
理想循环的工作过程是： 空气在压气机等熵压缩后进入燃烧室(1—2) 空气在燃烧室中定压加热 (2—3) 空气在透平中等熵膨胀作功(3—4) 空气在余热锅炉中定压放热(4—1)
燃气轮机工作原理
燃气轮机简单循环过程
燃烧过程（燃烧室） 压缩过程（压气机） 化学能转换成热能 膨胀过程（涡 轮）
2.燃机本体MBA/MBD
31
2. 放风系统MBA4
32
2.放风系统MBA4
放风系统功能：
轴流压气机是在额定转速下进行设计的，当转速低于额定转 速一定范围时，超负荷的压气机不能产生足够的压比，此时会 进入气动上所说的喘振状态，并使压气机运行不稳定。 为了避免此现象，通过在压气机特定位置将一部分空气抽出， 减轻压气机负荷以改善运行工况。
燃气轮机工作原理
工作原理
首先，压气机从外部吸入空气进行压缩，经压气机压缩后的高压空气进入燃烧室， 与喷入燃烧室的燃料混合后进行燃烧，并生成高温高压的燃气，此燃气进入涡轮推动动叶 叶片高速旋转膨胀作功，最后乏气排入大气中或再加利用。
燃气轮机工作原理
燃气轮机简单热力循环
2
等压燃烧
3
绝热膨胀
3
等压加热 等熵膨胀
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
燃烧室&燃烧器
燃烧室内 腔，空气 与燃料在 这里燃烧、 掺混
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
燃烧室&燃烧器
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
透平
5、9、13级抽气
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
透平—叶片
动叶片 静叶片 燃气透平均为4级 1～2级动叶片为单晶叶片， 外面加两层涂层 第3级动叶片为定向结晶 叶片，加一层涂层 第4级由于温度相对比较
2.放风系统MBA4
2.放风系统பைடு நூலகம்BA4
2.放风系统MBA4
放风系统保护：
1. 放风阀在启动时未处于开启状态，启动自动取消。 2. 当燃机转速在喘振区时，若放风阀关闭，则燃机跳机。 3.当燃机达到额定转速一定时间，放风阀仍打开，且无法关闭 时，燃机停机。
1. 燃机本体MBA/MBD
2.燃机本体MBA/MBD
1.燃机本体MBA/MBD
1.燃机本体MBA/MBD
压差过低 表示即将发生喘振
高流速 低流速 压力能转化为动能
1.燃机本体MBA/MBD
2.燃机本体MBA/MBD
2.燃机本体MBA/MBD
2.燃机本体MBA/MBD
2.燃机本体MBA/MBD
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
设计特点
（1）发电机联接方式 －冷端驱动 （2）气缸 －水平中分 （3）转子 －两个轴承 －中空轴 －叶轮之间通过Hirth齿啮合 －叶轮用中心拉杆轴向固紧 （4）压气机 －15级 －优化流动设计 －进口导叶可转 （5）燃烧室 －环形燃烧室 －24个组合式燃烧器 －陶瓷与金属遮热瓦块 （6）燃烧器 －低NOx技术 －可烧多种燃料 （7）透平 －4级 －先进的冷却技术 －叶片隔热涂层 －叶片气膜冷却 （8）排气 －轴向排气
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
燃机转子
压气机叶轮 中空轴
透平叶轮
中心拉杆
Hirth齿啮配
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
Hirth齿轮盘结构
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
压气机叶轮和端面齿
径向的Hirth齿使叶轮能单独
热膨胀并且保持同心 可有效的传递扭矩 现场转子可以拆卸，而且不 需再做动平衡 端面齿加工精度高，制造难度大
透平动叶片内部冷却通道
低，所以采用为一般材料的
锻件 各级叶片均有空气冷却孔
SGT5-4000F型燃气轮机辅助系统
SGT5-4000F型燃气轮机辅助系统
1.燃机本体MBA/MBD 2.放风系统MBA4 3.气动模块MBX20 4.冷却空气系统MBH 5.燃烧室MBM 6.润滑油和盘车系统MBV/MBK 7.HCO模块MBA5 8.燃气模块MBP 9.液压油模块MBX 10.进气系统MBL 11.排气系统MBR 12.燃机疏水MBA20 13.压气机水洗MBA18 14.燃机罩壳通风SAM30 15.罩壳消防系统CYE/SGJ/CYQ 16.燃机跳机准则清单 17.SGC，SFC清吹MBJ 18.SGC，燃气轮机MYB
SGT5-4000F(X)
燃气轮机等级 F ＝ F级燃气轮机
E ＝ E级燃气轮机
压气机序列 转速 5 ＝50 Hz 6 ＝60 Hz
西门子燃气轮机英文缩写
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
西门子燃气轮机产品目录
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
SIEMENS 主要燃气轮机产品
燃气轮机型号 电网频率，Hz 燃烧温度，℃ 压比 排气流量，kg/s 排气温度，℃ 燃气轮机功率，MW 燃气轮机效率，% 联合循环效率，% V64.3A 50/60 1190 16.2 192 571 69 36.5 54.0 V84.2 60 1060 11.0 360 544 109 34.0 51.9 V84.3A 60 1230 16.9 457 582 185 38.8 57.7 V94.2 50 1060 11.1 519 540 159 34.5 52.3 V94.3A 50 1230 16.9 659 582 268 39.0 57.7 SGT5-4000F(X) 50 1250 19.0 716.5 575.8 292.7 39 58.16
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
SGT5-4000F型燃气轮机辅助系统
燃气轮机-蒸汽轮机联合循环
燃气轮机工作原理
燃气轮机定义
燃气轮机装置是一种以空气及燃料气为工质的、旋转式热力 发动机。
核心组成：
压气机（Compressor)
燃烧室 (Chamber) 透平机（Turbine）
机械能转换成压力 能
热能转换成机械能
燃气轮机应用
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
旧编号
新编号
V94.3A
环形燃烧室 发展阶段：3=第3代 压气机大小 转速 9 = 50 Hz 8 = 60 Hz 6 = 50 Hz 或 60 Hz 德文：燃气轮机开头字母
绝热压缩
2
等熵压缩 等压放热
4
1
等压放热
4
1
理想循环的工作过程是： 空气在压气机等熵压缩后进入燃烧室(1—2) 空气在燃烧室中定压加热 (2—3) 空气在透平中等熵膨胀作功(3—4) 空气在余热锅炉中定压放热(4—1)
燃气轮机工作原理
燃气轮机简单循环过程
燃烧过程（燃烧室） 压缩过程（压气机） 化学能转换成热能 膨胀过程（涡 轮）
2.燃机本体MBA/MBD
31
2. 放风系统MBA4
32
2.放风系统MBA4
放风系统功能：
轴流压气机是在额定转速下进行设计的，当转速低于额定转 速一定范围时，超负荷的压气机不能产生足够的压比，此时会 进入气动上所说的喘振状态，并使压气机运行不稳定。 为了避免此现象，通过在压气机特定位置将一部分空气抽出， 减轻压气机负荷以改善运行工况。
燃气轮机工作原理
工作原理
首先，压气机从外部吸入空气进行压缩，经压气机压缩后的高压空气进入燃烧室， 与喷入燃烧室的燃料混合后进行燃烧，并生成高温高压的燃气，此燃气进入涡轮推动动叶 叶片高速旋转膨胀作功，最后乏气排入大气中或再加利用。
燃气轮机工作原理
燃气轮机简单热力循环
2
等压燃烧
3
绝热膨胀
3
等压加热 等熵膨胀
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
燃烧室&燃烧器
燃烧室内 腔，空气 与燃料在 这里燃烧、 掺混
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
燃烧室&燃烧器
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
透平
5、9、13级抽气
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
透平—叶片
动叶片 静叶片 燃气透平均为4级 1～2级动叶片为单晶叶片， 外面加两层涂层 第3级动叶片为定向结晶 叶片，加一层涂层 第4级由于温度相对比较
2.放风系统MBA4
2.放风系统பைடு நூலகம்BA4
2.放风系统MBA4
放风系统保护：
1. 放风阀在启动时未处于开启状态，启动自动取消。 2. 当燃机转速在喘振区时，若放风阀关闭，则燃机跳机。 3.当燃机达到额定转速一定时间，放风阀仍打开，且无法关闭 时，燃机停机。
1. 燃机本体MBA/MBD
2.燃机本体MBA/MBD
1.燃机本体MBA/MBD
1.燃机本体MBA/MBD
压差过低 表示即将发生喘振
高流速 低流速 压力能转化为动能
1.燃机本体MBA/MBD
2.燃机本体MBA/MBD
2.燃机本体MBA/MBD
2.燃机本体MBA/MBD
2.燃机本体MBA/MBD
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
设计特点
（1）发电机联接方式 －冷端驱动 （2）气缸 －水平中分 （3）转子 －两个轴承 －中空轴 －叶轮之间通过Hirth齿啮合 －叶轮用中心拉杆轴向固紧 （4）压气机 －15级 －优化流动设计 －进口导叶可转 （5）燃烧室 －环形燃烧室 －24个组合式燃烧器 －陶瓷与金属遮热瓦块 （6）燃烧器 －低NOx技术 －可烧多种燃料 （7）透平 －4级 －先进的冷却技术 －叶片隔热涂层 －叶片气膜冷却 （8）排气 －轴向排气
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
燃机转子
压气机叶轮 中空轴
透平叶轮
中心拉杆
Hirth齿啮配
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
Hirth齿轮盘结构
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
压气机叶轮和端面齿
径向的Hirth齿使叶轮能单独
热膨胀并且保持同心 可有效的传递扭矩 现场转子可以拆卸，而且不 需再做动平衡 端面齿加工精度高，制造难度大
透平动叶片内部冷却通道
低，所以采用为一般材料的
锻件 各级叶片均有空气冷却孔
SGT5-4000F型燃气轮机辅助系统
SGT5-4000F型燃气轮机辅助系统
1.燃机本体MBA/MBD 2.放风系统MBA4 3.气动模块MBX20 4.冷却空气系统MBH 5.燃烧室MBM 6.润滑油和盘车系统MBV/MBK 7.HCO模块MBA5 8.燃气模块MBP 9.液压油模块MBX 10.进气系统MBL 11.排气系统MBR 12.燃机疏水MBA20 13.压气机水洗MBA18 14.燃机罩壳通风SAM30 15.罩壳消防系统CYE/SGJ/CYQ 16.燃机跳机准则清单 17.SGC，SFC清吹MBJ 18.SGC，燃气轮机MYB
SGT5-4000F(X)
燃气轮机等级 F ＝ F级燃气轮机
E ＝ E级燃气轮机
压气机序列 转速 5 ＝50 Hz 6 ＝60 Hz
西门子燃气轮机英文缩写
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
西门子燃气轮机产品目录
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
SIEMENS 主要燃气轮机产品
燃气轮机型号 电网频率，Hz 燃烧温度，℃ 压比 排气流量，kg/s 排气温度，℃ 燃气轮机功率，MW 燃气轮机效率，% 联合循环效率，% V64.3A 50/60 1190 16.2 192 571 69 36.5 54.0 V84.2 60 1060 11.0 360 544 109 34.0 51.9 V84.3A 60 1230 16.9 457 582 185 38.8 57.7 V94.2 50 1060 11.1 519 540 159 34.5 52.3 V94.3A 50 1230 16.9 659 582 268 39.0 57.7 SGT5-4000F(X) 50 1250 19.0 716.5 575.8 292.7 39 58.16