燃气轮机原理、结构及运行维护共71页文档
燃气轮机装置的工作原理
燃气轮机装置的工作原理燃气轮机装置是一种比较新型的动力装置。
最简单的燃气轮机装置包括三个主要部件：压气机、燃气轮机和燃烧室，下图是其流程示意图。
空气和燃料分别经压气机与泵增压后送入燃烧室，在其中燃料与空气混合并燃烧，释放出热能。
燃烧所产生的燃气吸热后温度升高，然后流入燃气轮机边膨胀边作功，作功后的气体排向大气并向大气放热。
重复上述升压、吸热、膨胀与放热过程，连续不断地将燃料的化学能转换成热能，进而转换成机械能。
第一章概述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(见图1—1)是燃气轮机的雏形，我国在11世纪就有走马灯的记载，它靠蜡烛在空气中燃烧后产生的亡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置，其原理与走马灯相同。
现代燃气轮机发动机主要山压气机、燃烧室和透平三大部件组成。
当它正常丁作时，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转化的热力循环。
图1—2所示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人空气，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人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；最后图l—1 走马灯是工质放热过程，透平排气可直接排到大气，自然放热给外界环境，也可通过各种换热没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。
一般，透平的膨胀功约2／3用于带动压气第1页机，1／3左右才是驱动外界负荷的有用功。
燃气轮机有重型与轻型两类结构型式，重型的零部件较厚重，设计寿命与大修寿命都长；轻型的结构紧凑而轻，所用的材料较好，但寿命较短。
《燃气轮机与联合循环》第三章 燃气轮机各部件的工作原理
气流被阻塞，压比和效率降低
2021/10燃/10气轮机与联合循环
能源与动力学院
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第三章 燃气轮机各部件的工作原理
3-1 压气机原理与特性
四、轴流式压气机的不稳定工况 3、喘振
✓ 1）原因
内因：压气机失速；外因：压气机下游有容积较大的管网部 件（燃烧室、透平等）。
✓ 2）现象
是一种气流震荡现象，流量忽增忽减，压比忽高忽低，剧烈 震动并伴有轰鸣声
能源与动力学院
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第三章 燃气轮机各部件的工作原理
3-3 透平原理与特性
一、透平的类型、结构及特点 4、透平的结构
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第三章 燃气轮机各部件的工作原理
3-3 透平原理与特性
一、透平的类型、结构及特点 4、透平的结构
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第三章 燃气轮机各部件的工作原理
3-3 透平原理与特性
一、透平的类型、结构及特点 4、透平的结构
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第三章 燃气轮机各部件的工作原理
3-3 透平原理与特性
一、透平的类型、结构及特点 4、透平的结构
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第三章 燃气轮机各部件的工作原理
3-3 透平原理与特性
一、透平的类型、结构及特点 4、透平的结构
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第三章 燃气轮机各部件的工作原理
3-3 透平原理与特性
一、透平的类型、结构及特点 4、透平的结构
燃气轮机组的运行与维护
进排气系统
计时/程序器：
压力开关触点闭合之前，计时/程序器总是从一个位置 跳到下一个位置。程序控制板断电，
将返回到第一个位置。脉冲时间间隔可调整。
气动部分 压缩空气通过内径1英寸管路网供至各滤网模块。压缩空气母管压力可在5s内恢复，每一 层过滤器都装有关断阀。空气阀处压缩空气温度不能超过200°F，以防止阀门薄膜损坏。 系统其他问题： 由于失去电源，滤网不能得到自清洗，滤网承受较大的气流阻力，进气室真空达到6in水 柱时，将发出报警信号。真空达到10in水柱，将对机组进行遮断。 进口滤网系统设置两条保护措施： 进气室内真空达到8in水柱，内向爆破门被打开，大量未经过滤空气可进入机组。 二是进气室真空达到10in水柱时遮断停机保护。
排气系统
燃机排气在联合循环机组中直接排入大气或进入余热锅炉； 主要包括排气室、膨胀接头、过渡管道、低频消声器、弯头管道和烟囱，排气室 后壁装排气温度热电偶，将排气温度信号送入机组控制系统。 排气室：接收排气扩压器来的燃气，为侧面和顶部都敞开的箱体，焊在机组底座 的伸长部分上。通过折叠板式膨胀街头和排气框架组件连接起来。侧面和顶部有 罩壳加大排气室容积。
《电厂燃气轮机概论》
第11章 燃气轮机组的运行与维护
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第11章 燃气轮机组的运行与维护
一. 二.
三.
四. 五. 六. 七. 八.
进排气系统 可转导叶系统 冷却水系统 启动机系统 燃料系统 润滑油系统 水冲洗系统 蒸汽喷射系统
2
一、进排气系统
燃机运行性能和可靠性，与进入机组的空气质量和清洁程度有密切关系。为 保证进气质量，必须配备良好的进气系统，对空气进行过滤，去除杂质。 要求进气系统能在各种湿度、温度和污染的环境下运行，改善机组进气质量。 高温燃气排放须符合环境保护要求，控制污染物排放和机组噪声水平。 采用蒸汽喷射降低Nox排放；通过在进气道和排气道安装消声器以降低噪声。
燃气轮机原理与结构解析
图说燃气涡轮发动机的原理与结构曹连芃摘要：文章介绍燃气涡轮发动机的工作原理；对燃气轮机的主要部件轴流式压气机、环管形燃烧室、轴流式涡轮分别进行了原理与结构介绍；对燃气涡轮发动机的整体结构也进行了介绍。
关键字：燃气涡轮发动机，燃气轮机，轴流式压气机，燃烧室，轴流式涡轮1. 燃气涡轮发动机的工作原理燃气涡轮机发动机（燃气轮机）的原理与中国的走马灯相同，据传走马灯在唐宋时期甚是流行。
走马灯的上方有一个叶轮，就像风车一样，当灯点燃时，灯内空气被加热，热气流上升推动灯上面的叶轮旋转，带动下面的小马一同旋转。
燃气轮机是靠燃烧室产生的高压高速气体推动燃气叶轮旋转，见图1。
图1-走马灯与燃气涡轮燃气轮机属热机，空气是工作介质，空气中的氧气是助燃剂，燃料燃烧使空气膨胀做功，也就是燃料的化学能转变成机械能。
图2是一台燃气轮机原理模型剖面，通过它来了解燃气轮机的工作原理。
从外观看燃气轮机模型：整个外壳是个大气缸，在前端是空气进入口；在中部有燃料入口，在后端是排气口（燃气出口）。
燃气轮机主要由压气机、燃烧室、涡轮三大部分组成，左边部分是压气机，有进气口，左边四排叶片构成压气机的四个叶轮，把进入的空气压缩为高压空气；中间部分是燃烧器段（燃烧室），内有燃烧器，把燃料与空气混合进行燃烧；右边是涡轮（透平），是空气膨胀做功的部件；右侧是燃气排出口。
图2-模型燃气轮机结构在图3中表示了燃气轮机的简单工作过程：空气从空气入口进入燃气轮机，高速旋转的压气机把空气压缩为高压空气，其流向见浅蓝色箭头线；燃料在燃烧室燃烧，产生高温高压空气；高温高压空气膨胀推动涡轮旋转做功；做功后的气体从排气口排出，其流向见红色箭头线。
图3-燃气轮机工作过程在燃气轮机中压气机是由涡轮带动旋转，压气机的叶轮与涡轮安装在同一根主轴上组成燃气轮机转子，如图4所示。
图4-燃气轮机转子燃烧室产生的高温膨胀气体是同时作用到涡轮叶片与压气机叶片上，如何保证涡轮带动压气机正向旋转呢，简单说涡轮叶片工作直径大于压气机出口处的叶片工作直径，涡轮叶片的面积也大于压气机出口处的叶片面积，这就初步保证在同一压力下涡轮的输出力矩大于压气机所需的力矩，当然更重要的是压气机叶片与涡轮叶片的良好空气动力学设计才能保证两者高效运行。
燃气轮机构造及其原理
燃气轮机构造及其原理燃气轮机是一种利用压缩机压缩空气混合燃料并在燃烧室内进行燃烧，从而驱动涡轮转动，最终产生推力或动力的装置。
燃气轮机的构造包括压气机、燃烧室、涡轮和辊道等部分，其主要工作原理是压缩空气、加热并燃烧混合燃料、将高温高压燃气喷向涡轮，推动涡轮旋转产生功率。
一、压气机部分压气机部分是燃气轮机的前置部分，主要功能是将大气中的空气压缩成高压气体，并将其传递到燃烧室中。
压气机通常采用多级叶轮式结构，每一级叶轮上都覆盖着叶片，在叶片的作用下，气体被一次次地压缩，最终达到一个非常高的压力。
在压力增加的气体也会受到相应的温度升高。
在压缩过程中需要对气体进行适当的冷却，以避免过热对整个系统的危害。
二、燃烧室部分燃烧室部分是燃气轮机的核心部分，主要功能是将经过压缩的空气与燃料混合并点燃进行燃烧，从而产生高温高压的燃气，这些燃气将用于驱动涡轮旋转。
为了达到理想的燃烧效果，燃烧室内的燃料与空气必须以适当的比例混合，并且需要在足够高的温度、压力和时间下进行燃烧，以充分释放能量。
常见的燃烧室构造包括环形燃烧室、喷嘴型燃烧室和壳体燃烧室等。
三、涡轮部分涡轮部分是燃气轮机的重要部分，主要由高压涡轮和低压涡轮构成。
在燃气通过高压涡轮和低压涡轮时，这些涡轮都会受到燃气高速流动的冲击，从而旋转产生动力。
低压涡轮主要作用是从高压涡轮中回收能量，并将其输送到输出轴上。
涡轮部分的输出轴连接到主机，提供动力。
四、辊道部分辊道部分是燃气轮机的输出部分，它主要通过喷射燃气来产生推力或者驱动风扇进行输出。
辊道是一个曲面形的导管，对于燃气准确地定向，将其高速射出来，从而产生推力或者风力。
辊道部分常用对空气流动进行控制的可调谐导向叶片和可控复合材料等技术进行设计和制造。
燃气轮机的设备构造十分复杂，由于其集电机、载荷和控制系统于一身，难度非常大，但其输出功率和效率要远远高于内燃机，特别适用于航空、船舶、发电等领域要求高功率输出和高效率的场合。
燃气轮机运行与维护说明
同一轴系的透平和轴流式压气机连接到： 位于前端的辅助齿轮箱和起动装置。 位于后端的发电机。 燃气轮机各组成部件的功能的详细描述如后文所示。 注：燃气轮机特有的设计惯例是： 前面/前端：燃气轮机的进气边在前面/前端。 后面/后端：燃气轮机排气边在后面/后端 左边/右边：燃机和各部件的左侧和右侧由位于机组前方/前端站立向后面/后端看而定。 各个部件的前后端方向的确定方式与整个机组的定位一致。 1.1.2. 燃气轮机功能描述 （燃机简单流程图如下所示） 额定转速时功能描述： 燃气轮机运转时，过滤后的环境空气通过进气装置被吸入，然后进入十七级轴流式压气机压 缩。压缩后的空气通过十四个燃烧室外围的环形空间，流经燃烧外壳和燃烧室火焰管之间的 环形通道，通过火焰管的测量孔进入燃烧区。 燃料通过燃料喷嘴进入十四个燃烧室与燃烧空气混合燃烧。
1.7.1.概述 ......................................................................................................................46 1.7.2 辅助齿轮和负荷联轴器 ................................................................................... 46
1.2
燃机底盘和支撑.................................................................................................5
1.2.1. 燃机底盘 .........................................................................................................5 1.2.2. 燃机支撑 .........................................................................................................6
燃气轮机工作原理
燃气轮机工作原理燃气轮机是一种利用高速旋转的气流来驱动涡轮机转子工作的热力机械设备。
它是一种将燃气能转化为机械能的动力装置，广泛应用于航空、发电、船舶等领域。
燃气轮机工作原理的了解对于工程师和操作人员来说至关重要，下面我们将详细介绍燃气轮机的工作原理。
首先，燃气轮机的工作原理可以分为三个基本过程，压缩、燃烧和膨胀。
在压缩过程中，空气被压缩并送入燃烧室，然后与燃料混合并燃烧，释放出高温高压的燃气。
最后，这些高温高压的燃气通过涡轮机转子膨胀，驱动涡轮机转子旋转，产生机械能。
其次，燃气轮机的压缩过程是通过压气机完成的。
压气机是由若干个叶片组成的转子，当转子旋转时，叶片将空气压缩并送入燃烧室。
在燃烧室中，燃料被喷入，并在高温高压的环境中燃烧，产生燃气。
这些燃气将通过高速喷射进入涡轮机转子，推动转子旋转。
最后，燃气轮机的膨胀过程是通过涡轮机完成的。
涡轮机转子被燃气推动旋转，产生机械能，驱动发电机或其他设备工作。
最后，燃气轮机的工作原理可以简单概括为“压缩、燃烧、膨胀”。
在实际应用中，燃气轮机通常与发电机相连，利用旋转的涡轮机转子产生的机械能驱动发电机发电。
燃气轮机具有结构简单、启动快速、响应灵活等优点，因此在发电厂、航空、船舶等领域得到广泛应用。
总之，燃气轮机是一种重要的动力装置，其工作原理的了解对于工程师和操作人员来说至关重要。
通过对燃气轮机的压缩、燃烧、膨胀过程的详细介绍，相信读者对燃气轮机的工作原理有了更深入的了解。
希望本文能够帮助读者更好地理解燃气轮机的工作原理，为相关领域的工程实践提供帮助。
燃气轮机原理及其介绍
燃气轮机被称为制造业的王冠，作为一个体形庞大的工业机械巨兽，它既要追求高效性能，又需考虑经济效益，这是一种让制造业纠结于鱼和熊掌的痛苦。
目前，航空发动机和燃气轮机“两机”科技重大专项已经顺利成为国家第20个重大技术专项，与空天飞机和高超音速飞行器专项一起成为国家航空航天领域的重要突破。
今天这篇文章就来跟大家聊聊被誉为工业皇冠上明珠的燃气轮机！燃气轮机原理燃气轮机（GasTurbine）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。
按照燃烧室温度目前分为E级，F级和目前最先进的H级。
其中，E级重型燃气轮机透平进口约1200℃，F级透平进口温度约为1400℃，目前最先进的H级透平进口温度达到1430℃-1600℃。
温度越高，技术等级越高。
现代燃气轮机发动机主要由压气机（蓝色）、燃烧室（红色）、透平（黄色）。
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。
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。
燃气轮机属热机，空气是工作介质，空气中的氧气是助燃剂，燃料燃烧使空气膨胀做功，也就是燃料的化学能转变成机械能。
下图是一台燃气轮机原理模型剖面，通过它来了解燃气轮机的工作原理。
从外观看燃气轮机模型：整个外壳是个大气缸，在前端是空气进入口；在中部有燃料入口，在后端是排气口（燃气出口）。
燃气轮机主要由压气机、燃烧室、涡轮三大部分组成，左边部分是压气机，有进气口，左边四排叶片构成压气机的四个叶轮，把进入的空气压缩为高压空气；中间部分是燃烧器段（燃烧室），内有燃烧器，把燃料与空气混合进行燃烧；右边是涡轮（透平），是空气膨胀做功的部件；右侧是燃气排出口。
燃气轮机原理
燃气轮机原理
燃气轮机是一种利用热能和机械能进行能量转换的机械装置。
其原理是在发动机的内
部压缩有机物（如汽油、柴油或液体燃料），伴随着燃烧产生的热量，使其高温高压后释
放出来，由排气阀或发动机的上部开口导出，这样产生的气流向发动机转轮中的排气阀流入，使转轮和轴承转动，从而实现能量的转换。
燃气轮机的基本结构相对简单，有低压和高压两部分，按上述原理工作分为压缩机和
发电机部分。
压缩机把新鲜空气压缩成热空气，排气后进入发电机部分，产生转轮动力，
从而提供所需的机械动力。
燃气轮机的基本组成部件主要有外壳，燃料面板，轮轴两端的中心轴，圆柱体燃烧室，轮腔，转子，压缩机分级轮轴，新鲜空气进排系统，及燃烧，传动连接部件。
熄火后，燃烧室内汽油瞬间发生燃烧，燃料热量转换成压缩机，经过加热和压缩作用，新鲜空气变成高压热空气，流进轮腔内发动转轮，热能在轮轴中变为机械能，热能转换完
毕后，排出发动机外部。
燃气轮机具有结构简单可靠、可用各种燃料、较低的温度、空气压缩比大，燃料经济
效率高等优点，被逐渐广泛应用于汽车、太阳能、航空航天、示范厂及水泥等工业领域。
另外，它还可以用来发电，在内燃机发动机中用燃气轮机把热能转换成机械能，是利用内
燃机性能的有效方式。
燃气轮机原理
燃气轮机原理
燃气轮机原理
燃气轮机是一种使用燃料（通常是汽油或天然气）推动机械轮子转动的联结机械，可以用来发电。
燃气轮机是一种热能机械转换器，它将一种形式的能量转换成另一种形式的能量，也就是将热能转换成机械能。
燃气轮机的工作原理是：燃料在燃烧室中完全燃烧，形成的热能通过热能传递设备，加热蒸汽，使其达到高温、高压状态，然后将其送入轮机，蒸汽被大叶轮出口的叶片推动，产生机械转动力，从而推动机械轮子转动，产生电能。
燃气轮机的结构一般由燃烧室、发动机本体和控制系统组成，其中发动机本体由转子、轴承和涡轮组成。
燃烧室由燃料进气管、燃料供给装置、点火器和烟囱组成，负责燃料的燃烧。
控制系统主要由调节器、汽门和定子组成，负责控制转子的转速。
燃气轮机具有体积小、重量轻、功率大、噪声小、热效率高、可靠性高等优点，因此得到了广泛的应用。
它可以用于各种动力设备，如电厂、汽车、船舶、飞机等，也可以用于发电机的发电。
燃气轮机原理概述与热力循环
第三十一页，共74页。
范围为25～300 kW。 基本技术特征是采用径流式叶轮机械（向心式透平和
离心式压气机）以及回热循环。
近年来随着全球范围内的能源与动力需求结构特 别是电力系统的放松控制（Deregulation）以及
环境保护等要求的变化，微型燃气轮机得到了电力、 动力等有关部门的高度重视，特别是在美、欧等国 发展迅猛，大有与大中型燃气轮机共占市场的势头。
第三十页，共74页。
先进微型燃气轮机具有多台集成扩容、多燃料、低燃料消 耗率、低噪音、低排放、低振动、低维修率、可遥控和诊 断等一系列先进技术特征，除了分布式发电外，还可用于备 用电站、热电联产、并网发电、尖峰负荷发电等，是提供清 洁、可靠、高质量、多用途、小型分布式发电及热电联供的 最佳方式，无论对中心城市还是远郊农村甚至边远地区均能 适用。
输入外功(冰
箱、空调等 ）
热力循环p-v图
第三十七页，共74页。
1.2 燃气轮机装置循环的热力性能指标
主要热力参数
流体等熵减速到静止时的压力即为滞止压力，相应的温 度为滞止温度。
– (1)压比π
——压气机出口气流滞止压力p*2与进口气流 滞止压力p*1之比。 (反应工质在压气机内被压缩的程度。)
p
第三十六页，共74页。
第一节 燃气轮机热力循环基础原理
1.1 热力循环的概念和功能
热力循环：热力系统（工质）经过一系列的状态变化，重新 回复到原来状态的全部热力过程，简称循环。
燃气轮机操作及维护讲义
燃气轮机运行与维护介绍内容第一章燃气轮机及其辅机系统介绍第二章燃气轮机及其辅机系统的安装、调试第三章机组运行维护第四章燃气轮机及其辅机系统的检修2004年5月3日燃气轮机运行与维护第一章燃气轮机及其辅机系统介绍(以6B燃机为例进行介绍)1燃气轮机总体介绍1.1机组布置燃气轮机由四个组装块（即：控制、燃机、发电机及发电机辅助设备等）组成。
此外，还有进气系统（进气滤网、进气道）和排气系统（排气烟道及烟囱）。
燃机组装块：包括轮机间和辅机间，两间安装在同一组装底盘上，由进气室隔开。
主要有燃机三大部件（压气机、燃烧室和透平）及各辅机系统；发电机组装块：包括发电机、负荷齿轮箱、发电机冷却系统、励磁系统；发电机辅助设备组装块：包括励磁变、断路器、发电机继电器及保护装置；控制组装块：包括控制及信息全部设备，主要有：Speedtronic轮控盘、发电机控制盘、马达控制中心、蓄电池及充电器、CO2消防系统。
1.2机组技术规范在ISO标态下：进气压降125mmH2O排气压降75mmH2O（联合循环300mmH2O）发电机端输出功率34.55MW（联合循环34.11MW）热效率30.56%一阶临界转速1658—1877rpm二阶临界转速3256—3908rpm2燃气轮机本体部分2.1燃机主要的三大主要部件2.1.1压气机2.1.1.1压气机设备规范型式：轴流式转速：5135rpm级数：17级（其中：在第五级、十一级及排气端有抽气）压比：11.78空气流量：111.32M32.1.1.2压气机通流型式型式：轴流式η↑Q↑通流型式：混合式（提高效率和作功能力）6型燃机等内径—η↑前四级等外径—作功量↑5—9级等平均直径—介于两者之间10—17级2.1.1.3压气机结构转子：盘鼓式拉杆转子（柔性转子）静子：汽缸、静叶、可调导叶2.1.3压气机的材料2.1.2燃烧室2.1.2.1燃烧室设备规范型式：分管回流式数量：10个（其中：在1#、10#分别装有一个可伸缩的电火花塞；在2#、3#、7#、8#处各配置一个紫外线火焰探测器）布置：与压气机同纬同心。
燃气轮机原理、循环及分析
089339-005
双轴燃机的功率分配
089339-005
影响燃气轮机性能的因素
空气温度-压气机入口温度 安装海拔高度-压气机入口压力 燃料类型 相对湿度 入口和出口损失 性能退化 燃料加热 稀释剂喷注 空气抽取
089339-005
一些参量
L=specific work比功(kj/kg) P=power功率(kw) T=absolute temperature绝对温度(k) p=pressure压力(bar) Cpm=medium specific heat at constant pressure介质质量定压热容(kj/kg*k) G=mass flow per unit time质量流量(kg/sec) Q1=specific heat supplied比热供给(kj/kg) Q2=specific heat discharged比热释放(kj/kg) alpha=Ga/Gf eta=efficiency效率=Lu/Q1; HR=Q1/Lu=heat rate (kj/kwh) c=compressor压缩机 t=turbine透平 u=useful有用 a=air空气; f=fuel gas燃料气; g=gas气体（燃气）
压气机入口温度
入口温度的影响
T
如果T1 升高
2
2’
1’ 1
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3
3`
4’ 4
Gair 原因：空气密度
S
压比
有用功率 P
G 原因： air
以及 Lu
Lu
原因： Lt 以及 Lc
HR 原因： Lu
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压气机入口温度
绝对高度
绝对高度（入口压力）的 影响
燃气轮机的工作原理
燃气轮机的工作原理燃气轮机是一种将化学能转化为机械能的热能转换装置。
它利用燃料燃烧产生的高温高压气体来驱动涡轮，使其旋转，从而带动轴上的负载实现能量转换。
燃气轮机具有高效率、简单结构、启动迅速等优点，在发电、航空、船舶等领域得到广泛应用。
燃气轮机的工作原理可以分为四个基本过程：压缩、燃烧、膨胀和排气。
首先是压缩过程，燃气轮机的空气与燃料混合物首先经过一个压缩机。
压缩机将大量空气压缩成高压气体，并相应提高了气体的温度。
接下来是燃烧过程，压缩后的气体进入到燃烧室中。
燃烧室内喷入燃料并点燃，燃烧产生的高温高压气体使得燃气轮机的温度和压力急剧上升。
然后是膨胀过程，高温高压气体经过燃气轮机上的涡轮膨胀工作。
膨胀工作使得涡轮旋转，并将能量转化为机械能，用于驱动轴上的负载工作，如发电机、风扇，或直接驱动船舶等。
最后是排气过程，膨胀后的低温低压气体通过排气系统排出。
有些燃气轮机还可以利用废热产生蒸汽，用于热能回收，提高系统热效率。
燃气轮机的工作过程遵循热力学循环原理，通常采用布雷顿循环或奥特曼循环。
布雷顿循环是最常见的循环方式，它包括四个过程：压缩、燃烧、膨胀和排气。
压缩和膨胀过程是等熵过程，燃烧过程是定压过程，排气过程是等熵过程。
燃气轮机的性能主要由压缩比、热效率和功率密度等指标衡量。
压缩比是指压缩机出口气体的最高压力与进口气体的压力之比。
热效率是指燃气轮机输出功率与供给燃料热值之比。
功率密度是指单位体积或单位质量内燃气轮机的输出功率。
燃气轮机的工作原理可以通过物理、化学和热力学原理来解释。
其中燃烧过程涉及到燃料的氧化反应，其化学反应方程式为燃料加氧气生成二氧化碳、水和燃烧产物的能量。
燃气轮机的性能与内外部参数的优化调整密切相关，包括空气与燃料的混合比例、压缩机和涡轮的设计和材料选择等。
总之，燃气轮机是一种通过燃料燃烧产生动力并转换为机械能的装置。
它基于燃烧室、涡轮和压缩机等组件，以压缩、燃烧、膨胀和排气的工作原理实现能量转换。
燃机原理与结构讲稿
燃气轮机原理与结构概念——刘丰1、定义：燃气轮机（Gas Turbine）是以连续流动的高温高压空气作为工质，带动叶轮高速旋转，将燃料的化学能转变为有用功的，内燃式动力机械。
2、燃气轮机的组成：进气道、压气机、燃烧室、透平、排气管3、燃气轮机主要部件的功能：①进气道：将周围的空气导入压气机，气流通过进气道的速度比较低，对进气道的形状要求不是很严格，只要求流动损失小；在进气道装有进气过滤系统，进气消音器。
②压气机：连续不断地向燃烧室提供高压空气，对压气机要求：效率高，压气机效率的高低对燃机的性能影响很大，在同样的压比下，提高压气机效率可增加机组的出力，减少机组重量和金属消耗；单级压比高，提高单级压比可减少压气机的级数；单位面积流通能力大，可缩短压气机进口叶片的高度和降低燃气轮机的重量；稳定工况区宽，燃气轮机运行线到压气机的喘振线应有一定的裕度；③燃烧室：将加入的燃料与压气机来的高压空气混合，经过等压燃烧，形成高温燃气进入透平膨胀作功；其工作原理为：叶轮式压缩机从外部吸收空气，压缩后送入燃烧室，同时燃料（气体或液体燃料）也喷入燃烧室与高温压缩空气混合，在定压下进行燃烧。
生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作功，推动动力叶片高速旋转，乏气排入大气中或再加利用。
对燃烧室基本要求：点火可靠，燃烧稳定，不发生大幅度脉动；燃料燃烧要完全，燃烧效率要高；压力损失要小；火焰要短，排气温度场均匀；排气无黑烟，含Nox等有害成分少；结构紧凑，使用寿命长；④透平：把来自燃烧室高温高压燃气中的热能转化为机械功；透平在高温、高压燃气条件下工作，并且高温燃气含有腐蚀气体成分，因此必须提高透平高温部件的高温强度和使用寿命，并且要选择恰当的冷却方式，燃烧室出口的温度场要均匀；⑤排气管：使排出的燃气继续扩压，同时使排气速度降下来；一方面可以减少流动损失，另一方面使透平背压进一步降低，增加透平的焓降，输出更多功率。
在排气管上也装有排气消音器。
燃气轮机原理结构及运行维护
60.75
NOx排放（mg/Nm3）
开启时间（点火到FSNL ）
带负荷时间
25ppm 10-15min30-50（ 25ppm）
从230MW到460MW仅 热态开启满负
需11.5min
荷不不小于
6min
原则25分到375MW 迅速 10分钟到
25
2.1 整体构造-总体构造
压气机
燃烧室
透平
26
2.1 整体构造-构造对比
为了使机组旳 热效率和比功 到达最大值， 还必须合理选 择最佳压比。
提升燃气轮机 机组热效率旳 措施还有采用 回热循环和燃 气-蒸汽联合循 环旳方案。
提升燃气轮机 机组比功旳种 措施还有采用 间冷循环和再 热循环。
13
1.1 基本原理-影响原因
环境温度旳影响
14
1.2 叶轮机械原理-引言
15
1.2 叶轮机械原理-对比简介
rpm 约2023
rpm
3330
t
440
t
93
m 17.3×5.8×5.8
级
17
轴流式
水平
18
拉杆轮盘
1
S109FB
~420 ~2400 3300 309.642
84 10.5×5×5
18 轴流式
水平 18.3 拉杆轮盘
1
SGT5-4000F(4)
396 1560 3240 312 130 10.8x5.2x4.9
绝热膨胀过程3→4s ：面积34sp1*p2*3就是透平膨胀做功
lts
cp (T3*
T4*)
c
pT3*
(1
1
m
)
等压放热过程 4s → 1：面积4s1s1s34s则是燃气排气耗能 q2 cp (T4* T1*)