燃气轮机原理精讲
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
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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
燃气轮机的工作原理分析
燃气轮机的工作原理分析燃气轮机是一种将燃气能转换为机械能的热动力装置。
它通过燃烧燃气，并利用高温高压气体的膨胀驱动涡轮机运转，从而将热能转化为机械能。
本文将对燃气轮机的工作原理进行深入分析。
一、燃气轮机的基本构造燃气轮机主要由压气机、燃烧室、涡轮机和辅助系统等组成。
压气机负责将大气中的空气压缩，提高压气机出口的压力和温度；燃烧室将燃料与压缩空气混合并燃烧，产生高温高压的燃气；涡轮机则利用高温高压燃气的膨胀作用，转动轴，输出机械能。
二、燃气轮机的工作过程1. 压缩过程在压气机中，压气机叶片将空气压缩，并不断增加其压力和温度。
由于压缩过程中涡轮机的功率输入，工作流体的压力会急剧增加，温度也会相应上升。
2. 燃烧过程压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料充分混合并燃烧。
在燃烧过程中，燃气的温度急剧升高，压力也随之上升。
在燃烧过程中，燃气释放的热能被吸收，并驱动涡轮机的转动。
3. 膨胀过程高温高压的燃气进入涡轮机，通过叶轮的高速旋转，将热能转化为机械能。
涡轮机的转动使得轴上的负载得以工作，产生功率输出。
4. 排气过程经过涡轮机的工作后，燃气温度和压力均下降。
排气系统将残余燃气排出燃气轮机，进入大气中。
三、燃气轮机的特点与优势1. 高效率：相比于蒸汽轮机，燃气轮机拥有更高的实际功率和热效率，能够更充分地利用燃气的能量。
2. 快速启动：燃气轮机的启动时间相对较短，可以在数分钟内达到额定工况。
3. 灵活性：燃气轮机由于结构简单，响应速度快，适用于大范围的负荷变化，具有较好的负载调节性能。
4. 环保性：燃气轮机燃烧过程中的烟气排放较少，对环境污染较低。
四、燃气轮机的应用领域燃气轮机由于其高效率、快速启动和灵活性的优势，广泛应用于各个领域。
以下是燃气轮机的几个主要应用领域：1. 发电行业：燃气轮机广泛用于电力厂的发电设备，可以有效提供稳定可靠的电力供应。
2. 航空航天产业：燃气轮机被用于飞机、火箭等航空航天器的推进系统，提供动力支持。
燃气轮机原理精讲(1)
燃气轮机原理精讲(1)
燃气轮机（Gas Turbine）是一种高效、灵活、可靠的发电设备，被广
泛应用于能源、制造、交通运输等各个领域。
下面从三个方面来精讲
燃气轮机的原理。
一、燃气轮机的构成与工作原理
燃气轮机主要由压缩机、燃烧室、燃气涡轮和功率轮组成。
其工作原
理是：空气经过压缩机增压后进入燃烧室，燃料在其中燃烧产生高温
高压的燃气，然后燃气驱动燃气涡轮旋转，进一步推动功率轮带动发
电机发电。
二、燃气轮机的热力学基础
燃气轮机的工作原理基于空气与燃料的化学热力学反应。
在压缩机中，空气经压缩升高温度，然后进入燃烧室进行燃烧，热功率由燃烧产生
的高温高压燃气转化为转子运动，再转化为电能输出。
同时，燃烧的
过程也会产生大量的热量，需要通过冷却和排气来保证发电的可持续性。
三、燃气轮机的优势和发展趋势
相对于其他发电设备，燃气轮机有很多明显的优点：它们具有快速启动、高效节能、低排放、维护简单等特点，特别适用于紧急电力需求
和低载率运行。
随着燃气轮机技术的持续进步，未来的发展趋势主要
包括：提高系统效率、进一步降低排放、扩大燃气轮机的应用领域以
及提高系统可靠性和可维护性等。
总之，燃气轮机的原理是非常广泛的，理解燃气轮机的基础原理和优势，是使用和维护燃气轮机时的必经之路。
燃气轮机原理
燃气轮机原理燃气轮机是一种高效的发电设备，其基本原理是利用燃烧燃料产生高温高压气体，推动涡轮旋转从而产生动能，进而驱动发电机发电。
本文将从燃气轮机的组成、工作原理和应用领域等方面进行详细介绍。
一、燃气轮机的组成燃气轮机主要由燃烧室、涡轮和压缩机三部分组成。
燃烧室是燃气轮机的核心部件，其内部进行燃烧过程，将燃料燃烧产生的高温高压气体传递给涡轮。
涡轮则通过气体的冲击和旋转驱动机械装置运转。
压缩机则负责将空气压缩，提供充足的气体流量，保证燃气轮机的正常工作。
二、燃气轮机的工作原理燃气轮机的工作原理是通过一系列复杂的热力转换过程实现的。
首先，涡轮叶片通过压缩机进气，将空气压缩成高压气体。
接着，高压气体进入燃烧室，与燃料混合并点燃，产生高温高压气体。
这些高温高压气体冲击和旋转涡轮叶片，驱使涡轮高速旋转。
涡轮旋转带动轴承转动，并通过轴承传递动力给发电机，生成电能。
同时，涡轮旋转的副作用是将尾气排出系统。
整个过程中所产生的旋转速度和转动力直接影响着发电机的转速和电能输出。
三、燃气轮机的应用领域燃气轮机具有高效率、快速启动、废气可循环利用等优点，因此在能源领域有广泛的应用。
燃气轮机被广泛应用于发电厂、化工厂、石油化工、冶金等工业生产领域。
在发电厂中，燃气轮机通常与蒸汽轮机组成联合循环发电系统，可大幅提高能源利用效率。
此外，燃气轮机还被用于航空领域，作为飞机的动力装置，可提供强大的推力，提高飞行性能。
总结：燃气轮机作为一种高效的发电设备，在能源领域有着重要的应用价值。
通过燃烧燃料产生高温高压气体，推动涡轮旋转，从而产生动能，驱动发电机发电。
燃气轮机具有快速启动、高效率、废气可循环利用等优势，广泛应用于发电厂、化工厂、航空等领域，为社会经济发展做出了重要贡献。
随着科技的不断进步和创新，燃气轮机在未来的发展前景将更加广阔。
燃气轮机发电原理
燃气轮机发电原理
燃气轮机发电原理是利用燃烧燃气产生的高温燃气驱动涡轮旋转，从而带动发电机发电的一种方式。
具体原理如下：
1. 燃气燃烧：燃气轮机通过燃烧机将燃气（通常为天然气或石油气）与空气混合并点燃，形成高温高压的燃气。
2. 涡轮旋转：燃烧后的高温高压燃气进入涡轮机中，燃气的能量被转化为动能，推动涡轮机转动。
3. 转动发电机：涡轮机的轴与发电机的轴相连，涡轮机的旋转运动带动发电机的转子旋转，由磁力感应原理，发电机的转子旋转在定子线圈中产生电流。
4. 发电：通过发电机产生的电流，经过变压器的升压处理，最终输送到电网中供电使用。
燃气轮机发电原理简单明了，能够高效利用燃气的能量来产生电力。
相较于其他发电方式，燃气轮机具有启动快、热效率高、排放少等优点，因此在大型电力厂、工业用电以及航空舰船等领域得到广泛应用。
燃气轮机的工作原理
燃气轮机的工作原理
燃气轮机是一种利用燃料燃烧产生高温高压气体做工质，通过气流转动涡轮，再将动能转化为机械能的装置。
以下是燃气轮机的工作原理：
1. 空气进气：燃气轮机的工作过程始于将空气引入进气道中。
为了达到更高的效率，一般会采用压气机提升空气的压力，以增加进气气流量。
2. 燃料燃烧：在压缩后的空气进入燃烧室之前，燃料被喷入燃烧室进行燃烧。
通常情况下，燃料燃烧产生的热量会使气体的温度和压力升高。
3. 气体膨胀：经过燃烧室燃烧后，高温高压气体进入涡轮机，气体的动能随之转化为涡轮得以旋转。
4. 涡轮工作：涡轮由多个叶片组成，这些叶片被高速旋转的气体冲击，使得涡轮自身也随之旋转。
涡轮旋转的目的是为了将气体流动时的动能转化为机械能。
5. 惯性运动：涡轮和轴传动装置的联系使得涡轮的运动将会传递给其他设备，如发电机或驱动船只的螺旋桨。
同时，惯性使得涡轮与压气机相互影响，构成了一个循环的工作系统。
6. 排气：气体工作完毕后，通过排气道排出。
部分排出的热能可以用于发电或供热。
总结起来，燃气轮机通过燃烧燃料产生高温高压气体，通过涡轮转动的方式将气体的动能转化为机械能，最终实现能量的利用。
燃气轮机原理及结构解剖
燃气轮机原理及结构解剖燃气轮机是一种利用压缩空气、燃料和火焰来产生功率的发动机，其工作原理可以分为压缩、燃烧和膨胀三个过程。
下面将对燃气轮机的工作原理和结构进行详细解剖。
一、工作原理1.压缩过程：进入燃气轮机的空气首先经过压气机进行压缩，增加了空气的密度和压力，形成高压空气。
2.燃烧过程：高压空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合后点燃，燃烧产生的高温高压气体驱动涡轮旋转。
3.膨胀过程：燃烧产生的高温高压气体通过涡轮推动涡轮机转动，涡轮机输出的功率驱动机械负载工作。
二、结构解剖燃气轮机的结构主要包括压气机、燃烧室、涡轮机和辅助设备等。
1.压气机：压气机主要由多级离心压气机或轴流压气机组成，用于将进入的空气压缩，增加空气的密度和压力。
压气机根据气体流动的方式不同，分为离心式和轴流式两种。
离心式压气机通过离心力将空气压缩，轴流式压气机则通过空气在导叶和转子之间的转动来实现压缩。
2.燃烧室：燃烧室是将压缩后的空气与燃料混合并点燃的地方。
燃烧室通常采用多孔板或喷嘴将燃料雾化喷入，与压缩空气混合后，在点火器的作用下形成火焰。
为了增加燃烧效率，通常采用引入副燃烧室或采用预混合燃烧室。
3.涡轮机：涡轮机由轴流部分和径向部分组成。
轴流部分包括高压涡轮和低压涡轮，用于驱动压气机和发电机。
涡轮机的转子通常由耐高温合金制成，以承受高温高压气体的冲击。
4.辅助设备：辅助设备主要包括燃气轮机的起动器、发电机、冷却系统和控制装置等。
起动器用于启动燃气轮机，通常采用电动起动机或空气起动机。
发电机则用于将燃气轮机输出的机械能转化为电能。
冷却系统用于冷却涡轮机和燃烧室，以防止过热损坏。
控制装置用于控制燃气轮机的运行，包括调节燃料的供给量、调节空气和燃料的比例以及监测和保护燃气轮机的工作状态等。
总之，燃气轮机以其高效、高功率密度和可靠性等特点，被广泛应用于发电、航空、船舶等领域。
通过了解其工作原理和结构，可以更好地理解燃气轮机的运行机理和性能特点。
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。
燃气轮机的工作原理及效率提升途径
燃气轮机的工作原理及效率提升途径燃气轮机是一种常见的热力设备，广泛应用于能源行业和工业生产中。
本文将着重介绍燃气轮机的工作原理，并探讨提高其效率的途径。
一、燃气轮机的工作原理燃气轮机是以燃气或液化石油气为燃料，通过燃烧释放能量，推动轴承旋转，产生功率的装置。
其基本工作原理可分为四个步骤：压缩、燃烧、膨胀和排气。
1. 压缩：燃气轮机的第一个步骤是将进气口吸入的空气进行压缩。
在压缩过程中，通过轴承、压缩机等组件将气体加压，并将温度升高，以利于后续的燃烧过程。
2. 燃烧：在压缩完毕后，燃料与压缩空气混合并点燃。
燃气轮机采用连续燃烧的方式，即燃料持续进入燃烧室，而不是分阶段燃烧。
燃料的燃烧释放出的高温高压气体会造成轴承旋转，并产生高温热能。
3. 膨胀：高温高压气体通过轴流或者离心式涡轮机进行膨胀。
流经涡轮叶片的气体会由于叶片的作用而产生反作用力，从而将能量转化为机械功。
4. 排气：膨胀完毕的气体在离心式涡轮机上产生功时，温度和压力下降。
气体经过轴流或者离心式涡轮机出口，排出系统，并进入烟囱或废气处理设备。
二、燃气轮机效率提升途径为了提高燃气轮机的效率，可以从多个方面进行改进。
以下是几种常见的提升途径：1. 提高压缩比：压缩比是指进气压力和出气压力之比，通常用来衡量燃气轮机的压缩效果。
提高压缩比可以提高燃气轮机的效率，但也要注意压缩机的性能和材料的耐久性。
2. 采用高效燃烧室：燃烧室是将燃料与空气混合并点燃的关键组件。
采用高效燃烧室可以提高燃烧效率和热效率，减少能量的损失。
同时，还可以改善排放性能，降低对环境的污染。
3. 优化涡轮机设计：涡轮机是燃气轮机中的核心部件，其设计和转子叶片的形状会直接影响到能量转化效率。
通过优化涡轮机的设计，减小流通损失和摩擦损失，可以提高燃气轮机的效率。
4. 使用余热回收技术：在燃气轮机的排气中，仍然存在着大量的热能。
利用余热回收技术，可以将排气中的热能转化为有用的热能，用于供暖、工艺热等方面，提高系统的整体能量利用率。
燃气轮机原理与结构解析
燃气轮机原理与结构解析
燃气轮机是一种利用化学能转换为机械能的热能动力机械。
其原理是将燃气燃烧在高温下，使燃气中的化学能转化为热能，然后将热能转化为动能，推动机械运转。
燃气轮机的结构主要包括压气机、燃烧室和涡轮。
压气机主要作用是将空气压缩，形成高压气体；燃烧室通过燃烧燃料和高压空气生成高温高压燃气；涡轮则通过高温高压燃气的喷射来推动涡轮转动。
燃气轮机的工作原理是空气经过压气机的压缩后进入燃烧室，然后与燃料混合并点燃，产生高温高压燃气。
这些高温高压燃气通过喷嘴喷射到涡轮的叶片上，使涡轮转动。
涡轮的转动带动轴上的发电机或机械装置转动，从而产生机械能或电能。
燃气轮机的优点之一是其高效性能。
燃气轮机的压气机和涡轮都可以达到高转速，这使得燃气轮机的功率密度较大；同时，燃气轮机利用了燃气的化学能直接转为机械能，减少了能量损失，提高了能源利用率。
此外，燃气轮机的启动时间较短，响应速度快，可以快速启动并达到额定工作状态。
同时，燃气轮机的适应性强，可以燃烧多种燃气，如天然气、液化石油气等，具有较高的燃烧效率。
然而，燃气轮机也存在一些不足之处。
由于燃气轮机的工作温度高，需要使用高温合金等特殊材料，造成材料成本较高；同时，燃气轮机的尾气中含有大量的热能未被利用，造成能量浪费；此外，燃气轮机的振动和噪音较大，对周围环境和使用者造成一定的干扰。
总的来说，燃气轮机是一种高效、快速启动且适应性强的热能动力机械，其原理是将燃气的化学能转化为热能再转化为机械能。
其结构主要包
括压气机、燃烧室和涡轮。
虽然燃气轮机存在一些不足，但其优点仍然使其成为一种重要的能源转换装置。
燃气轮机的工作原理
燃气轮机的工作原理
燃气轮机是一种将燃气动能转换为机械能的热力机械，它的工作原理主要是通过燃烧燃气来产生高温高压气体，然后利用这些气体的动能来驱动涡轮转子旋转，最终驱动发电机发电或者推动飞机飞行。
燃气轮机的工作原理涉及到燃气的燃烧、涡轮的旋转以及动能转换等多个方面，下面将逐一介绍。
首先，燃气轮机的工作原理与内燃机类似，都是通过燃烧燃料来产生高温高压气体，但不同的是，燃气轮机是通过外部燃烧室来燃烧燃气，而不是在气缸内部燃烧。
当燃气燃烧时，释放出的热能使空气膨胀，形成高温高压气体，然后这些气体被引入涡轮机中。
其次，涡轮机是燃气轮机中的核心部件，它由许多叶片组成，当高温高压气体进入涡轮机时，气体的动能被转化为机械能，推动涡轮机旋转。
涡轮机的旋转带动轴，最终驱动发电机发电或者推动飞机飞行。
最后，燃气轮机的工作原理还涉及到动能的转换，即将燃气的动能转化为机械能。
在涡轮机旋转的过程中，动能逐渐减小，而机械能则被传递到发电机或者飞机的动力系统中，从而实现发电或者推进飞行器飞行的目的。
总的来说，燃气轮机的工作原理是通过燃气燃烧产生高温高压气体，利用这些气体的动能驱动涡轮机旋转，最终将动能转化为机械能。
燃气轮机以其高效、可靠的特点，在发电、航空等领域有着广泛的应用。
希望通过本文的介绍，读者对燃气轮机的工作原理有了更深入的了解。
燃气轮机的工作原理
燃气轮机的工作原理
燃气轮机是一种通过燃烧燃气来产生机械能的设备。
它的工作原理如下：
1. 空气压缩：燃气轮机内部有一个旋转的压气机，它通过旋转叶片将外界空气抽入轮机内部，并将空气逐渐压缩。
这个过程使得空气的能量增加，并且增加了空气分子的密度。
2. 燃烧：经过压缩的空气进入燃烧室，在其中与燃气混合并点燃。
燃气的燃烧产生高温高压的气体，使燃烧室内的压力迅速增加。
3. 转子运动：燃烧室的高压气体推动轴上的涡轮旋转。
涡轮连接着压气机和燃烧室，因此燃烧室的高压气体的运动传递给了压气机，进而推动压气机继续压缩空气。
4. 发电或推进：涡轮旋转的同时，也将动力传递给了输出轴，可以用于驱动发电机发电或用于推动飞机等载体。
由于燃气轮机的轴转速非常高，因此可以获得高功率输出。
总而言之，燃气轮机通过不断的空气压缩、燃烧和轮子旋转的循环过程，将燃气的热能转化为机械能，从而实现发电或推进等目的。
01燃气轮机热力循环原理
01燃气轮机热力循环原理燃气轮机是一种常用的热机，利用燃气燃烧产生高温高压气体，然后将这种高温高压气体通过涡轮叶片的作用转化为机械能，最后将机械能转换为电能或机械功。
燃气轮机的热力循环原理可以分为以下几个步骤：1.空气进气：燃气轮机的工作气体是空气，空气通过进气道进入燃烧室。
为了提高空气的进气能力，通常会采用压气机将空气压缩，然后再送入燃烧室。
2.燃烧：在燃烧室中，燃料和空气混合燃烧，产生高温高压气体。
这个过程可以通过喷嘴将燃料和空气喷射到燃烧室中，然后点燃燃料。
燃料可以是天然气、柴油、煤气等。
3.膨胀过程：高温高压气体通过涡轮叶片的作用产生转动力，驱动涡轮转动。
同时，气体在涡轮上进行膨胀，降低温度和压力。
涡轮的转动将机械能传给轴承，进而传给发电机或其他负载。
4.排出废气：流过涡轮后的低温废气，被排出燃气轮机系统，可以用于加热水或其他用途，以提高能量利用效率。
废气中仍然有一定能量可以利用。
5.返压涡轮：在一些使用燃气轮机供热和供电的应用中，还可以增加返压涡轮，将排出废气进一步膨胀，降低废气的温度和压力。
这样可以进一步提高系统的热利用效率。
燃气轮机的热力循环原理基于热力学第一定律，即能量守恒定律。
通过燃烧产生的高温高压气体，通过涡轮叶片的作用将热能转化为机械能，然后再将机械能转化为电能或机械功。
这个循环过程中，废气排放出去的同时，仍然有一定的剩余热能可以利用，提高热机的能量利用效率。
燃气轮机的热力循环原理具有以下几个特点：1.高效率：由于燃气轮机能够将热能高效地转化为机械能，再转化为电能或机械功，因此其能量利用效率非常高，一般可达40%~50%以上。
2.快速启动：相比于蒸汽动力系统，燃气轮机的启动时间较短，一般只需几分钟，从而方便应对突发情况和高峰用电需求。
3.环保性好：燃气轮机燃烧的是燃气，相比于传统的煤炭燃烧，废气中的污染物排放较少，对环境污染较小。
总之，燃气轮机的热力循环原理基于燃气的燃烧产生高温高压气体，通过涡轮叶片的作用将热能转化为机械能，最终将机械能转化为电能或机械功。
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常见的发电机机型，它采用燃烧燃气的原理转化为动力，从而驱动涡轮旋转，进而产生电能。
燃气轮机在电力行业广泛应用，其高效率、低排放和快速启动等特点，使得它成为了当今发电行业的主流技术之一。
本文将详细介绍燃气轮机的工作原理。
一、燃气轮机的基本组成燃气轮机主要由压气机、燃烧室和涡轮组成。
压气机负责将空气加压，增加气流的能量；燃烧室则负责将燃气的化学能转化为高温高压的气体能量；而涡轮则利用气流的动能转动，驱动发电机或其他设备。
二、燃气轮机的工作过程1. 压气过程：压气机通过旋转的叶片将外界空气吸入，然后把空气加压，增加气体的能量。
被压缩后的空气温度会升高，压力也相应增加。
2. 加热过程：经过压气后，高压的空气进入燃烧室，同时喷入燃气。
在燃烧室内，燃气与空气混合并点燃，产生高温高压气体。
燃气的燃烧释放的能量将增加燃气的温度。
3. 膨胀过程：燃烧室内的高温高压气体进入涡轮，气体的能量转移到涡轮叶片上，使得涡轮旋转。
涡轮的旋转同时带动压气机，形成闭合回路。
涡轮旋转的同时，也可以驱动发电机产生电能。
4. 排气过程：在涡轮旋转完成后，高温高压的气体会被排出燃气轮机，避免对机器造成损坏。
在气体排出之前，可以通过余汽余热回收系统将废热转化为可再利用的能量，提高燃气轮机的整体效率。
三、燃气轮机的优势和应用领域1. 高效率：燃气轮机采用闭合回路工作，能充分利用能量，高效转化为电能。
相对于传统的煤炭发电机组，燃气轮机效率更高，能源消耗更少。
2. 低排放：燃气轮机燃烧过程中，排放的污染物相对较少。
它采用的是燃烧燃气的方式，减少了石油和煤炭的使用，大大降低了二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等排放物的产生。
3. 快速启动：相比于其他发电技术，燃气轮机启动快速，响应时间短。
这使得它在应对电力需求高峰时的调峰能力更强，可以迅速提供稳定的电力输出。
燃气轮机目前在许多不同的应用领域有着广泛的应用。
除了常见的发电行业之外，它还可以用于航空领域的飞机推进，以及工业领域的压缩空气和制冷系统。
燃气轮机介绍
环管形燃烧室燃气轮机
❖ 燃气涡轮机发动机有多种结构形式，有环 形燃烧室燃气轮机、环管形燃烧室燃气轮机、 分管形燃烧室燃气轮机等。
❖ 此处主要介绍环管形燃烧室、环管形燃烧 室燃气轮机。
❖ 主要，由轴流式压气机、环管形燃烧室、轴 流式涡轮组成。
环管形燃烧室燃气轮机
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燃气轮机转子
❖ 燃气轮机的压气机转子与涡轮转子共用同一根转轴，一 同组成燃气轮机转子，涡轮在向外部提供动力的同时也 带动压气机一同旋转。
压气机转子
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2.1轴流式压气机
❖ 空气经过动叶后运动方向不单是轴向前进，还沿着动叶 旋转的方向运动，这会使下级动叶的压缩效率大大降低。 为此，在每级动叶后插入一级静止的叶片（静叶），可改 善这种状况。 ❖ 运动的动叶与静叶的相对位置与气流走向（仅演示两级 动叶一级静叶）。蓝色叶片是静叶，绿色叶片是动叶，橙 红色箭头表示空气气流的走向。转子旋转时，空气从轴向 进入，经过一级动叶后空气运动角度转向右下方,这个角 度的空气如果直接进入下级动叶,压缩效果会很差。但通 过静叶整，流后，空气运动方向转回轴向，再进入二级动叶 压缩，效果可大大改善。 ❖ 转子安装在压气机的气缸（外壳）内，静叶机匣固定在 气缸内壁。
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3、燃气轮机的特点
❖ 优点： 结构紧凑、质量轻、体积小、占地面积小， 单位功率质量较低；相对于汽轮机，省去了 庞大的锅炉系统。 启动快、从冷态启动至满负荷，通常只用 几分钟至半小时。 耗水少或者不用水。
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❖ 缺点： ❖ 部分负荷时效率低，油耗高。
燃气—蒸汽联合循环发电
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燃气—蒸汽联合循环发电
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。
燃气轮机的工作原理
燃气轮机的工作原理
燃气轮机是一种常见的热力设备，可将化学能转化为机械能。
其工作原理可以概括为以下几个步骤：
1. 空气进气：燃气轮机通过引入大量气体来驱动轴，以产生动力。
这些气体主要包括空气和燃料，通常是天然气或石油燃料。
2. 压缩空气：从大气中引入的空气经过空气压缩机，会被压缩到高压状态。
通过增加空气的压力，可以提高燃烧效率和动力输出。
3. 燃烧：在空气经过空气压缩机之后，经过高压燃料喷嘴注入燃料，以实现混合燃烧。
混合物在燃烧室中起火，产生高温燃烧膨胀气体。
4. 高温高压气体膨胀：燃烧膨胀气体在高温高压下，被送入燃气轮机的涡轮部分。
高速旋转的涡轮将气体的动能转化为机械能，驱动轴旋转。
5. 功率输出：通过涡轮的旋转，将机械能传递给输出设备，如发电机或其他机械装置，从而产生所需的功率输出。
6. 废气排放：燃气轮机在能量转化过程中会产生高温废气，这些废气通过排气系统排出，防止对轮机造成过热损害，并用于外部过程，如发电厂中的锅炉。
总体来说，燃气轮机通过压缩空气、燃烧燃料，然后利用高温
高压气体膨胀和涡轮转动，将热能转化为机械能，实现功率输出。
通过这样的工作原理，燃气轮机被广泛应用于发电、航空、海洋和工业等领域。
燃气轮机发电机工作原理
燃气轮机发电机工作原理
燃气轮机发电机是一种通过燃料燃烧产生热能，再将热能转化为机
械能驱动发电机发电的设备。
其工作原理如下：
一、空气压缩
燃气轮机发电机的工作首先是通过空气压缩来提高空气的密度，增
加燃料燃烧的效率。
当发电机启动时，压缩机开始工作，将外部空气
吸入并压缩至高压状态。
二、燃烧
经过压缩的空气进入燃烧室，同时燃料被喷入燃烧室内。
在高温高
压的条件下，燃料与空气混合燃烧，释放出大量热能。
三、膨胀
燃烧释放的热能使得高温高压气体膨胀，推动涡轮旋转。
通过膨胀
过程，燃气轮机发电机将热能转化为机械能。
四、发电
旋转的涡轮带动发电机产生电能，实现发电的功能。
通过这种方式，燃气轮机发电机将热能转化为电能，为生活和工业领域提供电力支持。
总的来说，燃气轮机发电机是一种高效率的发电设备，通过将燃料
燃烧产生的热能转化为机械能，再将机械能转化为电能，实现了能源
的有效利用。
其工作原理简单清晰，是现代发电领域中重要的一种发
电方式。
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发电发设电备设备
功率：50 MW
功率效：率5万：千40瓦%
效率功：率4/0重%量、功率/ 功率体式/重积-燃量最气高、轮的功机动力形 率/体积最高的 动力形式
-燃气轮机
占地面积小；
占高高地效效面、、积环环小保保；；； 21世纪最具竞 争21力世的纪发最电具方 式竞；争力的发电
方式；
海军舰船
机车车辆
H. Cohen, G. F. Rogers, H. I. H. Saravanamuttoo
第一章 概论 1.1 燃气轮机的 组成及工作原理
C- compresser T- Turbine B – Combustion chamber
Simple gas turbine system
1-2 燃气轮机的发展
缺点：需要外部加热系统；这样加热器表面温度给主循环最高温度 设定了上限。
现代燃气轮机的结构特点
轻型结构<10KG/PS， 重型结构 >15KG/PS 燃气轮机简轻图型：结构： 航空机和航空改型舰用燃气轮机，工业轻型（重载轻型）
重型结构：工业燃气轮机
单位功率重量：
金属耐热极限---1100 ℃；涡轮进气温度：1460 ℃
多轴：如果不采用热交换器而获得高的热效率，就要有高压缩比。虽 然多级离心式压气机具有高的压比，但其效率要比轴流式的低，所以通常 都是采用轴流式压气机。而当压气机在低转速时，由于压气机后几级由于 出口面积减小，空气密度降低，气体轴向速度加大，叶片会出现阻塞。这 种不稳定区的出现，会发生在燃气轮机起动或低负荷情况。
1-2燃气轮机的发展 1-4 燃气轮机的未来 1-6 燃气轮机涉及的主要学科
2-2 理想燃气轮机循环 2-4 复合燃气轮机循环
3-2 燃烧室计算方法 3-4 热力计算的举例
4-2 相似参数与换算参数
第五章 燃气轮机部件特性 5-1 轴流压气机特性 5-3 燃烧室特性
第六章 燃气轮机变工况性能计算 6-1 燃气轮机部件特性的处理 6-3 变工况性能计算方法
1-4 燃气轮机的分类
简单循环：
开式循单环轴：、分轴、双轴、多轴燃气轮机 单轴：负荷固定、转速固定；发电用；压气机固有的转动惯量，有利
于防止在甩负荷时产生飞车；加入热交换器可以使整机热效率提高，但这 要损失10%功率。
分轴：起动机仅满足燃气发生器即可；甩负荷时会带来涡轮的飞车， 所以控制系统要有保证。
ห้องสมุดไป่ตู้
采用空气冷却叶片；--- 冷却技术
耐高温材料（单晶铸造，定向凝固等技术）
课程内容
第一章 概论 1-1 燃气轮机简介 1-3燃气轮机的应用 1-5 燃气轮机的分类 1-7 燃气轮机的设计过程
第二章 燃气轮机循环理论 2-1 燃气轮机循环主要性能指标
2-3 实际燃气轮机循环 第三章 燃气轮机热力计算
3-1 热力计算的目的 3-3 热力计算的步骤 第四章 相似理论 4-1 相似准则
1914 - Charles Curtis 档案记载的应用燃气轮机第一人
(1864-1949) Aegidius Elling 1882 开始设计GT；1884获得专利；11马 力，六级离心式压气机，可变叶片扩压器，级间喷水；带有回热器；蒸 汽与燃气混合进入喷嘴；一级向心透平；回热透平 ；T3=500C；44马力； 具有了4轴的想法;
下采用一台压气机。GE已在一台压气机上实现了15：1。
复杂循环： 在给定压比下，压缩功只与入口空气温度有关。--- 进气进行冷却。
在许多情况下，机组的尺寸和重量要比热效率重要。
闭式循环：
优点：可以在整个循环中采用较高的压比---高的气体密度，这可以在给 定输出功率下减小机组尺寸；可以使发电功率只随闭路中的压力变化。 这种控制形式意味着在整个负荷范围内，最高循环温度不会改变，因此， 总体效率少有变化。
• 1930 Frank Whittle 1930年申请了第一个用于喷气推 进的燃气轮机专利 1941年第一台安装在飞机上的燃 气轮机诞生（速度＝370MPH， 1000磅推力）
• 1939－Hans von Ohain and Max Hahn 第一架喷气式飞机（HE-178）1100磅推力，
400MPH速度；采用离心压气机，后改用轴 流压气机
英国98年英研国制984年00研0制马4力00机0马车力机车
1999年1月-2000年6月世界燃气轮机装机容量
30000 25000 20000 15000 10000
5000 0
系列1
非洲和中东 中南美洲 东西欧
远东和太平洋 北美 中国 台湾
燃气轮机的未来--燃气轮机+热交换技术（换热器）
涡轮入口温度的提高
公元前150年 埃及哲学家Hero发明了一个玩 具－－汽转球 (Aeolipile）
1629 - Giovanni Branca利用蒸汽驱动涡轮 旋转磨粉机
1687 Isaac Newton －－蒸汽货车
1791 John Barber第一个利用现代燃气轮 机的热力学原理申请的设计专利
1872 - Dr. F. Stolze (1836-1910)设计 了真正的第一台燃气轮机，具有多级涡轮 和单级的压气机，但并没有靠自身动力转 动起来
所以只在一台压气机上取得8以上的压比是很困难的。但只要采取将 一台分为两台或更多台时，就可以克服上述困难。
在有些特殊的发动机上，由于流量小，多采用离心式；而轴流式则会 由于流量小使其叶片过短，难以保证其效率。
多轴燃气轮机转子
最初双轴燃气轮机压比在10：1，而它适合于30：1这样的比值。 多轴的另一种形式：如果有几级导叶是可调的，那么就可在高压比
第七章 燃气轮机过渡工况 7-1 燃气轮机起动过程 7-3 燃气轮机减速过程
第八章 燃气轮机性能仿真 8-1 仿真方法
5-2 透平特性 5-4 径向压气机、向心涡轮特性 6-2 燃气轮机部件间的匹配
7-2 燃气轮机加速过程 7-4 燃气轮机加减速过程参数控制 8-2 计算实例
参考书目
教学参考书
1、燃气轮机装置 沈炳正 机械工业出版社 2、燃气轮机原理与性能 翁史烈 上海交通大学出版社 3、燃气轮机工作原理及性能 朱行健 王雪瑜 科学出版社 4、燃气轮机循环理论 佐滕豪 5、 Gas Turbine Theory