燃气轮机原理、结构及运行维护
汽轮机工作原理及结构
汽轮机工作原理及结构汽轮机是一种利用高温高压气体流经叶片，使叶片旋转，并通过叶轮与主轴连接转化为机械能的热机。
它的工作原理是基于热力学第二定律，即热量不能从低温物体自发地传递给高温物体，而只能通过外界的做功来传递。
汽轮机由压气机、燃气轮机、涡轮增压器、燃气发电机组等组成，其中压气机起吸入空气并进行压缩的作用，燃气轮机通过高温高压气体的膨胀来驱动叶轮旋转，并转化为机械能，然后经由主轴传递给涡轮增压器或燃气发电机组进行增压或发电。
汽轮机的结构主要由压气机、燃气轮机、涡轮增压器、燃气发电机组、燃料供给装置、烟气排放系统和润滑系统等组成，下面我们将详细介绍每个部分的结构。
1.压气机：压气机是汽轮机的进气部分，用于将外界空气压缩并送入燃气轮机。
它由多级叶片和导向器组成，每个级别的叶片都会将气体压缩到更高压力，从而提高燃气轮机的效率。
2.燃气轮机：燃气轮机是汽轮机的核心部分，负责将压缩后的气体膨胀为高速旋转的叶轮，并将燃气轮机的转动动能转化为机械能。
燃气轮机由进气段、燃烧系统、高压段和低压段组成。
进气段将压缩后的气体引入燃烧系统，燃烧系统将燃料与空气混合并燃烧产生高温高压气体。
高压段和低压段则通过多级叶片将燃烧产生的气体膨胀，并将动能传递给叶轮。
3.涡轮增压器：涡轮增压器是汽轮机的一个重要组成部分，用于增加燃料燃烧后的气体压力，提供更高的进气压力给燃气轮机工作的环境。
涡轮增压器主要由涡轮和压气机组成，涡轮通过高速旋转将压缩后的气体推入压气机，增加进气压力。
4.燃气发电机组：燃气发电机组是一种直接利用燃气轮机输出的功率来驱动发电机发电的装置。
燃气轮机通过转动主轴使发电机转子旋转，进而产生电能。
燃气发电机组相对于传统的发电方式具有高效率、低污染和低噪音等优点。
5.燃料供给装置：燃料供给装置用于将燃料引入燃烧系统，以满足燃气轮机燃烧所需的能量。
通常使用的燃料有天然气、柴油、重油等。
6.烟气排放系统：烟气排放系统用于将燃气轮机排出的烟气进行处理和净化，以减少对环境的污染。
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。
微型燃气轮机工作原理
微型燃气轮机工作原理微型燃气轮机工作原理燃气轮机是一种重要的发电机组件，可以将化石燃料、天然气等燃料的热能转化为机械能，再转化为电能，成为现代工业领域不可或缺的一部分。
微型燃气轮机则是在燃气轮机基础上，经过了小型化、高效化等技术改进，形成的一种新型发电机组件。
本文将从微型燃气轮机的原理、结构和特点等方面进行分析。
一、微型燃气轮机的原理微型燃气轮机的工作原理与燃气轮机基本相同。
其工作流程如下：1. 燃烧室燃气轮机的第一个部分是燃烧室。
在这里，燃料的化学能被释放出来，然后用气体将其推出。
2. 压缩部分在燃烧后，燃气的湍流带动了涡轮。
这个涡轮转动后驱动压缩机，将空气加压。
3. 冷却部分由于压缩会导致空气升温，所以在运从过程中，空气需要从环境中获取冷却。
对于微型燃气轮机来说，冷却主要是通过内部循环系统和外部传热。
4. 膨胀部分通过压缩了的空气驱动涡轮推动发电机或机械设备的机械转动，这里可利用运动学、热力学等的基本原理说明微型燃气轮机内部的工作过程。
其中微型燃气轮机的改进主要集中在涡轮和压缩机的小型化和高效化方面。
通过采用导叶技术、叶片材料、空气进口方式等改进方案，压缩机效率得到了大幅度的提升。
二、微型燃气轮机的结构从整体结构上来看，微型燃气轮机也是由燃烧室、涡轮、压缩机、燃料供应系统、控制系统、轴承支撑、发电机和辅助设备等组成的。
在微型燃气轮机内部，气体进入燃烧室，燃料从燃气涡轮的后端进入燃烧室。
在燃烧室内部，气体燃烧并通过涡轮引导出去。
这就是流经转子的气体。
流入涡轮后，气体被压缩和加热，转子受到气体的冲击力受到推动。
微型燃气轮机与传统的燃气轮机的主要区别在于规模和通量。
微型燃气轮机的工作流量通常为100升/秒以下，轴功率通常小于30千瓦。
而整体低成本、小型化、高效化则是微型燃气轮机发展的重要方向。
三、微型燃气轮机的特点对比于传统的系统，微型燃气轮机要小很多，但也就更灵活。
以下是一些微型燃气轮机的特点：1. 体积小、重量轻微型燃气轮机通常以几千瓦的发电量作为设计，体积小，重量轻，可以灵活、方便地移动和运输。
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。
燃气轮机原理及控制调节
图2－7 Ne－n 静态特性( PI 调节作用下)
在考虑并网机组的情况时, 首先应考虑大电网的 功率－频率静态特性(见图2－8中的实线所 示) 。当燃气轮发电机组并入大电网后，其转
速受电网频率的钳制，为恒定的频率值，一般 只有很小的波动。在不考虑频率ωe 扰动的前
提下，不需要考虑转速调节。对并入大电网的 机组进行功率调节，就是要在机组的Ne－n 静
1.4、温度控制系统
3、排气温度信号的处理
1.4、温度控制系统
4、温度控制基准
1.4、温度控制系统
压气机：级数：18级；压比（ISO）：16.5
1.4、温度控制系统
4、温度控制基准
图2－8
图2－11
图2－12
图2－13
图2－14
图2－15
图2－16
三、燃气轮机的IGV控制系统
动力涡轮转子总成 燃气发生器透平钻子总成
VP40(98)-013
Centaur 40单轴燃气轮机
透平箱体和喷嘴 排气阀
燃烧室外罩
卷轴结合
燃料喷嘴 压缩机转子 附属驱动
输出轴
透平排气扩容器和排气 集箱
透平转子 燃料歧管 压缩机扩容器 压缩机可变进口导叶
空气进口 主减速齿轮箱
VP40(98)-014
Centaur 40 压缩机 /机械驱动
• FSRN – FSRN0=（TNR-TNH）×KDrooop （2-1） • 式中FSRN——有差转速控制的输出FSR； • FSRN0——燃气轮机在额定转速下空载的FSR值（在这里作
为控制常数存入存储单元）； • KDroop——决定有差转速控制不等率的控制常数（调峰的燃
气轮机δ一般取4%）。
1000
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。
9E燃机系统培训
第三章 9E燃机的运行
在停机后的一种正常冷机方式，燃机的正常冷 机可防止燃机大轴的弯曲，搁止及不平衡。燃 机在冷机的任何时候皆可以启动及带负荷。
根据GE规定，燃机停机后（正常或紧急），未 进行正常冷机时间在15分钟（最大）内，燃机 可按正常方式启动而不需进行冷机。若未进行 正常冷机在15分钟以上，48小时以内，燃机的 再次启动需再进行1至2小时的低速冷机后方可。 如果燃机停机后，完全未进行冷机，则应保持 燃机在静置转态保持48小时以上，方可再次启 动燃机而不会度燃机造成损坏，燃机在较长时 间的静置下，燃机大
IGV的作用：在起，停机过程中，低转速时， 控制进气角度（降低进气功角，
第一章 燃气轮机原理
功角过大，易引起叶背面进气气流旋转脱离， 压气机喘振），防止压气机喘振。
用在部分燃机负荷带联合循环中， 通过关小IGV角度，减小进气流量，提高燃机 排气温度，从而提高整体联合循环的热效率。
EGV的作用：用于将旋转的压气机排气气流导 向为径向的排气，保持燃烧的稳定。气流流速 （动能）的增加主要在动叶中完成，气流压力 的增加（增压）主要在静叶中完成。另外，从 压气机的第10级后抽气（4路）作为防喘放气 支路，从第4级后抽气（2路）一部分作为燃机 轴承密封空气；一小部分作为透平第三级护
第四章 9E燃机结构
压气机的每级均是一个带有叶片的独立轮 盘，各级轮盘通过沿圆周均匀分布的16根拉杆 螺栓轴向连接在一起，各级轮盘通过位于轮盘 中心附近凹凸槽径向定位，但轮缘处互不接触， 留有气隙，冷却轮盘；扭距的传递是通过螺栓 连接法兰的表面摩擦力完成的。各级轮盘和带 短轴的轮盘部分的外圆周，都具有拉削的槽隙， 动叶插入这些槽内并在槽的末端通过冲铆使动 叶轴向固定。在组装压气机转子时，应精选轮 盘的位置以减小转子的不平衡量，组装完成后， 进行压气机转子的动平衡。
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
(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。
汽轮机工作原理及结构
汽轮机工作原理及结构汽轮机作为一种常见的热能转换装置，在能源领域发挥着重要的作用。
本文将介绍汽轮机的工作原理和结构，以帮助读者更好地了解和应用这一技术。
一、工作原理汽轮机通过当燃料燃烧产生高温高压气体，然后将这些气体通过喷嘴喷入汽轮机装置中的转子。
转子上的叶片受到高速高压气体的冲击力，在转子上产生转动力，从而驱动轴的转动。
同时，高温高压气体通过转子后转变为低温低压气体，然后被排出。
汽轮机通常采用闭式循环，也就是说排出的低温低压气体会再次进入锅炉或燃烧室进行再加热，然后再进入汽轮机转子。
这种循环能够充分利用能量，提高汽轮机的热效率。
此外，汽轮机还可以与发电机或水泵相结合，将机械能转化为电能或液压能。
二、结构组成汽轮机通常由以下几个主要部分组成：1. 锅炉：负责产生高温高压气体的燃烧室。
不同类型的汽轮机使用的锅炉有所不同，包括燃煤锅炉、燃气锅炉和核电锅炉等。
2. 压缩机：负责将空气压缩并输送到锅炉，以增加锅炉燃烧效率。
常见的压缩机类型有离心式压缩机和轴流式压缩机。
3. 燃气轮机：由轴和转子组成，是汽轮机的核心部件。
在燃烧室中释放的高温高压气体通过喷嘴进入燃气轮机，推动转子旋转，从而产生机械能。
4. 发电机或水泵：将燃气轮机输出的机械能转化为电能或液压能。
发电机或水泵与燃气轮机通过轴相连，通过传递转动力来完成能量转换。
5. 辅助设备：包括冷却系统、润滑系统、控制系统等，用于确保汽轮机的正常运行和安全性。
除了上述主要组成部分，汽轮机的结构还可能包括透平机组、减速机、机架等。
这些部件的具体组合和布局会根据实际应用需求的不同而有所变化。
三、应用领域汽轮机广泛应用于发电、航空、船舶、石化等众多领域。
其中，发电是汽轮机最常见的应用之一。
在热电站中，汽轮机与发电机结合，通过燃烧燃料产生高温高压气体，并将这些气体转化为电能。
此外，汽轮机还可以配合热泵系统，提供供暖和供热。
在航空领域，涡轮引擎是最常见的汽轮机类型之一。
燃气轮机结构及用于发电的主要形式
燃气轮机结构及用于发电的主要形式燃气轮机装置是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机，它的结构与飞机喷气式发动机一致，也类似蒸汽轮机。
主要结构有三部分：1、燃气轮机(透平或动力涡轮);2、压气机(空气压缩机);3、燃烧室。
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工，推动动力叶片高速旋转，乏气排入大气中或再加利用。
燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命周期较长等优点。
主要用于发电、交通和工业动力。
燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机轻型燃气轮机为航空发动机的转型，如LM6000PC和FT8燃气轮机，其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高，主要用于电力调峰、船舶动力。
重型燃气轮机为工业型燃机，如GT26和PG6561B等燃气轮机，其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高，主要用于联合循环发电、热电联产。
燃气轮机用于发电的主要形式：简单循环发电：由燃气轮机和发电机独立组成的循环系统，也称为开式循环。
其优点是装机快、起停灵活，多用于电网调峰和交通、工业动力系统。
目前的最高效率的开式循环系统是GE公司LM6000PC 轻型燃气轮机，效率为43%。
前置循环热电联产或发电：由燃气轮机及发电机与余热锅炉共同组成的循环系统，它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收，转换为蒸汽或热水加以利用。
主要用于热电联产，也有将余热锅炉的蒸汽回注入燃气轮机提高燃气轮机出力和效率。
最高效率的前置回注循环系统是GE公司LM5000-STIG120 轻型燃气轮机，效率为43.3%。
前置循环热电联产时的总效率一般均超过80%。
为提高供热的灵活性，大多前置循环热电联产机组采用余热锅炉补燃技术，补燃时的总效率超过90%。
联合循环发电或热电联产：燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机或供热式蒸汽轮机(抽汽式或背压式)共同组成的循环系统，它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽，再将蒸汽注入蒸汽轮机发电，或将部分发电作功后的乏汽用于供热。
燃气轮机工作原理解析
燃气轮机工作原理解析燃气轮机工作原理解析1. 引言燃气轮机是一种广泛应用于发电、航空和工业领域的热机设备，其高效率和可靠性使其成为许多行业的首选。
本文将深入解析燃气轮机的工作原理及其相关技术，帮助读者加深对该设备的理解。
2. 燃气轮机的基本原理a. 概述：燃气轮机是一种以燃烧产生高温高压气体推动转子运动的装置。
b. 压气机部分：燃气轮机的基本构成之一是压气机，其作用是将空气压缩，提高压力和温度。
c. 燃烧器部分：在压缩后的空气中注入燃料并点燃，形成高温高压气体。
d. 高温气体部分：高温高压气体由燃烧室流入调速器，然后流入轮叶进一步扩张，将热能转化为动能。
e. 功率输出部分：高温气体的动能转化为转子的运动，通过与发电机或机械设备的连接，产生有用的功率。
3. 燃气轮机改进技术a. 燃气轮机的燃料：燃气轮机可以使用不同类型的燃料，包括天然气、石油、生物质和液化石油气等，这使得其在能源供应的多样性方面具有优势。
b. 燃气轮机的热循环：为了提高燃气轮机的效率，热循环技术被广泛应用，例如再热循环、再循环、废热回收以及燃料预加热等。
c. 燃气轮机的燃烧室：为了减少燃烧过程中产生的污染物和减少对环境的影响，燃煤轮机燃烧室采用了低排放设计，并且燃烧效率得到了显著提高。
d. 燃气轮机的涡轮叶片：涡轮叶片的材料选择和结构设计也是燃气轮机性能改进的关键。
新材料的应用和流体力学分析的发展为叶片提供了更高的承载能力和更好的性能。
4. 燃气轮机的优势与应用领域a. 高效率：燃气轮机具有高能量转换效率，通常可以达到30%以上。
b. 快速启动和停机：燃气轮机的启停时间很短，可在数分钟内实现运行或停机，适用于应急发电和调峰需求。
c. 灵活性：燃气轮机适用于自然气和液化石油气等多种燃料，可根据供应的可用燃料进行调整。
d. 应用领域：燃气轮机广泛应用于电力工业、石油化工、航空航天和海上发电等领域。
5. 总结与展望燃气轮机作为一种高效、可靠的热机设备，在能源和工业领域具有广泛的应用。
燃气轮机发电厂的工作原理、类型、及其发电厂设备构成
燃气轮机发电厂的工作原理、类型、及其发电厂设备构成(一)燃气轮机燃气轮机是将气体压缩、加热后在透平中膨胀，把热能转换为机械能的旋转式动力机械。
简单循环的燃气轮机由压气机、燃烧室、燃气透平三大部分，以及控制与保护系统、润滑油和液压油系统、空气过滤器和消声器、燃料系统、起动装置等附属设备组成。
1.工作原理单轴简单循环燃气轮机的工作原理如图1所示。
压气机从大气吸入空气，经绝热压缩，压力和温度升高;压缩后的空气进入燃烧室，与由燃料喷嘴喷射出来的燃料进行混合和燃烧，所产生的高温燃气，进入透平，经过绝热膨胀做功，推动透平转子转动将燃料的化等压加热座席冷却学能转变为机械能;膨胀做功后的燃气直接排入大气。
透平发出的功率约有2/3消耗于压气机对空气进行压缩，其余的1/3成为燃气轮机输出的机械功。
图1单轴简单循环燃气轮机的工作原理2.类型燃气轮机按结构轻重程度可分为重型和轻型两类，按循环方式可分为简单循环和复杂循环两类。
(二)燃气轮机发电厂燃气轮机发电厂采用燃气轮机或燃气-蒸汽联合循环中的燃气轮机和汽轮机驱动发电机。
目前，燃气轮机及其联合循环主要燃用液体燃料(柴油、重油、渣油和原油)或气体燃料(天然气、焦炉煤气、高炉煤气、液化石油气、炼油厂气和煤层气等)，直接燃用超净水煤浆和煤粉的燃气轮机正在试验中。
整体煤气化燃气-蒸汽联合循环电厂和燃煤的增压流化床燃气-蒸汽联合循环电厂尚处于商业示范阶段。
1.燃气轮机发电厂的类型燃气轮机发电厂主要有以下几种:(1)单纯用燃气轮机驱动发电机的发电厂。
燃气轮机的循环方式可以是多种多样的，如简单循环、再热循环等。
目前大型燃气轮机的单机功率已达260MW，供电效率为35%~41.57%。
一个发电厂可以安装1台或多台燃气轮发电机组，一般用作调峰或紧急备用。
(2)用燃气轮机与汽轮机组合成的联合循环发电厂。
它可以是余热锅炉型的、有补燃的余热锅炉型的和双流体循环型的。
目前单轴式联合循环机组的单机功率已达390MW,供电效率为55%~58%。
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。
燃气轮机工作过程分类原理特点及关键技术
燃气轮机工作过程分类原理特点及关键技术燃气轮机是一种利用燃气和空气作为动力的一种机器，在大型工业上应用得多。
很多人都没听说过这个名词，更不知道燃气轮机是什么东西。
燃气轮机的简介燃气轮机（Gas Turbine）是一种以连续流动的气体作为工质、把热能转换为机械功的旋转式动力机械。
在空气和燃气的主要流程中，只有压气机（Compressor）、燃烧室（Combustor）和燃气透平（Turbine）这三大部件组成的燃气轮机循环，通称为简单循环。
大多数燃气轮机均采用简单循环方案。
因为它的结构最简单，而且最能体现出燃气轮机所特有的体积小、重量轻、启动快、少用或不用冷却水等一系列优点。
通常在燃气轮机中，压气机是由燃气透平膨胀做功来带动的，它是透平的负载。
在简单循环中，透平发出的机械功有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，直到燃气透平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。
燃气轮机的工作过程燃气轮机的工作过程是，压气机(即压缩机)连续地从大气中吸入空气并将其压缩；压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合后燃烧，成为高温燃气，随即流入燃气涡轮中膨胀做功，推动涡轮叶轮带着压气机叶轮一起旋转；加热后的高温燃气的做功能力显著提高，因而燃气涡轮在带动压气机的同时，尚有余功作为燃气轮机的输出机械功。
燃气初温和压气机的压缩比，是影响燃气轮机效率的两个主要因素。
提高燃气初温，并相应提高压缩比，可使燃气轮机效率显著提高。
70年代末，压缩比最高达到31；工业和船用燃气轮机的燃气初温最高达1200℃左右，航空燃气轮机的超过1350℃。
燃气轮机的分类1、重型燃气轮机设计特点：零部件较为厚重，设计时不以减轻重量为主要目的，而是在应用不太好的材料情况下能够达到长期安全工作的目的。
单位功率的质量为2——5千克/千瓦。
燃气轮机内部结构
燃气轮机内部结构
燃气轮机是目前常见的火力发电机组之一，其内部结构包含了多个关键组件，这些组件共同作用，使得机组可以高效产生能源。
下面将从多个方面阐述燃气轮机内部结构是如何运作的。
1.压缩器
燃气轮机内部压缩器是产生高压气体的部分之一，其主要作用是将空气进行增压，从而提高燃气轮机的抗氧化、耐腐蚀和高温性能。
压缩机通常由一组注气引导叶和一组稳定叶组成。
它们不仅保障了压缩器的顺利运转，还能延长燃气轮机的寿命。
2.燃烧室
燃气轮机内部的燃烧室是燃气轮机能够产生功率的基础。
燃烧室内的燃料与压缩器中的空气燃烧，高温汽流通过喷淋油破碎器，形成易燃气体与空气混合燃烧，这样产生的高温气体进一步推动了燃气轮机旋转，产生了能源。
3.透平
透平是燃气轮机中最核心的部件。
透平被划分成高压和低压两个部分，各自由一组绕线相互支撑。
高压透平的叶片通过从压缩机出口进入的高压气流产生功率，低压透平由高压透平进风补充空气产生需要的进一步动能。
动能则被传递到轴上的发电机，并产生电力。
总之，燃气轮机是一个由组件组成的系统，每个组件都起到了关键的作用。
想要燃气轮机运转得更加平稳和高效，需要每个部件都发挥出最大的功效。
燃气轮机的内部结构也会因模型和性能而异，但其核心概念和原理在所有模型中都相同。
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*)
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燃气轮机原理、结构及运行维护
2
课程目标
1 复述燃气轮机的基本原理和相关结论 2 陈述燃气轮机的基本结构和技术难点
3 说出燃气轮机的运行和检修的特点
3
目录
1. 燃气轮机的基本原理 2. 燃气轮机的基本结构 3. 燃气轮机的运行与维护 4. 燃气轮机技术的最新发展
4
目录
第一章 燃气轮机的基本原理
2，一定的温比条件下，存在 一个最佳压比，此时实际简 单循环的比功达到最大。
11
1.1 基本原理-实例
12
1.1 基本原理-措施
提高燃气轮机效率和比功的措施：
减少损失
最佳压比
提高效率
提高比功
提高温比、透 平效率、压气 机效率和燃烧 室效率，或是 减少机组各部 分的流阻损失， 都可以提高燃 气轮机热效率 和比功。
实际简单循环压容图和温熵图
9
1.1 基本原理-实际简单循环
实际循环中比功率lcs/cpTa 与τ和ε*的变化关系
实际循环中循环热效率 ηgt与τ和ε*的变化关系
10
1.1 基本原理-对比
理想简单循环
1，理想简单循环的比功与压 比和温比都有关系
2，理想简单循环的效率只与 压比有关。
实际简单循环
1，随着温比的增加，实际 简单循环比功和效率均有所 增加
18 312 39.3 470 59.5 1427* 597 730
SGT5-4000F(4) 环形 DLN 17.2 287 39.5 423 58.66 1343 590 672.5
9FB（03） DLN2.6+
18 295 38.6 455 59.3 1370 633.6 648.6
24
2.1 整体结构-引言
目前最先进的燃气轮机
型号 压气机压比（级数）
三菱 M701J
23（15级）
GE 9FB（05）
19.7（14级）
西门子 SGT5-8000H
19.2（13级）
透平入口温度（℃）
1600（静叶入口）
简单循环出力（MW）
460
330
375
单轴联合循环出力（MW）
670
510
578
联合循环效率（%）
61
60
16
1.2 叶轮机械原理-参数变化
气体流经压气机级的参数变化
17
1.2 叶轮机械原理-速度三角形
基元级速度三角形
C =w+u
18
1.2 叶轮机械原理-扭曲叶片
压气机基元级沿叶高的变化：
基元级叶栅形状和气流流入角沿叶高 不同，因此轴流压气机的工作轮叶片和导 流器叶片呈扭曲状。
19
1.2 叶轮机械原理-喘振
第二章 燃气轮机的基本结构
22
2.1 整体结构-引言
燃气轮机
23
2.1 整体结构-引言
国内目前引进最先进的燃气轮机
燃机型号 燃烧室形式
压比 燃机简单循环出力，MW
燃机简单循环效率，% 单轴联合循环出力，MW
单轴联合循环效率，% 透平进气温度，℃ 燃机排气温度，℃ 空气流量，kg/s
M701F4 环管形DLN
为了使机组的 热效率和比功 达到最大值， 还必须合理选 择最佳压比。
提高燃气轮机 机组热效率的 措施还有采用 回热循环和燃 气-蒸汽联合循 环的方案。
提高燃气轮机 机组比功的种 措施还有采用 间冷循环和再 热循环。
13
1.1 基本原理-影响因素
环境温度的影响
14
1.2 叶轮机械原理-引言
15
1.2 叶轮机械原理-对比介绍
绝热膨胀过程3→4s ：面积34sp1*p2*3就是透平膨胀做功
lts
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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*)
面积34s12s3=面积34s p1*p2*3-面积12sp2*p1*1=lts-lys=lcslcs
c
pT1*
1
1
m
m
1
循环效率：c
lts lys q1
q1 q2 q1
1 q2 q1
1 1
m
8
1.1 基本原理-实际简单循环
由于：1）压气机的叶型损失、环端面损失及二次流损失；2）燃烧过程 中的滞止压力降低 ； 3）燃气透平中的型阻损失、端部损失、轮盘摩擦 损失、余速损失等 ； 4）透平的排气总压p4*要比大气压压力略高等。 透平的膨胀功lt减少了，而压气机的压缩功lys增大 ，对外界输出的实际循 环净功lcs=lts-lys 减少了，实际循环的循环效率减少。
透平与压气机的对比
能量转换： 叶栅通道： 流动过程： 级的构成： 叶型： 轮缘功： 工作环境： 级数： 多级流程： 效率：
透平
焓＝》机械能 收敛式 膨胀加速 静叶＋动叶 厚、弯度大 大 高温 少 扩展 单级：0.88-0.91 多级：0.91-0.94
压气机
机械能＝》压力势能＋热能 扩散式 扩压减速 动叶＋静叶 薄、弯度小 小 低温 多 缩小 单级：0.88-0.90 多级：0.83-0.87
理想简单循环压容图和温熵图
7
1.1 基本原理-理想简单循环
系数：m k -1
空气：k
k 1.4
压比： p2*
p1*
温比：
T3* T1*
绝热压缩过程1→2s：面积12sp2*p1*1就是绝热压缩耗功 lys cp (T2* T1*) cpT1*( m 1)
等压燃烧过程2s → 3：面积2s3s3s12s就是空气从外界吸入的热能 q1 cp (T3* T2*)
5
1.1 基本原理-引言
燃气轮机循环
• 理想循环：布雷顿 循环（Brayton） • 利用高温高压燃气在燃气轮机中膨胀做功，带动发电机
转动的动力循环装置。
6
1.1 基本原理-理想简单循环
燃料
2
压气机 1
透平
负载
3
4
理想简单循环四过程：
①绝热压缩过程 ②等压燃烧过程 ③绝热膨胀过程 ④等压放热过程
60.75
NOx排放（mg/Nm3） 启动时间（点火到FSNL）
25ppm 10-15min
30-50（ 25ppm）
6min
带负荷时间
从230MW到460MW仅 热态启动满负荷小 标准25分到375MW
需11.5min
于30min
快速 10分钟到375MW
25
2.1 整体结构-总体结构
压气机
燃烧室
气流进入叶片示意图
攻角：压气机在工作时，气流进入叶片的流入角β1一般情况下与叶片的几 何进口角β1k不相一致，它们的差值，称为攻角。
20
本章小结
➢ 基本理论的两点结论？ ➢ 大气温度的影响？ ➢ 叶片为何是扭曲的？ ➢ 喘振发生的机理？
对一个燃机联合循环电厂来说，采用进气冷却是否有用？
21
目录
透平