燃气轮机本体结构
燃气轮机的整体结构特点PPT课件
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§6.3.2 支架的型式
1、弹性板支承
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§6.3.2 支架的型式
2、支座支承
燃气轮机的两端都用支座支承时，支座位于机组两 侧，一般有四个支座。
支座支承的气缸下半部靠近水平中分面处有专门的 支承面，支座就支承在该处。支承面能够滑动，以 便气缸能自由热膨胀。故支承面处的固紧螺栓孔要 比螺栓直径大，螺栓也不宜固紧，只是设法把螺栓 锁住使机组被可靠地定位。对位于机组冷端的支座， 当机组死点也在该处时，可把支承面螺栓囤紧。
§6.2.1 转子的支承方式
悬臂支承: 主要用于小功率燃气轮机
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§6.2.1 转子的支承方式
与双支点外伸支承的转子相比较，三支点支
承转子的刚性好，有利于压气机后几级采用较小 的径向间隙，但多了一个轴承使结构复杂了不少， 且三个轴承同心度的偏差对转子临界转速也有影 响，因此对同心度的要求高，这给机组安装、调 整及检修带来极大不便，也影响运行的稳定性， 这是一种过渡性的设计。
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§6.1 燃气轮机的整体布置
当发电机由温度变化较小的压气机端驱动（冷 端输出），机组工作时轴系中心稳定；透平排 气采用轴向排气方式，易于与余热锅炉组合连 接，且烟气流动阻力小，循环效率高。但冷端 驱动机组的压气机传递的扭矩大，转子强度要 求高。冷端输出方式普遍用于Siemens KWU、 Siemens WH、Alstom的重型燃气轮机，GE公 司近年推出的F、FA、H系列燃气轮机也采用这 种方式。
采用透平排气端连接发电机的方式通常叫做热 端输出，如GE公司的MS6001B、MS9001E系 列燃气轮机采用。
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。
燃汽轮机分系统介绍ppt课件
启动装置、启动管道、集流管、安全泄气阀、液流单向阀、 压力开关、灭火剂管道、喷嘴、火灾探测器、报警灭火控 制器、声光报警器、手动控制盒等。
9、通风和照明系统
通风（6B）：在轮机间罩顶上装有罩壳通风机88BT-1，机组启动点 火后，此风机自动投入，将轮机间的热空气抽到罩壳外使轮机间形成 负压，这样外界的新鲜空气通过辅机间和轮机间的通风窗进入轮机间， 加速轮机间内空气对流，从而降低轮机间正常运行时的空间温度，并 使可燃性气体混合物不易形成。 气体燃料小室采用强制通风，外部空气由罩壳门的底部百叶窗吸入， 然后由顶部抽风机排出小室，这样可尽量降低小室内可燃气体的浓度。 对于负荷齿轮箱装有罩壳的机组，齿轮箱罩壳顶部装有1台通风机， 将室内的热空气抽出，达到通风散热的目的。
空气处理站有一就地控制箱，将由马达控制中心来的220V电源分为两路，一 路直接送至空气干燥器的控制器，一路控制排放电磁阀。空气干燥器自身配 有控制器，可完成双联干燥元件的自动切换及其它功能。排放电磁阀的控制 由装在就地控制箱内的一只时间继电器控制开断时间，该时间断电器可调， 用户可根据排放阀的实际排放情况对开、断时间进行调整。
11、油气分离系统
任务：该系统主要作用是将发电机、负荷 齿轮箱及机组滑油箱冒出的含油气体分离。 分离出的油排入油箱。
系统构成：该系统主要由油气分离器、油 气分离器支架、管路及阀等组成 。
12 、注水系统
注水系统作用：控制氮氧化合物的生成， 使透平的排气符合环保要求。增加燃机出 力，以满足燃机调峰要求。一般根据不同 的水油比，机组出力可增加 3－5％。
从空气的流向可以把压气机分为进气缸、压气缸 和排气缸，进气缸和进气过滤装置连接（大气 端），排气缸和燃烧室相连（透平端），为燃气 的燃烧提供充足的空气量。
燃气涡轮发动机总体结构
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发动机附件系统及发动机仪表
❖ 第一节 附件系统在发动机上的安装和传动 ❖ 第二节 起动和点火 ❖ 第三节 滑油系统 ❖ 第四节 发动机的参数测量及仪表
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第一节 附件系统在发动机上的安装和传动
❖ 附件的安装应远离高温区，即在燃烧室和涡轮机匣 的外面应尽量不安装附件，为了发动机能安全工作， 油泵一类的附件如滑油泵、燃油泵、液压泵应避免 安装在高温区；其次受附件材 料的限制，为了使附 件正常工作也必须避开高温区。所以，附件传动机 匣一般安装在温度较 低的压气机机匣上。
(1)、静不平衡 (2)、动不平衡
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三、转子的临界转速
❖ 临界转速是转子固有的，它与转子的质量和刚性有 关，发动机在临界转速附近工作时，会产 生剧烈的 振动。
1、临界转速试验 转子的挠度急剧增加的转速就叫做转子的临界转速。 2、转子的临界转速 转子的质量越小和刚性越大，临界转速越高。
小轴弯曲刚性的办法 ❖ 降低发动机转子刚性较好的办法是支承的轴承座中
采用一些特殊的降低刚性的构造
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五、“挤压油膜”式轴承
❖ 目的： 在某些发动机上，为了尽量减少从旋转组件传向轴承座 的动力负荷的影响，采用了“挤压油膜”式轴承。
❖ 形式： 在轴承外圈和轴承座之间留有很小的间隙，该间隙中充 满了滑油。 该油膜阻尼了旋转组件的径向运动及传向轴承座的动力 载荷，因此减低了发动机的振动及疲劳损坏的可能性。
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❖ 滚动轴承的组成：
由内圈、外圈，一组滚动体（滚珠或滚棒）和保持架组成。 内圈通常装在轴上，与轴紧配合，并与轴一起旋转。 内套圈外表面上有供滚珠或滚棒滚动的沟槽，称内沟或内滚道。 外圈通常在轴承座或机械壳体上，与轴承座孔成过渡配合，起支撑
6 燃机整体结构和总体布局
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3、支架的型式——支座支承
燃气轮机的两端都用支座支承时，支座位于机组两 侧，一般有四个支座。
支座支承的气缸下半部靠近水平中分面处有专门的 支承面，支座就支承在该处。支承面能够滑动，以 便气缸能自由热膨胀。故支承面处的固紧螺栓孔要 比螺栓直径大，螺栓也不宜固紧，只是设法把螺栓 锁住使机组被可靠地定位。对位于机组冷端的支座， 当机组死点也在该处时，可把支承面螺栓囤紧。
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冷端输出与热端输出
冷端输出： 当发电机由温度变化较小的压气机端驱动 例如：Siemens KWU、Siemens WH、Alstom的重型燃 气轮机，GE公司近年推出的F、FA、H系列燃气轮机也 采用这种方式。
热端输出： 采用透平排气端连接发电机的方式通常叫做，例如： GE公司的MS6001B、MS9001E系列燃气轮机采用。
外伸支承
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转子的支承方式
悬臂支承: 主要用于小功率燃气轮机
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与双支点外伸支承的转子相比较，三支点支 承转子的刚性好，有利于压气机后几级采用较小 的径向间隙，但多了一个轴承使结构复杂了不少， 且三个轴承同心度的偏差对转子临界转速也有影 响，因此对同心度的要求高，这给机组安装、调 整及检修带来极大不便，也影响运行的稳定性， 这是一种过渡性的设计。
单轴布置
单轴布置只有一台发电机 及相关的输变电设备，余 热锅炉一般不需加装旁通 烟囱和挡板，同时使辅助 设施（如冷却水系统）可 以统一布置，使设备简化， 布置紧凑，厂房面积小， 土建成本降低，使整个电 厂紧凑高效，电站投资降 低。西门子公司认为，单 轴机组设备造价可比多轴 机组低约5％。
燃气轮机结构PPT课件
图3-33 DLN燃烧室的一个火焰筒示意图
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2）催化燃烧
其基本思想是在燃烧室的适当部位引入催化燃烧组件（模 块），催化燃烧的特性是具有“化学恒温作用”。这种组件实 际上是由金属薄片衬底构成的蜂窝结构，衬底上涂敷催化剂， 可燃混合物通过时与催化剂有很大的接触面积。
催化剂组件由多个截面区域组成，每个区域具有专门的功能， 以达到特定的燃烧温度，因此不论可燃混合物浓度如何，即使 燃料-空气比很高，在催化剂组件中进行无焰燃烧时也可以控制 在较低的反应温度，从而将NOx的产生控制在极低的水平。
图 6 发散冷却叶片与表面温度
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图 7 多排冲击和气膜冷却的综合冷却静叶
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图 8 采用冷却技术后，典型的静叶出口温度与叶片温度
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Xgl：冷却空气系数 Xgl=GL/Ga
这里 GL为从压气机抽出用于冷却燃气透平叶片空气量 Ga为进入燃气轮机压气机的流量
燃气轮机初温越高 所需冷却空气流量越大，冷却空气系数越大
1、对流冷却
冷却空气流经叶片内部流道后，自叶片的—端或出气边排出至主燃气流中， 空气靠与叶片内部通道壁面的对流放热来冷却叶片，因而称为对流冷却。
图2 板料焊接的对流冷却静叶片
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图 3 板料焊接的对流冷却动叶片
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图 4 冷却叶片自叶顶排出的动叶
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2 冲击冷却
在空心的叶片内部加一导管，导管上开有许多小孔，冷却空气先流入导管，再 从导管上的小孔流出去冷却叶片。下图为一有冲击冷却的静叶导管上开的一排小 孔正对着片进气边内表面，冷却空气自小孔流出直接冲击进气边内表面进行冷却， 故称冲击冷却。
图 5 有冲击冷却的静叶
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3、气膜冷却 冷却空气从空心叶片顺着燃气流动方向流出，在叶片表面形成
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。
燃气轮机本体结构
燃气轮机本体结构主要内容：燃气轮机概述燃机基础和支撑压气机结构燃烧室结构透平结构轴承1.概述1.1燃气轮机基本组成燃气轮机（Gas Turbine）是一种以气体作为工质、内燃、连续回转的、叶轮式热能动力机械。
它主要由压气机（Compressor ）、燃烧室（Combustion）和燃气透平（Turbine）三大部件构成。
运行基本流程:压气机：对进气增压；燃烧室：通过对压气机的压缩空气燃烧加热，增加工质的做功能力；透平：通过膨胀做功，将燃气的热能转变为对燃机大轴转动的机械能。
旋转的压气机就向一把风扇，将进气加压并驱动之进入燃烧系统。
流体工质 在燃烧室中被燃烧，加热。
透平则可看成是一个风车，为加热的流体（燃气）驱动旋转来带动压气机，并通过旋转轴将多余的功输出（带动发电机）。
注:约1/3的机械功用来驱动发电机1.2 9E燃机的型号与GE命名规则9E燃机型号：PG9171E型PG：表示 PACKAGE GENERATOR(箱装式发电设备）9：表示设备系列号，表示9000系列机组17：表示机组大致的额定出力大小（万马力），即：17万马力，约：12.5万KW. 1：表示单轴机组E：表示燃气轮机的型号，即9系列中的E型。
1.3 燃气-蒸汽联合循环由于燃气轮机循环的工质放热温度（排气温度）还很高，而汽轮机进汽温度一般为540~560℃。
燃气-蒸汽联合循环发电机组就是将燃气轮机的排气引入余热锅炉（HSRG-Heat Recovery Steam Generator）,产生高温、高压蒸汽驱动汽轮机，带动发电机发电。
因而，联合循环的热能利用水平较燃气轮机或汽轮机循环都有明显提高。
目前，最先进的燃气轮机的热效率达40%，联合循环机组的热效率接近60%。
GE公司联合循环的命名规则:联合循环代号-燃气轮机数量-0(无意义)-燃气轮机系列号-压气机改型号联合循环代号:用S表示,是STAG(Steam and Gas)的缩写;燃气轮机数量:是指一套联合循环机组中燃气轮机的台数.例如:S109E表示一台燃机与一台汽轮机的联合循环.联合循环的运行流程：1.4.主要性能参数燃机轻油基本负荷下主要性能参数：标准工况: 环境温度15℃，1个大气压,75%左右相对湿度燃油流量：31T/H压比：12.3透平前温（T3)：1124℃排气温度（T4)：538℃额定出力：123.4MW热效率 ：33.55％热耗率 ：10730KJ/KWH燃机天然气基本负荷下主要性能参数：保证总功率：125900Kw保证总热耗：10650kJ/kwh效率计算1.5 9E型燃气轮机的优点和主要技术指标（1） 结构紧凑，质量轻（2） 体积小，占地面积小（3） 启动快（4） 安装周期短（5） 效率高（6） 污染排放低（7） 耗水少1.6 燃气轮机的新发展趋势IGCC2. 燃机基础及支撑现代电站燃气轮机通常采用组装式快装机组的方式。
西门子燃机本体及辅助系统介绍
1.7压气机和涡轮转子组件部分
• 压气机轴 • 半个联轴器位于1号压气机盘的前端，与发电机转子上的另外半个联轴器耦合。置 于轴前端附近的止推环将接触止推轴承，以限制轴在轴向上的移动。压气机前4排 拥有燕尾形基部，用键锁固到盘上，可允许拆卸各级而不会影响其他级。第5至13 排使用T型槽基部设计，可供叶片安装和拆卸。叶片锁定键随时可见，以保证绝对 锁定。转子压气机端可支持13排叶片。每个叶片排设计增加空气压缩级。
1.7压气机和涡轮转子组件部分
SGT6-5000F
辅助系
统
内容
• 2.1 燃机进气系统 • 2.2 润滑油系统 • 2.3 盘车系统 • 2.4 液压油系统 • 2.5 燃机高负荷轻吹系统 • 2.6燃气系统
• 2.7燃油注水系统
• 2.8压气机水洗系统 • 2.9二氧化碳防火系统
辅助系统设备规格参数
460
125（DC） 460 460 460 460 460 460 6600 460 460 460 460
110
104 12/6 141 3.9 46 25 33.9 275 5.9 174 56/28
3565
1750 3505 1773 1785 1660 1180 1770 3582 3570 3450 1791 3510油通过ＰＩＬＯＴ、A、B等阶段注入。对于燃油，并无C-或D-两个阶段。A-和 B-阶段可配备两类喷射器之一。对于燃油氮氧化合物标准较高或者不受限制的情况， 可以使用带简单开孔的注射器。 这些喷射器并不使用水喷射方法来控制氮氧化合 物。对于需要降低燃油排放量的装置，可选择使用高级光刻注射器。光刻燃油喷嘴 可将燃油雾化为非常细的喷雾。燃油快速蒸发并在更高负荷下需要注水法，以保持 喷嘴尖端冷却，并进一步减少氮氧化合物。
9F燃气轮机本体结构详细介绍解析
三、MS9001FA 型机组
MS9001FA单轴重型燃气轮机，50HZ（3000RPM），由MS7001FA 发展而来，简单循环的功率为 255.6MW，在ISO和标准进气、排气损耗及 以天然气为燃料的条件下联合循环额定功率为 390.8MW。采用DLN（Dry Low NOx）18个燃烧室的燃烧系统，并采取冷端输出功率，这一特性显著 改善了压气机负载对中控制，允许热端轴向排气，优化了联合循环电站 布局，减少了流阻损失。 用于单轴联合循环，蒸汽轮机转子与燃气轮机转子通过一刚性联轴器 联结，发电机转子也是通过联轴器与蒸汽轮机转子末端联结。整个驱动 端的轴向对中由位于燃气轮机中的推力轴承维持。燃气轮机与蒸汽轮机 气缸之间的拉杆用来保持定子部分的对中。
（3）采用三个轴承的支撑方案，这是由于转子刚性不够好的缘故。这种 支撑虽能改善转子刚性，可以使压气机后几级的径向间隙减小，略能提 高压气机的效率，但是多了一个轴承将使机组的结构复杂化，特别是对 三个轴承的同心度要求很高，否则会因轴承之间同心度的偏差而影响转 子的临界转速。 （4）压气机由进气机闸、气缸、静叶、转子、动叶、气封和排气扩压缸 等部件组成，压气机有17级，为了防止启动过程中压气机发生喘振，压 气机的进口装有可转导叶，并在第4级和第10级静叶后设置防喘放气口。 当机组用于联合循环时，进口可转导叶可以在特定的负荷范围内，确保 透平前的燃气温度恒定不变，有利于改善机组的部分负荷效率。 （5）燃烧室采用分管逆流式布置，共有14个。这样能缩短整台机组的轴 向长度，改善转子的刚性，并使燃烧室能够作全尺寸、全参数的调整试 验。每个燃烧室分别配置单燃料喷嘴或双燃料喷嘴，可燃用天然气、轻 油及重油。4个紫外线式火焰探测器，#4、#5、#10、#11燃烧室上各一 个。两个电极高压火花塞，#13、#14燃烧室各一个。
GT燃气轮机
28670
热效率，％
36
在27 ℃、 1.013 bar 、2 kPa、3 kPa条件下的性能
额定功率，kW
24260
热效率，％
34.25
进口空气流量，kg/s
83
动力涡轮转速，r/min
3270
低压涡轮出口燃气温度，℃ ≤800
结构特点
循环 轴数 压气机
型式 转子数 高压级数 低压级数
水冷
结构特点
燃油系统
型式
油泵 燃料
电液调节式 齿轮泵 轻柴油 –10#/GJB3075-97
结构特点
起动系统
型式
起动机数量 平均功率 峰值功率 电压 频率
电动式 3 210 kW 410 kW
380 V
50 Hz
工作原理
通过交流起动电机带动低压转子起动发动机; 空气经过进气装置吸入低压压气机、压缩，然后进
概述
组成（图1） ：进气挠性接头、引气挠性
接头、燃气轮机本体、排气挠性接头、弹性 轴保护罩、减振器、限位器、箱体和底架、 排气管、弹性轴、辅助系统、机旁电子监控 装置、备品备件和工具等。
图1 GT25000燃气轮机
1-进气挠性接头 2－ 引气挠性见接头 3－燃气轮机本体
5－弹性轴保护罩 6－减振器 7－底架
为保证低压压气机在工况运行和起动时的工作稳定 性，低压压气机共有三列可转导向叶片：进口可转 导向叶片7、零级可转导向叶片9和一级可转导向叶 片11，通过联动机构根据高压压气机出口空气静压 同步转动。为增加低压压气机在低工况的稳定裕度， 在零级采用了防失速装置8，并在六级后安装了两 个放气阀17。
高压压气机
概述
箱体部分由底架、发动机支撑、主框 架、检修门、 可拆卸侧壁板、顶板、 进气室、通风与加热系统、灭火系统 和照明系统等组成。
燃机本体结构及系统部分共56页文档
燃机本体构及系统部分
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
燃气轮机结构
气机的优点是级的增压能力高（级压比可达44.5）；缺点是流量小，效率低（75%-85%）。 目前世界上中小功率的燃气轮机主要是采用离心 式压气机；而大功率燃气轮机则采用轴流式压气 机。
9FA采用的是轴流式压气机，相邻的动叶和静 叶称为一级压气机，共有18级，末尾有两级导 向叶片（EGV1、EGV2）。压气机包括三段缸体， 分别是压气机进气缸、压气机缸、压气机排气缸。 它的气缸、外壳和框架都有水平中分面。当压气 机上半缸吊开时，所有静叶能按圆周方向滑出来， 以便进行检查、更换
抽气位置
压气机转子是分布拉杆式转子，是一个由16个叶轮、2个
端轴和叶轮组件、拉杆螺栓及转子动叶组成的组件。前端装
有零级动叶片，后端装有第17级动叶片，16个叶轮各自装有 第1-16级动叶片。压气机转子和透平转子用螺栓连接。在第 16级动叶和第17级动叶之间有间隙，透平转子的内部冷却空 气从这里抽取，空气引向压气机转子后联轴器上的15个轴向
热电偶
顶轴油孔
径向轴承和推力轴承都可在 不吊出转子的情况下更换。
从盘车开始前，润滑油和顶 轴油就已经运行，当转子升 速到1500转时，顶轴油自动 退出。停机时，当转子转速 到1500转时，顶轴油自动启 动。
推力轴承由一个推力盘和轴承的静止部件组成。推力轴承 用来承受燃气轮机在转动时形成的推力负荷，把转子轴向位 移固定在长度为0.012英寸的范围内。在燃气轮机正常运行 过程中，转子的推力负荷是向排气方向的，在启动和停机过 程中，推力负荷的方向通常相反。因此为了承受两个方向的 力，推力轴承是两个。承受正常运行中推力负荷方向的为主 推力轴承，相反方向的为副推力轴承。轴向位移达到0.025 英寸机组报警，达到0.030英寸机组跳机。 推力轴承包括推力盘、推力瓦、均衡板、座环等。推力 盘是和转子轴颈一体的，随转子一起转动。静止部件的推力 瓦由均衡板的淬硬钢调整杠杆支撑。瓦块和均衡板装在座环 中，整个静止组件支撑在轴承座内，并用销钉固定在轴承座 下半，防止其随转子一起转动。推力瓦块是扇段形状，主推 和副推各有十三块瓦块。在早期的９ＦＡ机组中，主推力瓦 块是十二块，副推是十三块。瓦块表面镶有巴氏合金。推力 轴承是可倾瓦自卫型的。
H-25燃气轮机培训第一部分本体结构介绍1
H-25燃气轮机培训1、燃气轮机本体介绍1.1 技术规范循环单循环、单轴型号H-25功率输出26620KW 在15℃透平进口空气压力 1.35Mpa（绝对压力）透平进口温度1270℃排气温度569℃（随着环境温度的改变略有波动）压气机17级，轴流式透平3级轴转速7277RPM燃料类型液体燃料和气体燃料发电机转速3000RPM旋转方向从进气间侧看逆时针方向压气机压比15燃烧室数量10燃烧室类型分管逆流式定向术语：前端：压气机的空气进口端后端：透平的排气端左手侧：顺气流方向看左手侧右手侧：顺气流方向看右手侧1.2 基础和支撑1.2.1 基础透平箱体的基础由润滑油箱作为其结构的一部分构造而成，有利于节省箱体的安装空间，润滑油箱布置在基础的前端，用来给箱体里的设备提供润滑油。
润滑油的排放通过沿着左手侧的工字梁布置的管道回到油箱，压力供油管布置在排放管的内侧，来分配润滑油到各个部分。
1.2.2支撑透平有两处支撑，一处布置在压气机进口端，并且另一处在透平部位。
前支撑由相对柔韧的钢板构成，用以吸收箱体（主要是气缸体）在运行时的热膨胀，后支撑设计制成一个固定的支撑，牢固地与基础相连接，并且在运行时作为膨胀死点。
在下半透平气缸（底部）有一个中心键与基础的键槽相配，来防止（气缸）横向位移。
1.3进口空气系统进口空气处理系统设计用来控制空气质量达到某种程度，为了满足燃机的性能和保护它的组件。
主要部件包括空气过滤室、消音器、导流管、拦污网，还包括过滤器自清洁反吹系统。
1.4压气机1.4.1 H-25压气机是一个17级轴流式压气机，转子直接与透平轴相连，通过17级的动叶和静叶，进口空气逐渐被压缩到透平所要求的压力，压缩空气通过位于压气机的排放端的环形部分排放到燃烧室。
排放空气的压力和温度依赖于进口空气密度，这样压气机的功率消耗受环境空气的温度和压力的影响，依次影响燃机轴的输出。
1.4.2进气机匣进气机匣设计用来把空气从进气室分配给压气机，它包括1#轴承和推力轴承、空气密封和进口导叶。
GT25000燃气轮机
概述
燃气发生器包括低压涡轮带动低压压气机的 低压轴、高压涡轮带动高压压气机的高压轴 和16个火焰筒环形分布的环管逆流式燃烧室 等部分。 动力涡轮是自由的四级反动式轴流涡轮。 辅助系统为发动机的运行提供燃料、润滑、 冷却及其控制等。主要是燃油系统、滑油系 统、气动控制系统、通气、卸荷系统和清洗 系统等。
高压压气机
高压压气机涡轮转子 9 把从高压涡轮获得的机械能 转化为流经高压压气机通道的空气流动能。高压压 气机转子和高压涡轮转子在结构上连接成一体成为 高压压气机涡轮转子。高压压气机转子为鼓盘式， 它由轮盘13、工作叶片6、高压压气机前轴颈5、高 压压气机后轴颈12组成。高压涡轮轮盘悬臂地固定 在高压压气机转子上。通过花键10实现转矩由高压 涡轮转子传递给高压压气机转子。 各轴承滑油腔的密封采用石墨径向一端面接触式密 封结构，它能减少漏入通流部分的滑油，并降低滑 油温度。
工作原理
燃油和压缩空气混合燃烧形成具有作功能力的高温 高压燃气； 燃气从燃烧室流出，依次进入高压涡轮和低压涡轮， 驱动它们和高压压气机和低压压气机转动； 随后燃气进入动力涡轮，驱动动力涡轮转动，通过 弹性轴和减速齿轮箱带动负载，输出功率； 最后完成作功的燃气经过排气管排入大气。
低压压气机
低压压气机
进气段2引导空气平滑进入低压压气机，它由外导流罩1和内 导流罩3构成。导流罩间的环形通道是发动机通流部分的起点。 前机匣4装有进口可转导向叶片7、前支撑6和传动组件5。传 动组件5用于在发动机起动时把起动电机的转矩传给低压压气 机转子，在发动机运行时用来驱动机带附件。 可转导向叶片机匣10用来安装零级可转导向叶片9和一级可转 导向叶片11的转动机构。 低压压气机机匣 15是一个具有垂直法兰和水平中分面的圆筒。 在圆筒的内壁环形槽内安装导向叶片；在上半和下半机匣的 外表面上分别布置一个抽气收集器 13，从低压压气机第二级 抽气，去冷却动力涡轮的机匣外壁。
9F燃气轮机本体结构详细介绍
〔6〕利用发电机作为启动马达，为此需要配置一套变频设备。 〔7〕PG9351(FA)型联合循环燃气轮机电站的布置图如下图。
四、主要系统介绍
1、雾化空气系统 〔1〕MS9001E
雾化空气系统的目的是将燃油滴分裂成特别小的微滴。这些变成微滴 的燃油可以快速、完全地燃烧。这种方式仅在燃烧室的喷嘴出口处完成， 为到达此目的，燃油在喷出燃油喷嘴后与雾化空气喷射器喷出的气流相 混合。不同的燃油被雾化成不同性能的燃油滴。燃油粘度增加，雾化的 难度也增加。
系统说明：
压气机排气中的一局部通过一手动碟阀HV018引至雾化空气预冷器， 该 预 冷 器 空 气 出 口 温 度 由 温 控 三 通 阀 VA32-2 掌 握 。 出 口 温 度 维 持 在 107℃〔 正 常 、 温 态 下 运 行 〕 ， 三 个 温 度 开 关 〔26AA-1A,26AA1B,26AA-2〕 避 开 压 缩 机 及 下 游 部 件 因 高 温 空 气 受 损 。 26AA1A,26AA-1B装在压缩机进口前，动作值为135℃；26AA-2位于压缩机 出口，动作值191℃。任一开关探测到温度高于定值即报警，三个开关中 的两个动作燃机遮断。
热天空气湿度大，经压缩后有分散水的可能。为此特地设置了假设干 连续排污口，消退可能进入到雾化空气或清吹空气回路的分散水。全部 排污经AA7接口排解雾化空气站。
进口滤网利用可更换滤芯吸取可能进入压缩机中的颗粒、杂质，爱护 压缩机。装有压差开关63AF-1。
冷却并经过滤的空气进入雾化空气压缩机〔燃机运行时，始终保持一 台 运 行 〕 。 差 压 开 关 63AD-1A,63AD-2A,63AD-2B〔 定 值 15PSI〕 监 视雾化空气压差。一个压差开关动作时仅报警，三个中的两个开关动作 时，现运行的泵停顿，备泵启动。就地还装有压差表计用于就地监视， 包括弹簧隔离阀和试验阀。
燃气轮机课件(正式版本)
驱逐舰采用4台 机机组的发电量约 由一台1500kw燃
GT25000燃气轮机, 占3%。
气轮机驱动。
单台功率28670kw。
1.4 燃气轮机的优点
功率 密度 • 功大率 密度 是内 燃机 的三 倍， 汽轮
启动 速度 • 工快业
水电 消耗 • 燃少气
自动 化程 •度控高制
清洁 •环使保用
燃气 轮机 系统 最新
• 清洗压气机 • 通风冷却 • 清洁进气
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3.2燃气轮机的控制系统
控制系统
触摸屏
3.3燃气轮机的润滑系统
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3.3燃气轮机的润滑系统
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3.3燃气轮机的润滑系统
油过滤器
轴承供油
3.4燃气轮机的启动系统 启动电机
3.5燃气轮机的燃料系统 启动电机
目录
01
燃气轮机概述
02
燃气轮机的结构
轮机指的
烧后产生的
轮高机温一高般压称连为 透续平流机动，的是气将 流体介体质中蕴
是设备 有的能量与机
械能相互转换
的转动机器。 1
1.1燃气轮机的定义
透平的动静叶
透平的动叶片 配合
1.2燃气轮机的用途
发电
舰船
燃机的用途
车辆
飞机
泵与风机
3
1.3燃气轮机的用途
国产最先进的055 2018年中国燃气轮 美国主战坦克M1
1.5 燃气轮机的工作原理：布雷登循环
1.5 燃气轮机的工作原理：布雷登循环
➢ 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。
➢ 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
燃气轮机结构
图2 板料焊接的对流冷却静叶片
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图 3 板料焊接的对流冷却动叶片
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图 4 冷却叶片自叶顶排出的动叶
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2 冲击冷却
在空心的叶片内部加一导管，导管上开有许多小孔，冷却空气先流入导管，再 从导管上的小孔流出去冷却叶片。下图为一有冲击冷却的静叶导管上开的一排小 孔正对着片进气边内表面，冷却空气自小孔流出直接冲击进气边内表面进行冷却， 故称冲击冷却。
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冲角加大
冲角减小
图3-17 压气机叶栅中旋转脱离现象的发生
2021/7/Leabharlann 710如果某一个叶片上由于正攻角过大而发生了脱流，但相邻 叶片还没有发生，则这一叶片处就会发生局部的气流堵塞， 迫使来流向两侧偏转。
在该叶片前方（相对于叶片运动方向而言）来流攻角会变 小而抑制了脱流的趋势，但其后方的来流攻角会进一步加大 而很快发生脱流。
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透平叶片的冷却
燃气轮机的发展靠高温材料和冷却技术，两者相 辅相成。
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图 1 燃气初温逐年提高情况
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叶片冷却形式
1、对流冷却
冷却空气流经叶片内部流道后，自叶片的—端或出气边排出至主燃气流中， 空气靠与叶片内部通道壁面的对流放热来冷却叶片，因而称为对流冷却。
一级离心式压气机就可以达到4.5或更高的压比
主要应用在小型、微型燃气轮机。
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在压气机特性线的左侧,有一条喘振边界线。这表明，压气机 在一定的转速下运行时，如果空气流量减小到一定程度，运行 工况点进入了喘振边界线左侧的区域，那么整台压气机就不能 稳定地工作。
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1.概述
燃气轮机本体结构
1.1 燃气轮机基本组成
燃气轮机（Gas Turbine）是一种以气体作为工质、内燃、连续回转的、叶轮 式热能动力机械。它主要由压气机（Compressor ）、燃烧室（Combustion）和燃 气透平（Turbine）三大部件构成。
（1）前短轴，在其之上安装着压气机的第一级动叶，#1 轴瓦轴颈。
9
（2）15 级动叶和轮盘组件（包括 2－16 级转子）。 （3）后短轴，在其之上安装着压气机的第 17 级动叶，#2 轴瓦轴颈。 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。 进口导叶（IGV）：Inlet Guide Vane 64 片 静叶通过转轴插入气缸，靠圆台端面和气缸贴紧而径向定位。每片可调静叶 的端部装一个小齿轮，小齿轮与一个大的联动持环相啮合。持环的转动会带动与 其啮合的静叶上的小齿轮转动，并使同一列静叶的转动角度达到一致。联动的持 环由油动机来带动，为了保证可靠性，它们即灵活又不能有松动的间隙。 作用：1）防止喘振
支撑燃机和进气室的基础为一长约 9.15 米的钢质框架结构，是由钢柱和钢 板制造组成，以此作为燃机安装的垂直支撑基础。
在左侧的纵向承重梁和后端的十字支撑横梁之间，焊接了钢密封平板，为燃 机的 2＃瓦，3＃瓦和发电机轴瓦提供滑油的供油和回油。 弹性支撑架：
燃气轮机通过三个垂直弹性板支撑在底盘支架上。 前支撑是一桡性钢板，通过螺栓和定位销在基础前十字横梁处与燃机基础相
进气消音器用来消除或减弱由压气机运行时传来的高频噪音。进气弯头和过 渡进气道是按声学原理连接在一起，以进一步帮助降躁。
进气弯头和进气涡壳都对吸入空气起引导作用，使其沿一定方向，平稳均匀 的进入压气机。 3.3 压气机的构成
9E 机组中使用的轴流式压气机从整体上可以看成由压气机转子和缸体组成。 具体来说，压气机部分包括有气缸、转子、动叶、静叶、进口导叶、出口导叶以 及很多抽气管道。PG9171E 型燃机的压气机结构轴侧图如下：
装配式静叶环 1－静叶；2－静叶外环；3－气缸
直接装配式静叶环
实际叶片见图
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3．4 喘振 当压气机在偏离设计工况条件下运行时，（如：若 n 不变，流量变小），在压
气机工作叶栅的进气口处，可能会出现气流的正冲角，当正冲角大到某种程度， 附在叶型表面上的气流附面层就会发生分离，成为旋转脱离，当旋转脱离严重时， 压气机流量和压力会发生大幅度波动，甚至整台机组都会引起强烈振动。 喘振：当压气机叶片进气口正冲角达到某个值时，在压气机叶栅中会产生气流的 旋转脱离，当旋转脱离发展到一定程度，压气机流量和压力会发生大幅度波动， 甚至整台机组都会引起强烈振动，这就叫做喘振。 喘振的原因分析：
见图 叶根：是动叶与轮盘联接紧固之处。保证联接处有足够强度，应力集中小，拆装 方便。 型式: T 型叶根：
见图 加工方便，结构简单，但承载面小，用于不太长的叶片。 燕尾型叶根：
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见图
广泛采用，靠两侧面来承力，承载面大，应力小，拆装方便。 静叶：
压气机静子叶片是翼面型的，第一级到第八级叶片通过轴向的燕尾形叶根安 装在静叶环的扇形块内，静叶环的扇形块安装在气缸的圆环形沟槽内且通过锁销 定位；而第九级叶片到排气导向叶片则安装于单独的矩形块内，矩形块直接安装 在气缸的圆形沟槽内，直接由锁销定位。
3
从机头顺气流方向看过去，9E 燃气轮机电站的现场常见布置为：控制间、辅 机间、透平间、负荷联轴器间、发电机间。其中，在辅机间和透平间之间有压气 机的进气通道，在透平间与发电机间之间有燃气的排气通道。 水泥基础 公共底盘（支架）：
燃气轮机的本体部分放置在一个钢质支架之上，作为整个机组的基础和支 撑。支架上包括了钢质框架、弹性支撑、键槽座等部分。在燃机基础的两侧，还 安装了起重用的掉耳和十字横梁。为了方便现场基础的安装，在基础的底部两侧， 各有四个机械加工过的平垫，在基础框架的上部，也提供了两个用于燃机后支撑 安装的平垫。 钢质框架：
进气滤位于进气系统的最前端，由滤筒组件和维护通道，人孔门等组成。通 常，燃机的进气滤为带自脉冲清洗的锥式滤和筒式滤组件。空气进来后，首先经 过进气滤的过滤，在进气滤的前后装有压力测点，用于指示空气滤的压差降，从 而确定滤网的清洁程度，为其更换提供依据。
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在空气滤部分还装有进气滤的反吹装置，反向吹入一定量的压缩空气，用于 去掉滤网上的积灰，起到清洗滤网的作用。
气缸：铸造，进气缸、前缸、后缸、排气缸 压气机一般是铸造而成，由于气缸较长，前后的工作条件有所不同，9E 机
组的压气机气缸沿轴向分为进气缸、前缸、后缸和排气缸。这样，前后缸由于工 作条件差异，可以选择不同的材料，降低了制造成本。其次，每段气缸较短，便
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于内表及叶根槽的加工。 进气缸位于燃机的前端，将来自进气室的空气均匀导入压气机，其前端连接
由于燃气轮机循环的工质放热温度（排气温度）还很高，而汽轮机进汽温度 一般为 540~560℃。燃气-蒸汽联合循环发电机组就是将燃气轮机的排气引入余 热锅炉（HSRG-Heat Recovery Steam Generator）,产生高温、高压蒸汽驱动汽 轮机，带动发电机发电。因而，联合循环的热能利用水平较燃气轮机或汽轮机循 环都有明显提高。目前，最先进的燃气轮机的热效率达 40%，联合循环机组的热 效率接近 60%。 GE 公司联合循环的命名规则: 联合循环代号-燃气轮机数量-0(无意义)-燃气轮机系列号-压气机改型号 联合循环代号:用 S 表示,是 STAG(Steam and Gas)的缩写; 燃气轮机数量:是指一套联合循环机组中燃气轮机的台数. 例如:S109E 表示一台燃机与一台汽轮机的联合循环. 联合循环的运行流程：
运行基本流程:
压气机：对进气增压； 燃烧室：通过对压气机的压缩空气燃烧加热，增加工质的做功能力； 透平：通过膨胀做功，将燃气的热能转变为对燃机大轴转动的机械能。
旋转的压气机就向一把风扇，将进气加压并驱动之进入燃烧系统。流体工质 在燃烧室中被燃烧，加热。透平则可看成是一个风车，为加热的流体（燃气）驱 动旋转来带动压气机，并通过旋转轴将多余的功输出（带动发电机）。 注:约 1/3 的机械功用来驱动发电机
1.5 9E 型燃气轮机的优点和主要技术指标
（1） 结构紧凑，质量轻 （2） 体积小，占地面积小 （3） 启动快 （4） 安装周期短 （5） 效率高 （6） 污染排放低 （7） 耗水少
1.6 燃气轮机的新发展趋势
IGCC
2. 燃机基础及支撑
现代电站燃气轮机通常采用组装式快装机组的方式。压气机、燃烧室、透平 等设备都成套安装在一个公共底盘上，形成箱装式发电机组。
2）进行 IGV 温控，通过关闭 IGV 的角度，减少进入压气机的空气量，从 而提高燃机排气温度。 外观：
见图 IGV 传动：
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见图 分析：两个可调叶片的角度变化情况。 可以改变：进气量，进气角度。减小正冲角。 范围：0－86 度。 出口导叶（EGV）：
相对于进口可调静叶，压气机出口布置有出口导叶 EGV，其作用是将旋转的 压气机排气气流导向为径向的排气，保持燃烧的稳定。 17 级叶片，每一级包括工作叶片（动叶）及其后的静叶（扩压） 作用过程：压气机动叶：将动能加到气流上，使气流加速。
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1.4.主要性能参数
燃机轻油基本负荷下主要性能参数： 标准工况: 环境温度 15℃，1 个大气压,75%左右相对湿度 燃油流量：31T/H 压比：12.3 透平前温（T3)：1124℃ 排气温度（T4)：538℃ 额定出力：123.4MW 热效率 ：33.55％ 热耗率 ：10730KJ/KWH 燃机天然气基本负荷下主要性能参数： 保证总功率：125900Kw 保证总热耗：10650kJ/kwh 效率计算
着进气涡壳，后段装有可调导叶，此外，还支撑#1 轴瓦组件。 前缸包含压气机第一级到第四级，在压气机底部的基础上，前挠性支板的一
端通过螺栓和定位销与压气机前缸的前垂直法兰连接,支板的另一端通过螺栓和 定位销与燃机基础相连。此外，前缸还装有用于燃机与其基础分离的两个整体大 起重吊耳。
压气机后缸包含压气机第五级到第十级，在该段气缸上，开有第五级和第十 一级抽气口，其中第五级抽气用于冷却和密封功能，第十一级抽气用于起机和停 机过程中的防喘。排气缸包含压气机第 11～17 级、2 级出口导叶，它连接着压 气机和透平缸体,并为#2 轴瓦组件提供了内支撑。如图 3－5 所示，压气机排气 缸由两个缸组成,外缸是压气机机匣的延续，内缸是环绕压气机转子的内缸,两个 缸通过径向支板连接。
键槽座： 在透平缸下半部上有一个纵向导键，与底盘上的键槽座配合，防止了透平缸
左右侧运动。
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绝对死点：机组在热膨胀时，相对地面而言，总有一个点是固定不动的，这个点 就是绝对死点。
由于后两个支架沿轴向刚性很大，左右方向也定死，所以该处就成为绝对死点。
3.压气机(compressor)
3.1 概述
型式：轴流式压气机 压比：12.3（实际 10 多） 每一级压比：1.15-1.35 级数：17 级 空气流量: 1,453 × 103 kg/h 叶顶最高速度：340 m/s