燃气轮机原理及控制调节
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。
燃气轮机发电机组原理
燃气轮机发电机组原理一、燃气轮机发电机组的概述燃气轮机发电机组是一种高效、可靠、灵活性强的发电设备，它由燃气轮机和发电机两部分组成。
其中，燃气轮机是利用高温高压燃气驱动涡轮转动，进而带动发电机转子旋转产生电能的设备。
该设备具有启动快速、响应迅速、效率高等特点，广泛应用于航空、航天、军事、工业和民用领域。
二、燃气轮机发电机组的工作原理1. 燃气轮机部分(1) 空气进口：空气通过进口管道经过滤清器进入压缩室。
(2) 压缩室：空气在压缩室中被压缩至高温高压状态。
(3) 燃料喷射：燃料通过喷油嘴喷入压缩室中与空气混合并点火，产生高温高压的燃气。
(4) 涡轮驱动：高温高压的燃气通过涡轮驱动涡轮转子旋转，同时也带动了发电机转子的旋转。
(5) 排气：燃气在涡轮旋转后被排出燃气轮机。
2. 发电机部分(1) 旋转磁场：发电机通过交流电源产生旋转磁场，使得发电机内的定子和转子之间产生感应电势。
(2) 感应电势：感应电势使得定子上的线圈中产生了交变的电流，从而产生了交流电能。
(3) 输出电能：输出的交流电能经过变压器调节后输出到外部供电系统中。
三、燃气轮机发电机组的特点1. 高效：燃气轮机具有高效率和高功率密度，可以在较小体积内提供大量的功率输出。
2. 快速启动：相比于其他类型的发电设备，燃气轮机启动快速，响应迅速。
3. 灵活性强：燃气轮机可以根据负载需求进行调整，实现灵活性强的功率输出。
4. 维护成本低：由于其结构简单、零部件少、维护周期长等特点，维护成本较低。
四、燃气轮机发电机组的应用1. 工业领域：燃气轮机发电机组广泛应用于工业生产领域，如钢铁、化工、纺织等行业。
2. 民用领域：燃气轮机发电机组也被应用于民用领域，如商场、医院、学校等场所的备用电源。
3. 航空航天领域：燃气轮机发电机组被广泛应用于航空航天领域，如飞机和火箭的动力系统。
五、燃气轮机发电机组的未来展望随着能源环保意识的不断提高，燃气轮机发电技术也在不断地创新和改进。
燃气轮机手册
燃气轮机手册燃气轮机是一种热力机械，将燃料的化学能转化为机械能。
下面是一份简要的燃气轮机手册，介绍燃气轮机的基本原理、类型、应用和维护。
一、燃气轮机基本原理燃气轮机的工作原理是基于热力学循环，通常采用布雷顿循环。
在布雷顿循环中，气体在高温高压条件下膨胀，产生动力，然后通过冷却在低压低温条件下收缩，形成一个闭合的循环。
燃气轮机的四个主要部分是：燃烧室、喷嘴、涡轮和压缩机。
1. 燃烧室：燃烧室是将燃料和空气混合并燃烧的地方。
燃料可以是天然气、石油气、煤炭气等多种形式。
2. 喷嘴：喷嘴是将高温高压的气体排放到涡轮的地方。
喷嘴的设计对燃气轮机的性能至关重要。
3. 涡轮：涡轮是燃气轮机的核心部分，利用高温高压气体的能量驱动。
涡轮的叶片设计要承受高速气流的冲击，因此需要高温合金等先进材料。
4. 压缩机：压缩机是将空气压缩并送入燃烧室的地方。
压缩机的工作效率直接影响到燃气轮机的性能。
二、燃气轮机类型1. 轴流式燃气轮机：轴流式燃气轮机的气体流动方向与轴线平行，具有结构简单、体积小、重量轻、维护方便等优点。
2. 径流式燃气轮机：径流式燃气轮机的气体流动方向与轴线呈径向，具有效率高、抗振性能好等优点。
3. 反动式燃气轮机：反动式燃气轮机在涡轮后方设有反作用轮，可以提高输出功率和效率。
三、燃气轮机应用燃气轮机广泛应用于电力、石油、化工、航空、航天等领域。
在电力领域，燃气轮机主要用于应急发电、调峰发电和热电联产等。
在航空航天领域，燃气轮机是飞机和火箭的动力装置。
四、燃气轮机维护1. 定期检查：定期对燃气轮机进行检查，确保各部件工作正常，及时发现并排除故障。
2. 清洁保养：保持燃气轮机清洁，避免灰尘和污物进入机内，影响性能和寿命。
3. 燃料系统维护：定期检查燃料系统，确保燃料供应稳定，防止泄漏。
4. 冷却系统维护：保持冷却系统畅通，避免过热损坏。
5. 润滑系统维护：定期更换润滑油，保证各部件润滑良好。
燃气轮机是一种高效、环保的热力机械，具有广泛的应用前景。
燃气轮机制冷系统工作原理
燃气轮机制冷系统工作原理
燃气轮机制冷系统工作原理是指通过调节和控制气体流动，实现对
燃气轮机进行冷却的一种系统。
燃气轮机作为一种热机，在运行过程
中会产生大量的热量，如果不能有效地进行散热，就会导致燃气轮机
过热，影响其性能和寿命。
因此，制冷系统的设计和运行至关重要。
燃气轮机制冷系统主要由制冷循环系统和热力循环系统两部分组成。
制冷循环系统负责提供冷却剂，将其送入燃气轮机中，实现对燃气轮
机的冷却。
而热力循环系统则通过控制循环的热力传递，实现对冷却
剂的再次利用，提高系统的效率。
制冷循环系统可以采用不同的工质，如氨、氟利昂等。
这些工质具
有较高的比热容和较好的传热性能，能够有效地实现对燃气轮机的冷却。
在制冷循环系统中，制冷剂首先通过膨胀阀进入蒸发器，吸收燃
气轮机释放的热量。
然后经过压缩机进行压缩，再经过冷凝器放热。
最后通过节流阀降低压力，重新进入蒸发器循环。
热力循环系统则通过控制燃气轮机的进出口温度，实现对制冷剂的
再次利用。
在热力循环系统中，燃气轮机内部的热量被传递给制冷剂，使其蒸发变为气态，并带走热量。
然后通过压缩机将气态制冷剂压缩，提高其温度和压力。
最后通过冷凝器进行放热，将制冷剂冷却后送回
蒸发器进行循环利用。
通过制冷循环系统和热力循环系统的协同作用，燃气轮机制冷系统
能够有效地实现对燃气轮机的冷却，保证其正常、稳定的运行。
同时，
经过不断的改进和优化，制冷系统的效率和性能也在不断提升，为燃气轮机的运行提供了更加可靠的保障。
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常见的发电设备，其工作原理深受工程学的影响。
本文将从燃气轮机发电机的基本组成部分、工作原理以及应用领域等方面进行论述。
一、燃气轮机发电机的基本组成部分燃气轮机发电机主要由燃烧系统、压气机、燃气轮机、发电机以及控制系统等组成。
1. 燃烧系统：燃气轮机发电机的燃烧系统用于将燃料与空气进行混合并进行燃烧。
燃料一般为天然气、柴油或煤气等，通过燃烧反应产生高温高压气体，为后续转化工作奠定基础。
2. 压气机：压气机负责将大气中的空气进行压缩，提供给燃气轮机进行燃烧。
它通常是通过离心式或轴流式压气机实现的。
3. 燃气轮机：燃气轮机作为燃气轮机发电机的核心部分，利用高温高压的燃气通过燃气扩张过程驱动轴转动，从而产生机械能。
燃气轮机的结构一般包括压气机、燃烧室和高压涡轮、低压涡轮等。
4. 发电机：发电机根据燃气轮机提供的机械能转化为电能，供应给电网或特定设备。
发电机一般采用旋转磁场感应原理，通过旋转转子产生电磁感应，进而生成电能。
5. 控制系统：控制系统负责协调和调节燃气轮机发电机的运行，以确保其正常工作。
控制系统通常包括温度、压力、转速等各种监测和控制装置。
二、燃气轮机发电机的工作原理燃气轮机发电机的工作原理可以分为三个阶段：压缩、燃烧和扩张。
1. 压缩阶段：压气机将大气中的空气进行压缩，使其压力和温度升高。
2. 燃烧阶段：压缩后的空气进入燃烧室，与燃料进行混合并点燃。
燃料的燃烧产生高温高压气体，使燃气轮机内部的温度和压力迅速升高。
3. 扩张阶段：高温高压气体通过高压涡轮和低压涡轮的扩张作用驱动轴转动。
随着气体的扩张，气体的温度和压力下降，机械能通过轴传递到发电机，转化为电能。
三、燃气轮机发电机的应用领域燃气轮机发电机由于其高效率、低污染以及快速启动等特点，广泛应用于各个领域。
1. 发电站：燃气轮机发电机常用于发电站，尤其是在对电力供应要求灵活和启动时间要求短的场合，如城市供电系统的调峰和备用电源。
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。
7-燃气轮机控制系统
（一）燃料分解器（Fuel Splitter）
为适应液\气混合燃料运 行，计算机控制算法把FSR 分解为FSR1（液体燃料行程 基准）和FSR2（气体燃料行 程基准）两部分，并保持 FSR1+FSR2=FSR。右图为 燃料分解器算法示意图。
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二、液体燃料控制
“硬件表决”将三个 控制器输出的电信号通过 伺服阀线圈的磁场叠加起 来，相当于受三个控制输 出的平均值。
当电枢铁芯带动喷射 管左偏滑阀左端油压高于 右端，滑阀右移，喷射管 在反馈弹簧力作用下回到 中间位置，滑阀两端压力 相等，但滑阀已在偏右位 置，高压油进入液压执行 器左端，推动活塞右移。
三、气体燃料控制
气体燃料控制包括两个控制回路（1）由TNH到速比/ 截止阀的控制回路；（2）由FSR2到控制阀的控制回路。
二、IGV控制原理
温控基准只有在全速空载α>57°之后才起作用。
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第四节 燃气轮机的燃料控制系统
燃料控制系统是指使用双燃料的燃气轮机对液体和气 体两种不同燃料的选择、转换控制以及混合比例的计算和 流量的控制。
一、燃料控制系统
在Mark-V主控系统中最终确定的是燃料行程基准FSR 输出量。
燃气轮机运行时可以采用其中一种燃料也可以采用气\ 液混合燃料，因而燃料控制系统还应包括把总燃料消耗率 分解为两种燃料的适当比例。
燃气轮机控制系统分为4个功能子系统： 1、主控制系统 2、顺序控制系统 3、保护系统 4、电源系统
完成4项基本控制： 1、设定启动和正常的燃料极限 2、控制燃机转子的加速 3、控制燃机转子的转速 4、限制燃机的透平进口的温度
第一节 燃机的主控系统
一、启动控制开始直到启动程 序完成这一过程燃油量Gf。
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。
燃气轮机燃烧控制原理
燃气轮机燃烧控制原理摘要：燃气轮机是装备制造业的高端装备，典型结构如图1所示，被誉为现代工业皇冠上的明珠，是多学科先进技术的高度集成，是国家高科技水平的重要标志。
燃气轮机的燃烧控制包括燃料气量控制和空气量控制两大方面，涉及燃料气阀控制、VGV控制、启动控制、变工况控制等方面内容。
其中燃料气阀流量特性曲线的测定及燃烧控制系统中的启动升速燃气分配曲线、升速燃气分配曲线、VGV开度曲线、匹配燃气阀动作的阀门开度-燃烧功率曲线是燃烧控制的核心。
不同的机组、不同的安装使用环境，需要按照实际情况对上述曲线参数进行优化调整，以保证机组在启动、不同负荷段运行、变工况调整情况下的稳定运行。
关键词：燃气轮机；燃烧控制；原理图1典型燃气轮机结构1燃气轮的分析燃气轮机作为一种高效的动力机械，广泛应用于发电，工业驱动，船舶动力等领域，然而中国尚未完全掌握其研发和制造技术，特别是大功率燃气轮机，其市场一直被通用电气，西门子等国外公司垄断。
此外，随着各国对环境保护愈来愈重视，对燃气轮机的排放水平要求也更加严格，因此低排放燃气轮机更加受到重视。
燃气轮机由压气机、燃烧室和涡轮三大部件组成。
燃烧室把来自前端压气机的一部分压缩空气和喷入其中的燃料进行混合，形成的可燃气体混合物在火焰筒内部被点燃，并在定压条件下充分燃烧，形成高温燃气，燃料的化学能在燃烧室内被转化为燃气的热能。
高温燃气与另一部分压缩空气混合均匀后进入后端的涡轮中膨胀做功，所转化成的机械能，一部分用于带动压气机转动，另一部分用于输出轴功。
燃气做功后形成的尾气或者为联合循环的余热锅炉提供热源，或者直接排入到大气环境中。
燃气轮机所排放的主要气体污染物包括氮氧化物（NOX）、一氧化碳（CO）和未燃碳氢化合物（UHC）等。
CO和UHC在具有充足的化学反应时间和足够高的燃烧温度的条件下可进一步氧化为二氧化碳和水，对固定式燃气轮机这两种排放物的排放水平相对容易控制。
相对难以控制的气体污染物是NOX，其过量排放破坏臭氧层，还会引起光化学烟雾，对环境和人类健康造成很大的危害。
燃气轮机工作原理
燃气轮机工作原理一、燃气轮机的概述燃气轮机是一种利用高温高压气体推动涡轮旋转，从而驱动发电机或者直接驱动机械设备的热力机械。
它具有结构简单、启动快速、运行平稳、效率高等优点，在工业生产和能源领域得到广泛应用。
二、燃气轮机的组成1. 压缩机：将空气压缩至高压状态，进入燃烧室进行燃烧。
2. 燃烧室：将空气和燃料混合并点火，使其产生高温高压气体。
3. 涡轮：接受高温高压气体的推动，带动转子旋转。
4. 发电机或者其他设备：通过涡轮旋转带动发电机或者其他设备运转。
三、燃气轮机的工作原理1. 压缩过程在压缩过程中，空气从进口处进入压缩机，并被逐渐压缩至设计要求的高压状态。
这个过程中需要消耗大量的能量，因此需要使用大功率电动机或者其他动力源来带动压缩机运转。
2. 燃烧过程经过压缩的空气进入燃烧室，与燃料混合并点火。
在高温高压下，燃料和空气发生化学反应，产生大量的热能。
同时，产生的高温高压气体通过喷嘴喷出，推动涡轮旋转。
3. 膨胀过程在涡轮上的叶片受到高温高压气体的冲击力后，开始旋转。
旋转时，涡轮叶片将能量传递给轴承和发电机等设备，并将剩余的能量排放到排气管中。
4. 排放过程在膨胀过程中产生的废气通过排气管排放到大气中。
为了保护环境和减少能源浪费，现代燃气轮机通常会采用废气再循环技术，将一部分废气重新引入到燃烧室中进行再次利用。
四、燃气轮机的优点1. 结构简单：相比于蒸汽轮机等其他类型的发电设备，燃气轮机结构更为简单。
2. 启动快速：燃气轮机启动时间短，只需要几分钟的时间即可达到额定转速。
3. 运行平稳：由于结构简单，燃气轮机运行过程中没有明显的振动和噪音。
4. 效率高：燃气轮机的效率较高，可以达到50%以上。
五、燃气轮机的应用领域1. 电力工业：燃气轮机可以直接驱动发电机产生电能。
2. 航空航天工业：燃气轮机可以用于飞行器、导弹等设备的推进。
3. 石油化工工业：燃气轮机可以用于化工厂的能源供应和驱动设备。
4. 海洋工程：燃气轮机可以用于船舶和海洋平台等设备的推进和能源供应。
燃气轮机原理、结构及应用(上、下册)pdf
燃气轮机原理、结构及应用(上、下册)pdf燃气轮机原理、结构及应用（上、下册）PDF一、引言燃气轮机作为一种高效、清洁、低碳的能源转换设备，已经广泛应用于发电、工业驱动、航空航天、交通运输等领域。
本篇文章将详细介绍燃气轮机的原理、结构及应用，帮助读者深入了解这一重要的动力装置。
二、燃气轮机工作原理燃气轮机是一种旋转式热力发动机，它以连续流动的气体为工质，将燃料的化学能转化为机械能。
燃气轮机的主要工作过程包括吸气压缩、燃烧加热、膨胀做功和排气放热。
在这个过程中，气体依次经过压气机、燃烧室和透平，完成由热变功的热力循环。
1.吸气压缩：燃气轮机的压气机从外界大气环境中吸入空气，并逐级压缩空气。
随着压缩过程的进行，空气的温度和压力逐渐升高。
2.燃烧加热：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。
3.膨胀做功：高温高压的燃气进入透平，推动透平叶片旋转。
透平叶片经过设计，使燃气在通过时产生旋转动力，将燃气的压力能转化为机械能。
4.排气放热：经过透平膨胀做功后的燃气，温度和压力降低。
透平排气可以直接排放到大气中，自然放热给环境，也可以通过换热设备回收部分余热。
三、燃气轮机结构燃气轮机的主要结构包括压气机、燃烧室和透平。
1.压气机：压气机是燃气轮机的关键部件之一，负责吸入空气并压缩。
它由多个级数组成，随着级数的增加，空气的压力和温度逐渐升高。
2.燃烧室：燃烧室是燃气轮机中燃料与空气混合燃烧的场所。
燃烧室的设计需要确保高效、安全、稳定的燃烧过程。
3.透平：透平是燃气轮机中将燃气的压力能转化为机械能的关键部件。
透平叶片经过精密设计，使燃气在通过时产生旋转动力，驱动燃气轮机旋转。
四、燃气轮机应用燃气轮机在多个领域具有广泛的应用，包括：1.发电：燃气轮机发电机组具有启动快、调峰能力强、效率高等优点，适用于电力系统的调峰和应急电源。
2.工业驱动：燃气轮机可用于驱动压缩机、泵等工业设备，提高工业生产效率。
燃气轮机工作原理
燃气轮机工作原理燃气轮机是一种以燃料燃烧产生的高温高压气体作为工作介质，通过压缩、燃烧和膨胀，转化为机械能的装置。
它广泛应用于发电、航空、船舶和工业领域，具有高效率、快速启停和环保的特点。
本文将介绍燃气轮机的工作原理，包括其主要组成部分和工作过程。
组成部分燃气轮机主要由压气机、燃烧室、涡轮和逆止器等组成。
压气机压气机是燃气轮机的核心部件之一，它负责将空气压缩，提高气压和温度。
压气机通常由多个级别的转子和定子组成，每个级别的转子和定子叶片逐级将气体压缩。
燃烧室燃烧室是将燃料和压缩空气进行混合并燃烧的部分。
在燃烧室中，燃料喷射进入压缩空气中，在点火的作用下燃烧，产生高温高压气体。
同时，燃烧还会释放出能量，用于推动涡轮。
涡轮是燃气轮机的另一个关键部件，它由压气机和燃烧室产生的高温高压气体推动，转动涡轮叶片。
涡轮与压气机共轴连接，通过传动轴将转动的动能传递给压气机，实现空气的压缩。
逆止器逆止器是燃气轮机的辅助设备，其作用是改变气流的方向。
在燃气轮机的启停和调速过程中，逆止器可以控制气流的流动，使燃气轮机能够快速启停和调整负载。
工作过程燃气轮机的工作过程可以分为压缩、燃烧和膨胀三个阶段。
压缩在压缩阶段，空气通过压气机逐级压缩。
压缩过程中，气体的压力和温度升高，同时体积减小。
通过不断提高空气的压力和温度，为后续的燃烧提供条件。
在燃烧室中，燃料被喷射到压缩空气中，通过点火燃烧产生高温高压气体。
燃料和空气的混合比例和点火的时机对燃气轮机的性能有重要影响。
燃烧过程中释放的热量会使气体的温度和压力进一步升高。
膨胀在膨胀阶段，高温高压气体通过涡轮推动涡轮叶片旋转，同时给压气机提供动力。
涡轮叶片的旋转转动涡轮轴，带动压气机的转动，实现空气的压缩。
涡轮叶片膨胀后的气体压力下降，温度也相应降低。
通过循环进行压缩、燃烧和膨胀的过程，燃气轮机将燃料的化学能转化为机械能，驱动机械设备实现各种动力需求。
应用领域燃气轮机广泛应用于不同领域，包括发电、航空、船舶和工业等。
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。
燃气轮机的工作原理及应用
燃气轮机的工作原理及应用一、燃气轮机的工作原理燃气轮机是一种通过将燃气释放到叶轮转子上产生动力的发动机。
燃气轮机有三个主要组成部分：压气机、燃烧室和涡轮。
在燃气轮机中，压气机将大量的空气压缩，然后将其送入燃烧室。
在燃烧室中，燃料被喷射到高压空气中，然后在点火器的作用下点燃燃料。
这样产生的高温高压气体通过涡轮驱动轴承，使轴承产生动力。
燃气轮机的工作原理可以简单概括为：空气被压缩，然后喷入燃料并点燃。
这些气体产生高温和高压，然后驱动涡轮，提供发动机所需的动力。
二、燃气轮机的应用燃气轮机广泛应用于发电和航空领域。
在发电领域中，燃气轮机可用于发电站、船只和许多其他类型的工业设备中。
在航空领域中，燃气轮机是现代民用航空发动机的核心。
1. 燃气轮机在发电站中的应用燃气轮机发电站可以在非常短的时间内启动，可以在几分钟内从停止状态达到最大输出功率。
这种优势非常适合满足瞬间电能需要的环境。
燃气轮机发电站还可以利用工业废气以及废水热回收，减少了能源的浪费。
2. 燃气轮机在船舶中的应用由于燃气轮机具有动力密度高、重量小、尺寸小、响应速度快、起动性能好等特点，可用于柴油机的备用或主要动力。
燃气轮机在燃油消耗率方面与柴油机相比优势不是太大，但由于其较小的体积和质量，船舶的稳定性较好。
3. 燃气轮机在航空中的应用燃气轮机是现代民用航空发动机的核心。
它的可靠性高，功率大，而且产生的噪音和废气都很少。
燃气轮机可以让飞机飞行得更快，更高，更远，并提高飞机性能和可靠性。
燃气轮机有以下优点：轻量化，提高了飞机的搭载货运量和距离；工作顺畅，启动、加速，跟踪性能良好；排放清洁，不会引起太多空气污染；节约油耗。
三、结论燃气轮机目前已成为一种高效、可靠、可适应性强的动力设备，逐渐进入各领域的市场。
尤其是在未来电力与航空交通等领域的应用需求中，燃气轮机具备重要的发展前景。
燃气轮机的控制系统设计与研究
燃气轮机的控制系统设计与研究燃气轮机是一类重要的动力装置，广泛应用于船舶、飞机和发电站等领域中。
控制系统是燃气轮机的关键部分，它能够实现燃气轮机的自动化控制和保护。
因此，燃气轮机的控制系统设计与研究具有重要意义。
一、燃气轮机的基本原理燃气轮机是一种通过燃料燃烧产生高温高压气体驱动涡轮转动，然后通过机械连接将动力输出的动力装置。
燃气轮机的基本原理可以分为压缩、燃烧和膨胀三个过程。
压缩过程：燃气轮机的压缩过程一般采用轴流式压气机，将空气压缩到高温高压状态。
燃烧过程：将压缩后的空气与燃料混合后进行燃烧，产生高温高压气体。
膨胀过程：高温高压气体推动涡轮旋转，输出机械能。
二、燃气轮机的控制系统燃气轮机的控制系统一般包括：压气机控制、燃烧控制、燃气轮机转速控制、油门控制以及保护控制等部分。
压气机控制：压气机控制主要是控制压气机的进气量和排气量，从而调节压气机的输出。
燃烧控制：燃烧控制主要是调节燃气轮机的燃油量和空气量，以维持燃烧过程的稳定性，同时保证高温高压气体的输出。
燃气轮机转速控制：燃气轮机转速控制主要是控制燃气轮机转速的稳定和调节，使燃气轮机能够稳定输出机械能。
油门控制：油门控制主要是控制燃油的供给速度，实现燃气轮机输出机械能的调节。
保护控制：保护控制主要是实现燃气轮机在意外情况下的自动停机保护，防止燃气轮机发生事故。
三、燃气轮机控制系统的设计燃气轮机控制系统的设计需要从多个方面考虑，包括控制策略、控制算法、控制器硬件设计和软件编程等。
控制策略：控制策略是燃气轮机控制系统的基础，它需要根据燃气轮机的工作原理和性能特点进行合理设计，保证燃气轮机能够稳定输出机械能，同时实现自动化控制和保护。
控制算法：控制算法是燃气轮机控制系统的核心，它需要根据控制策略进行设计，实现对燃气轮机各部件的控制和调节。
常用的控制算法包括PID控制算法、模糊控制算法和神经网络控制算法等。
控制器硬件设计：控制器硬件设计包括电路设计和元器件选型等部分，需要根据控制算法的要求选择合适的控制器芯片和电路元器件，实现对燃气轮机的精准控制。
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
17
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
19
3.3燃气轮机的润滑系统
20
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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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
800
600
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
p(bar)
图2－15 烟气在透平中压力和温度的变化曲线
1.4、温度控制系统
2、温度控制简化原理
1.4、温度控制系统
排气温度超过温控基准时，△T＜0，这时FSRT＜ FSR，温度控制系统进入控制。每一采样周期FSR便 减小一个△T值，排气温度不断降低，△T不断减 小，直到△T=0为止。 排气温度低于温控基准时，△T＞0，这时，FSRT＞ FSR，FSRT便被最小选择门所阻挡，使温度控制系 统退出控制。
1、 IGV控制功能
1）在燃气轮机启动或停机过程中，当转子以 部分转速旋转时，为避免压缩机出现喘振而关 小IGV角度，扩大了压气机的稳定工作范围。
体前天然气压力P2的函数（当天然气的温度变化不大时）。
1.3 气体燃料主控系统
• 气体速度/比例截止阀的作用有两个：1调整进 入气体控制阀的天然气压力P2，使P2成为透平
转速的函数。也就是说，当气体速度/比例截止 阀与气体控制阀串联在一起工作时，可以适应 机组转速和外界负荷变化的需要，来共同调整 供向燃烧室的天然气流量。2保证机组在正常
1.4、温度控制系统
透平内部温度限制是在第一级喷嘴处，称为工作温 度。由于这里的温度长期维持在1100℃以上，故无法 直接测量此温度。通常通过测量透平排气温度和压气 机出口压力，计算得到工作温度。压气机出口压力代 表通过透平的压力降，还要对大气温度作修正。由于 冷空气密度大于暖空气，对于同样的负荷，冷天压气 机出口压力将比暖天高，因此冷天透平有较高的压降 和温降，所以为了保持同样的工作温度，排气温度必 须保持在较低值。
气体控制阀的作用是:根据外界负荷变化的要求，不断地改变气 体控制阀的开度（即气阀的通流面积），调整送入燃烧室的
天然气流量，气体控制阀的阀芯是一个设计成为带有裙边的 碟形体，阀座则设计成为渐缩渐扩型的拉伐尔管。由于在设 计时已经确保气体控制阀前后的天然气压力比总是满足小于 临界压比的条件，因而流过气体控制阀的天然气流量与阀门 前后的压力降无关，天然气流量只是气体控制阀开度以及阀
1.3 气体燃料主控系统
• 气体燃料在流过过滤器时，可以除去其 中夹带的杂物，以免影响气体控制阀和 气体速度比例截止阀的工作。过滤器下 方装有排污阀，要求定期开启，以保持 滤网清洁。在运行过程中过滤器也必须 定期清洗，清洗周期的长短，则取决于 气体燃料的质量。
1.3 气体燃料主控系统
气体速度比例截止阀和气体控制阀串联在一起，安装在同一个 壳体中，
有二次调频的能力。
图2-5负荷—转速串级控制
燃气轮发电机组的功率－频率静态特性根据其 采用的调节算法而不同。当转速采用P 调节时, 其静态特性见图2-6 。
在P 调节作用下,稳态时实际转速n 与其给定值 nc 是有差的。在不同的转速给定值nc 下，Ne －n 的静态特性线不同； nc 越高,稳态时同一 转速值所对应的功率Ne 越高；在同一nc 下， Ne 随着n 的升高而降低。
－转速的串级调节策略；外回路为功率调节 回路，它根据功率偏差ΔNe = Nec - Ne 来改 变转速设定值nc , 为保证功率的无差调节，外 回路中设置积分器；内回路为转速的P调节算 法，它根据外回路输出的转速给定值进行有 差调节，输出为燃料量指令Gf。
图2－9
图2－4
有差转速控制算法
• 根据要求的转速基准信号(Speed Reference）TNR与实际转速 TNH之差，正比例地改变FSR，实现
态特性和大电网的功率－频率静态特性之间找 到共同工作点，图2－8 表明只有当转速采用P 调节时, 两者才有相交点，即在机组转速受电网 频率的钳制而不变的情况下, 只有通过改变转速 P 调节器的设定值来改变机组的输出功率。
图2－8 大电网的功率－频率静态特性
因此，对于并入大电网运行的机组，功率采
用无差调节，转速采用有差调节，得出功率
VP40(98)-028
9FA级单轴燃气轮机
燃气轮机性能
燃气轮机效率：31.3%
燃气轮机性能
燃气轮机性能1.3 气体燃料主控系统1.3 气体燃料主控系统
燃气轮机的控制
燃料量－功率
空气量－效率。高排烟温度，等燃烧室入口温度。
图1－6
1.3 气体燃料主控系统
• 气体燃料主控系统主要包括：1气体燃料 过滤器；2气体速度/比例截止阀和气体控 制阀组件；3气体燃料控制系统；4通向 各燃烧室的气体燃料分配母管等。图1－ 6中给出了气体燃料的系统图。
燃气轮机原理及控制调节
• 华南理工大学电力学院 刘金平 • 2010年9月20日
燃气轮机原理
压气机（压缩机，在燃机的前部）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 料，成为高温燃气进入透平中膨胀作功，推动透平叶轮带着压 气机叶轮一起旋转，加热后的高温燃气作功能力显著提高，因 而透平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。
1.4、温度控制系统
燃气轮机排气温度随负荷增加而升高，通常在最大 功率附近进入温度控制。在并网发电时，升高转速基 准TNR增加功率，到一定值时，排气温度升到温控 基准就开始进入温度控制的限制。从此若再升高 TNR（由于FSRN为最小选择门所阻挡，转速控制系 统退出控制）也无法提高出力。温控基准为燃气轮机 设置了运行工况（功率、温度等）的上限。
压比和温比对效率的影响
压气机中空气出口压力与进口压力之比称为压比π，燃烧室出口至透平进口 的燃气温度称为燃气初温T3，温比τ为T3与大气温度T1的比值。 为了提高燃气轮机效率，人们不断地提高温比，同时配合提高压比。当前T3 最高已达1200～1300℃，简单循环（无回热）的压比达15～30，燃气轮机效 率最高的已达40%以上。
转速控制是燃气轮机最基本的控制系统， Mark-VI系统有“有差控制”（Droop Speed） 与“无差控制”（Isoch Speed）两种控制方
式。
图2－5
图2－6
1.4、温度控制系统
1、温度控制系统的作用
1）在燃气温度超过允许值时减少燃料量 2）必要时提高温度的限制值 3）和超温保护系统一起，发出警报、停 止加载
1.4、温度控制系统
透平内部温度限制是在第一级喷嘴处，称为工作温 度。由于这里的温度长期维持在1100℃以上，故无法 直接测量此温度。通过测量透平排气温度和压气机出 口压力，计算得到工作温度。压气机出口压力代表通 过透平的压力降，还要对大气温度作修正。由于冷空 气密度大于暖空气，对于同样的负荷，冷天压气机出 口压力将比暖天高，因此冷天透平有较高的压降和温 降，所以为了保持同样的工作温度，排气温度必须保 持在较低值。
• 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%）。
Centaur 40 燃气轮机
发电机
VP40(98)-006
Centaur 40 发电机组
VP40(98)-007
Centaur 40双轴燃气轮机
喷嘴壳体和喷嘴总成
排气收集器
燃料喷嘴 压缩机扩散器总成 压缩机壳体总成 压缩机转子总成
附属驱动装置总成
涡轮排气扩散器 驱动轴总成
燃烧室总成 气体燃料歧管 压缩机可变导叶总成 进口空气总成
几种循环方式供电效率的比较
2、分析计算
2、分析计算
2、分析计算
燃气轮机热效率
燃汽轮机装置的优缺点及应用
优点
应用
缺点
Centaur 40 燃气轮机
压缩机 &机械驱动应用
VP40(98)-003
Centaur 40 压缩机组
VP40(98)-004
Centaur 40 机械驱动
VP40(98)-005