01燃气轮机热力循环原理汇总
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
① ② ③ ④ 标准额定功率 合同额定功率 现场额定功率 尖峰功率
19:32:57
11
单机功率
• 标准额定功率 是指在IS0工况下，即环境温度15℃、 海平面高度、相对湿度为60％、以及燃用 天然气的工况下连续运行，发电机出线端 的最大持续功率。
19:32:57
12
单机功率
• 合同额定功率 指在事先确定的运行工况下连续运行， 发电机能够保证的出力。
T
T3
3
3
3
在循环最高温度T3和最低 温度T1一定的情况下，循 环增压比对比功的影响
2
4
4
T1
1
4 s
理想简单循环热效率
推导上式
随压比的提高，循环效率可以 一直提高的接近1吗？
19:32:57 26
燃气轮机装置循环的计算内容 吸热量 放热量 压气机耗功 燃气轮机作功 循环净功 循环热效率
* p 1
m
) ( 1)]
m
推导上式
19:32:57
21
压气机耗功的计算：
T
3
wc h2 h1 c p (T2 T1 )
p
k 1 k T2 p2 c pT1 1 c pT1 1 p1 T1
1 s
因 定义 则
k 1 p2 T2 k T1 p 1 p2 为循环增压比. p1
k 1 k
t 1
1
k 1 k
显然，定压加热燃气轮机循环的热效率完全 取决于循环增压比，并随着π的增大而增加。
实际简单循环性能分析
19:32:57
30
19:32:57
15
5、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。 有三种计算方法：
19:32:57
16
q
: 每1kg空气，加给机组的热量；
f
: 每1kg空气，加入的燃料量；
Hu ：燃料的低热值； Gf ：每秒钟加给机组的燃料量； PGTG：单机输出电功率
19:32:57 17
热力系统 示意图
19:32:57
4
1-2 3-4
等熵压缩（压气机内） 2-3 等熵膨胀（透平内） 4-1
定压吸热（燃烧室内） 定压放热（排气）
19:32:57
5
约定：
1. 压气机进口处空气的状态参数，以下标“1”表示；
2. 压气机出口（燃烧室进口）状态，以下标“2”表示； 3. 透平进口（燃烧室出口）状态，以下标“3”表示； 4. 透平的排气状态，以下标“4”表示。
31
比较图7.7 和图7.2 比较图7.8 和图7.4
比较图7.7 和图7.8
19:32:57
第二章 燃机的热力循环
19:32:57
1
燃料
燃烧室
燃气轮机发电装置示意图
1800-2300K 3 2
压气机
q1
涡轮（透平） 发电机
电
q2
1 进气口
4 排气
一． 二． 三． 四．
燃气轮机简单循环热力过程 燃气轮机的复杂循环 航空燃气轮机循环 燃机热力循环计算方法
19:32:57
3
一、燃气轮机理想简单循环
源自文库
压气机出口 = 燃烧室进口 ？ 透平进口
19:32:57
= 燃烧室出口 ？
6
电站燃气轮机循环的主要性能指标
1. 2. 3. 4. 5. 压比 温比 比功 单机功率 热效率
19:32:57
7
1、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。
19:32:57
8
2、温比
什么是燃料的低热值？燃料的高热值？
燃料的热值是指单位燃料在量热计中燃烧后测得 的热量数值。由于燃料燃烧产物中的H2O在冷凝 的过程中会放出潜热包括在量热计所测的数值中，
所以测出的数值称为高热值。这部分潜热在发动
机中是无法利用的，因此要将这部分热量从高热 值中减去。燃料在气缸中燃烧后发出的有效热量 称为低热值。
温比是指循环最高温度t3*（燃气初温）与 最低温度t1*之比值。
19:32:57
9
3、比功 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。
比功反映燃机哪方面信息？ WGT 与 WT 和 WC 的关系？
19:32:57 10
4、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。
19:32:57
13
单机功率
• 现场额定功率 指在燃气轮机发电厂所处的当前环境 的条件下，诸如大气压、大气温度、压力 损失等条件下的最大持续功率。
19:32:57
14
单机功率
• 尖峰功率 在规定的运行条件下，保持一个约定 的短时间内，燃气轮机以高于连续额定功 率安全运行的最大功率。
19:32:57
w0 q2 t 1 q1 q1
T
3
q1 h3 h2 c p T3 T2 q2 h4 h1 c p T4 T1
2 1
4
s
由 得
T3 T4 T2 T 1
T
3
w0 q2 t 1 q1 q1
p
2
4
p
T1 1 1 1 T2 T2 T1
2 p 1
4
c pT1 (
k 1 k
1)
s
燃气轮机作功量的计算：
wT h3 h4 c p (T3 T4 )
k 1 k 1 k k T3 p3 p2 c pT4 1 c pT4 1 c pT4 1 p4 p1 T4 k 1 c pT4 ( k 1)
19:32:57 18
• 热耗率 机组每输出产生l kW· h的功需要多 少焦耳的热量。
• 油耗 每产生lkW· h的功所消耗的标准燃 油（是指发热量为43124kJ/kg的燃油） 的克数。
19:32:57
19
燃气轮机理想简单循环性能分析
19:32:57
20
理想简单循环比功
wGT c T [ (1
由： 可得：
w W 0 c p [T3 (1 GT
( 1) / ) T ( 1） ] 1 ( 1) /
1
此式说明，当温度T3和T1一定时，循环 净功决定于增压比。为找出循环净功随增 压比变化的关系，通过求 wGT 的一阶及二阶 导数，可以求得最大WGT增压比.
19:32:57
11
单机功率
• 标准额定功率 是指在IS0工况下，即环境温度15℃、 海平面高度、相对湿度为60％、以及燃用 天然气的工况下连续运行，发电机出线端 的最大持续功率。
19:32:57
12
单机功率
• 合同额定功率 指在事先确定的运行工况下连续运行， 发电机能够保证的出力。
T
T3
3
3
3
在循环最高温度T3和最低 温度T1一定的情况下，循 环增压比对比功的影响
2
4
4
T1
1
4 s
理想简单循环热效率
推导上式
随压比的提高，循环效率可以 一直提高的接近1吗？
19:32:57 26
燃气轮机装置循环的计算内容 吸热量 放热量 压气机耗功 燃气轮机作功 循环净功 循环热效率
* p 1
m
) ( 1)]
m
推导上式
19:32:57
21
压气机耗功的计算：
T
3
wc h2 h1 c p (T2 T1 )
p
k 1 k T2 p2 c pT1 1 c pT1 1 p1 T1
1 s
因 定义 则
k 1 p2 T2 k T1 p 1 p2 为循环增压比. p1
k 1 k
t 1
1
k 1 k
显然，定压加热燃气轮机循环的热效率完全 取决于循环增压比，并随着π的增大而增加。
实际简单循环性能分析
19:32:57
30
19:32:57
15
5、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。 有三种计算方法：
19:32:57
16
q
: 每1kg空气，加给机组的热量；
f
: 每1kg空气，加入的燃料量；
Hu ：燃料的低热值； Gf ：每秒钟加给机组的燃料量； PGTG：单机输出电功率
19:32:57 17
热力系统 示意图
19:32:57
4
1-2 3-4
等熵压缩（压气机内） 2-3 等熵膨胀（透平内） 4-1
定压吸热（燃烧室内） 定压放热（排气）
19:32:57
5
约定：
1. 压气机进口处空气的状态参数，以下标“1”表示；
2. 压气机出口（燃烧室进口）状态，以下标“2”表示； 3. 透平进口（燃烧室出口）状态，以下标“3”表示； 4. 透平的排气状态，以下标“4”表示。
31
比较图7.7 和图7.2 比较图7.8 和图7.4
比较图7.7 和图7.8
19:32:57
第二章 燃机的热力循环
19:32:57
1
燃料
燃烧室
燃气轮机发电装置示意图
1800-2300K 3 2
压气机
q1
涡轮（透平） 发电机
电
q2
1 进气口
4 排气
一． 二． 三． 四．
燃气轮机简单循环热力过程 燃气轮机的复杂循环 航空燃气轮机循环 燃机热力循环计算方法
19:32:57
3
一、燃气轮机理想简单循环
源自文库
压气机出口 = 燃烧室进口 ？ 透平进口
19:32:57
= 燃烧室出口 ？
6
电站燃气轮机循环的主要性能指标
1. 2. 3. 4. 5. 压比 温比 比功 单机功率 热效率
19:32:57
7
1、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。
19:32:57
8
2、温比
什么是燃料的低热值？燃料的高热值？
燃料的热值是指单位燃料在量热计中燃烧后测得 的热量数值。由于燃料燃烧产物中的H2O在冷凝 的过程中会放出潜热包括在量热计所测的数值中，
所以测出的数值称为高热值。这部分潜热在发动
机中是无法利用的，因此要将这部分热量从高热 值中减去。燃料在气缸中燃烧后发出的有效热量 称为低热值。
温比是指循环最高温度t3*（燃气初温）与 最低温度t1*之比值。
19:32:57
9
3、比功 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。
比功反映燃机哪方面信息？ WGT 与 WT 和 WC 的关系？
19:32:57 10
4、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。
19:32:57
13
单机功率
• 现场额定功率 指在燃气轮机发电厂所处的当前环境 的条件下，诸如大气压、大气温度、压力 损失等条件下的最大持续功率。
19:32:57
14
单机功率
• 尖峰功率 在规定的运行条件下，保持一个约定 的短时间内，燃气轮机以高于连续额定功 率安全运行的最大功率。
19:32:57
w0 q2 t 1 q1 q1
T
3
q1 h3 h2 c p T3 T2 q2 h4 h1 c p T4 T1
2 1
4
s
由 得
T3 T4 T2 T 1
T
3
w0 q2 t 1 q1 q1
p
2
4
p
T1 1 1 1 T2 T2 T1
2 p 1
4
c pT1 (
k 1 k
1)
s
燃气轮机作功量的计算：
wT h3 h4 c p (T3 T4 )
k 1 k 1 k k T3 p3 p2 c pT4 1 c pT4 1 c pT4 1 p4 p1 T4 k 1 c pT4 ( k 1)
19:32:57 18
• 热耗率 机组每输出产生l kW· h的功需要多 少焦耳的热量。
• 油耗 每产生lkW· h的功所消耗的标准燃 油（是指发热量为43124kJ/kg的燃油） 的克数。
19:32:57
19
燃气轮机理想简单循环性能分析
19:32:57
20
理想简单循环比功
wGT c T [ (1
由： 可得：
w W 0 c p [T3 (1 GT
( 1) / ) T ( 1） ] 1 ( 1) /
1
此式说明，当温度T3和T1一定时，循环 净功决定于增压比。为找出循环净功随增 压比变化的关系，通过求 wGT 的一阶及二阶 导数，可以求得最大WGT增压比.