1.1 燃气轮机及辅助系统

1.1.1 燃气轮机原理

填空题

1.燃气轮机理想简单循环包括、、和。（绝热压缩过程；等压燃烧过程；绝热膨胀过程；等压放热过程）。

2.燃气轮机实际循环中当提高时，比功和效率都提高。（压比）

3、燃气轮机是一种以为工作介质、将热能转变为机械能的高速回转式动力机械。与内燃机、蒸汽轮机一样，为原动力机。（空气和燃气）

4、进气温度的升高会使燃气轮机的功率及热效率下降，其中热效率受进气温度的影响较功率要。（小）

5、评价燃气轮机变工况性能优劣的指标主要是和。（经济性、稳定性）

6、提高燃气温度(初温)的方法有和。（采用高温材料、改进冷却技术）

单选题

1.理想回热循环的比功较简单循环的比功。（C）

A 、大B、小C、一样

2.透平中高温燃气的焓降大于在压气机低温空气的焓增，比例大约为。（B）

A 、2:3 B、3:2 C、1:1 D、4:3

3.随着大气温度的提高，下面哪个说法是正确的。（C）

A、机组出力会上升Ｂ、机组热效率会略微上升C、燃机排气温度上升

4.温比一定时，燃气—蒸汽联合循环亦存在最佳压比，其效率最佳压比燃气轮机简单循环的效率最佳压比。（A）

A、小于

B、等于

C、大于

D、接近

5.一般情况下，对燃气轮机设计效率的影响程度最大的影响因子是。（B）

A、压气机效率

B、透平效率

C、燃烧效率

D、温比

6.一般在描述燃机功率和热效率时所说的ISO条件是指。（D）

A、环境温度0℃,50%相对湿度和海平面海拔高度

B、环境温度0℃,60%相对湿度和海平面海拔高度

C、环境温度15℃,50%相对湿度和海平面海拔高度

D、环境温度15℃,60%相对湿度和海平面海拔高度

7.燃气轮机简单理想布雷顿循环在燃烧室完成的是。（B）

A、等熵绝热压缩过程

B、可逆定压吸热过程

C、等熵绝热膨胀过程

D、可逆定压放热

8.燃气轮机的净效率用计算。

A、lc/q

B、ls/q

C、le /q

多选题

1、提高燃气轮机简单循环比功的措施有。（ABCDE）

A 、提高温比B、提高压比C、采用间冷循环D、采用再热循环E、采用联合循环

2、提高燃气轮机简单循环效率的措施有。（ABCDE）

A 、提高温比B、提高压比C、采用回热循环D、采用再热循环E、采用联合循环

3、燃气轮机采用空气冷却有包括下列典型方式。（ABCDEF）

A 、对流冷却B、冲击冷却C、膜式冷却D、发散冷却E、蒸汽冷却F、综合

冷却

4、燃气轮机简单循环系统中包括下列。（ABC）

A 、进气压力损失B、燃烧室压力损失C、排气压力损失

5、常规的燃气蒸汽联合循环有下列典型类型。（ABCDE）

A、无补燃的余热锅炉型联合循环；

B、有补燃的余热锅炉型联合循环；

C、排气全燃型联合循环；

D、给水加热型联合循环；

E、增压锅炉型联合循环

6、燃气轮机采用蒸汽冷却技术比采用空气冷却技术下列优势。（ABC）

A、所用工质量少

B、可以增大燃气轮机的比功率和效率

C、提高了底循环系统性能

D、系统更简单

7、目前定义燃气透平初温的方法有。（ABC）

A.燃烧室的出口温；

B.燃气透平第一级喷嘴环后的燃气温度；

C.以进入燃气透平的所有空气流量计算的平均温度

8、现代大型燃气轮机的发展方向包括。

A、提高热效率

B、燃烧便宜燃料同时限制污染及腐蚀

C、提高燃气轮机变工况的经济性

D、降低材料工艺成本，简省燃气轮机维护

判断题

1.燃气轮机理想简单循环的热效率只与温比有关，并随温比的增加而增加。（×）

2.比功越大，意味着整台机组的尺寸需要设计的比较大。（×）

3.在燃气轮机中，由于燃料的加入透平的进口燃气流量Qt比压气机的进口空气流量Q大。（×）

4.燃气轮机的压比越大越好。（×）

5.比功是用于评定燃气轮机循环做功性能好坏的指标。（√）

6.压气机的压缩比是指压气机的出口空气压力与压气机进口空气压力之比。（×）

7.透平的膨胀比是指透平的进口总压与出口总压之比。（√）

8.所谓比功就是指进入燃气轮机压气机的1kg的空气，在燃气轮机中完成一个循环后所能对外输出的机械功（或电功）或净功。（√）

简答题

1.简述GTCC与IGCC的含义?

答：GTCC的含义是燃气蒸汽联合循环。（0.5分）GTCC实现了将燃机在高温区的布雷登循环和蒸汽轮机在低温区的朗肯循环联合做功，大幅度提高了单循环难以达到的热效率。（1分）

IGCC就是所谓的“整体煤气化燃气－蒸汽联合循环”。（1分）它的设计思想是：使煤在高压、高强度、高效率的气化炉中气化成为中热值煤气或低热值煤气，进而通过洗涤和脱硫过程，把煤气中的微尘、硫化物、碱金属等杂质清除干净，最后，把洁净的人造煤气输送到燃气－蒸汽联合循环中去燃烧做功。（1.5分）

2、大气温度上升对燃气—蒸汽联合循环机组性能（功率、效率）的影响程度和其对燃气轮机简单循环的影响哪个大？简述原因。

答：温度上升对燃气—蒸汽联合循环机组性能影响要小些。（1分）原因是环境温度升高，燃机以及联合循环的最高出力随之下降，燃机的效率降低，但对联合循环效率影响小一些。（1分）当环境温度升高时，进入压气机的空气量减少，燃机及联合循环出力降低；压气机单位工质耗功增加，将使得燃气轮机效率下降；（1分）但是排气温度升高，使蒸汽侧的“朗肯”循环效率增加，环境温度变化对燃气“布雷顿”循环及蒸汽“朗肯”循环热效率的影响相反，故对联合循环机组的出力和效率的影响没有对燃气轮机简单循环的影响大。（1分）

问答题

计算题

1. 带回热的燃气轮机定压加热实际循环，压气机的入口温度为17℃，压力为1.1bar ，循环的最高温度为1500K ，压比为10，回热度为75%，压气机的绝热效率为ηCS =0.85，燃气轮机相对内效率ηT =0.87，空气的定压质量比热c p =1.005kJ/（kg.K ），空气的绝热指数k=1.4。求：

1）在T-S 图上画出此循环；

2）循环温比；

3）燃气轮机透平排气经回热器后的温度；

4）循环的热效率；

5）若燃气轮机后接一效率为ηst = 0.36的蒸汽底循环系统，求联合循环热效率？

答：1）

（1分）

2）由题意：

T 1=273.15+17=290.15K

T 3=1500K

则：

τ= T 3/ T 1=5.17 （0.5分）

3）由 T-S 图可求：

K K K K P P T T 111212--==π）（ 求出T 2=560K