燃气轮机起动过程原理
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
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燃气轮机发电机组原理一、燃气轮机发电机组概述燃气轮机发电机组是一种利用燃气轮机驱动发电机产生电能的装置。
它通过燃烧燃气来驱动轴上的涡轮转动,然后将涡轮的动能转化为电能。
燃气轮机发电机组被广泛应用于电力行业、工业领域和航空航天等领域,具有高效、环保、可靠的特点。
二、燃气轮机发电机组的工作原理2.1 燃气轮机工作原理燃气轮机发电机组的核心是燃气轮机。
其工作原理可分为压缩、燃烧和膨胀三个过程。
2.1.1 压缩过程燃气轮机的压缩过程通过压气机实现。
压气机将空气进行连续压缩,提高空气的压力和温度。
压缩后的空气进入燃烧室进行燃烧。
2.1.2 燃烧过程压缩后的空气与燃料混合燃烧,产生高温高压的燃气。
燃气轮机通常采用顺流燃烧室,燃气沿轴向方向流动,燃烧完全。
2.1.3 膨胀过程燃气轮机的膨胀过程通过涡轮实现。
高温高压的燃气推动涡轮转动,涡轮通过轴将动能转化为机械能,驱动发电机产生电能。
2.2 发电机工作原理发电机是将机械能转化为电能的装置。
燃气轮机发电机组中的发电机采用的是同步发电机。
2.2.1 磁场产生发电机通过电势差产生磁场。
磁场产生的方式主要有直流磁场和交流磁场两种。
在燃气轮机发电机组中,通常采用励磁电磁铁产生直流磁场。
2.2.2 电能转化机械能通过转子转动带动磁场旋转,磁场切割导线产生感应电动势。
感应电动势经过三相绕组和定子铁心的作用,输出交流电能。
2.2.3 电能调节发电机输出的电能需要通过调节器进行稳定和调节。
调节器根据负载的变化,调节发电机的励磁电流,使输出电能的电压和频率保持稳定。
三、燃气轮机发电机组的优缺点3.1 优点•高效:燃气轮机发电机组的总体效率可以达到40%以上,远高于传统的汽轮机发电机组。
•环保:燃气轮机燃烧燃料时产生的废气中含有少量的NOx和CO2等污染物,排放量较低。
•快速启动:燃气轮机发电机组启动和停机时间短,可以快速响应电网负荷的变化。
•可靠性高:燃气轮机发电机组结构简单,运行稳定可靠,维护成本较低。
燃气轮机工作原理与应用技术
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燃气轮机工作原理与应用技术燃气轮机是一种能够将燃料的热能转化为动能的发电机组,被广泛应用于发电、航空、船舶等领域。
本文旨在介绍燃气轮机的工作原理和应用技术。
一. 燃气轮机的工作原理燃气轮机的基本构成包括压气机、燃烧室、涡轮和发电机。
其工作原理可以简单概括为:压缩来自空气压力机的压缩空气,送入燃烧室燃烧燃料,产生高温高压气流,通过涡轮转子驱动发电机发电,同时排出尾气。
1. 压气机压气机的作用是将空气压缩并提高压力,为下一步的燃烧提供充足的氧气。
一般情况下,燃气轮机会使用多级离心式压气机,它的作用是将来自空气压力机的空气进行多级压缩,以达到较高的压力和温度。
2. 燃烧室燃烧室是将燃料燃烧,产生高温高压气流的空间。
在燃烧室中,燃料喷射器将燃料喷入燃烧室中,随后点火引燃。
经过燃烧后,气流温度达到1000℃以上,并且压力增加。
3. 涡轮涡轮是燃气轮机中最重要的组成部分之一。
涡轮的作用是将由燃烧室排出的高温高压气流转化为机械能,启动发电机转子,发电机转子通过旋转发电。
通常,燃气轮机会采用多级叶轮式涡轮,不同级数叶片的转速和角度不同,以适应不同的压力和温度。
4. 发电机发电机是将涡轮输出的机械能转化为电能的装置。
发电机一般采用在转子上安装绕组的感应式发电机。
整个燃气轮机的工作过程,最终会输出电能。
二. 燃气轮机的应用技术燃气轮机作为一种高效能、节能、环保的发电机组,具有着广泛的应用领域。
1. 发电在发电领域,燃气轮机可以单独或者联合热电联产的方式来输出电能和热能,具有高效能、低污染等优点。
另外,由于其响应速度较快,可以在短时间内投入运行,满足紧急情况下的电力需求。
2. 航空领域燃气轮机在航空领域中可以作为飞机推进装置,为飞机提供动力。
燃气轮机具有高可靠性、高效能、快速响应等优点,很好地满足了航空领域对发动机的高要求。
3. 船舶领域燃气轮机在船舶领域中可以作为动力装置,为船只提供足够的动力。
燃气轮机具有启动响应快、可调速、低振动、低噪音等优点,非常适合船舶的工作环境。
燃气轮机原理及控制调节
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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
燃气轮机工作原理
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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。
燃气轮机的原理与结构介绍
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燃气轮机的原理与结构介绍燃气轮机是一种利用燃气燃烧产生高温高压气流,通过推动涡轮转动,进而驱动发电机或其他机械装置的热动力装置。
其工作原理主要包括燃气燃烧、能量转换和工作过程三个方面。
1.压缩机:压缩机是燃气轮机的核心部件之一,以提高压气机进气流动的动能,同时将气体压力提升至燃烧室所需的压力值。
压缩机通常由多级叶轮设计,叶片与壳体之间的间隙很小,以确保气流的紧凑状态。
气流在各级叶轮中加速,并在每个级别后面的导向叶片中改变流向,最终进入燃烧室。
2.燃烧室:燃烧室是将燃气和空气混合并进行燃烧的部分。
压缩机泵入的气体首先通过燃气轮机喷油器喷入燃烧室,混合燃气在点火器的点火下燃烧。
在燃烧的过程中,燃气内部的化学能被释放出来,产生高温高压的气流。
3.涡轮:涡轮是燃气轮机中的另一个关键部件,由高压涡轮和低压涡轮组成。
高温高压的燃气通过高压涡轮的叶片,使涡轮快速旋转。
旋转的涡轮通过轴向传递的力量,带动高速旋转的低压涡轮,最终推动轴线上的装置工作。
涡轮通常由高温合金材料制成,以保证在高温高压的环境下的耐磨、耐腐蚀性能。
4.排气系统:排气系统主要用于将燃气轮机的废气排放到大气中。
排气管在涡轮后面连接,将排放的废气引导出燃气轮机。
同时,排气管内部还设置了一些降温装置,以降低排气温度,减少对环境的污染。
1.压缩:压缩机将大量的空气吸入,通过多级叶轮的旋转将气体压缩成高压气体。
在此过程中,气体的体积减小,温度和压力增加。
2.燃烧:压缩后的高压气体进入燃烧室,在燃料的点火下燃烧。
这些燃烧物质会释放出大量的热能,将气体的温度提高到非常高的程度。
3.膨胀:高温高压的气体通过高温涡轮的叶片,使涡轮快速旋转。
涡轮通过轴向传递的力量带动低压涡轮旋转,同时提供给发电机或其他机械装置所需的动力。
4.排气:膨胀后的废气通过排气管排出,同时通过降温装置冷却后排放到大气中。
排气管内设有减震器和消声器,以减少噪音和震动对环境和设备的影响。
总而言之,燃气轮机利用压缩、燃烧、膨胀和排气等过程,将燃气燃烧产生的高温高压气体转化为机械能或电能。
燃气轮机原理及结构解剖
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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。
直燃机的工作原理
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直燃机的工作原理直燃机(也称为直燃燃气轮机)是一种利用天然气或者其他燃气燃料直接燃烧产生动力的燃气轮机。
它具有高效率、低排放和快速启动等优点,被广泛应用于发电、航空和工业领域。
下面将详细介绍直燃机的工作原理。
1. 燃气进气与压缩直燃机的工作从燃气进气开始。
燃气通过空气滤清器进入压缩机,压缩机将气体压缩到高压状态。
压缩机通常采用离心式或者轴流式结构,通过高速旋转的叶片将气体压缩。
2. 燃气燃烧经过压缩后的燃气进入燃烧室。
燃烧室中注入适量的燃料,并与压缩空气混合。
燃料可以是天然气、液化石油气或者其他燃气燃料。
在燃烧室内,燃料与空气混合后被点燃,产生高温高压的燃烧气体。
3. 高温高压气体膨胀燃烧室中的高温高压气体进入轮子,推动轮子高速旋转。
轮子通常由多个级别的叶片组成。
每一个级别的叶片都有特定的形状和角度,以提供最大的动力输出。
4. 轮子驱动发机电或者其他设备轮子的旋转驱动连接在其上的轴,进而驱动发机电或者其他设备。
发机电将机械能转化为电能,供应给电网或者其他用电设备。
直燃机还可以用于驱动压缩机、泵或者其他需要动力的设备。
5. 排放处理直燃机在燃烧过程中会产生废气和废热。
为了减少对环境的影响,直燃机通常配备废气处理系统,如排放净化器和余热回收装置。
排放净化器可以减少废气中的污染物排放,而余热回收装置可以利用废热产生额外的能量。
总结:直燃机的工作原理可以简单概括为燃气进气与压缩、燃气燃烧、高温高压气体膨胀以及轮子驱动发机电或者其他设备。
通过这一过程,直燃机能够高效地将燃气燃烧产生的能量转化为电能或者其他形式的能量。
同时,直燃机还配备了排放处理系统,以减少对环境的影响。
这种工作原理使得直燃机成为一种重要的能源转换装置,在能源领域发挥着重要的作用。
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气燃烧产生的高温高压气体来驱动涡轮机旋转,从而产生功率的热力机械设备。
它的工作原理主要包括压气机、燃烧室、涡轮机和排气系统四个部分。
首先,压气机负责将空气压缩,提高其压力和温度,然后将其送入燃烧室。
在燃烧室中,燃料与压缩空气混合并燃烧,产生高温高压的燃气。
这些燃气通过燃气轮机内的高速旋转涡轮叶片,驱动涡轮机旋转。
涡轮机的旋转带动连接在同一轴线上的发电机或其他负载,从而产生功率。
最后,燃气轮机的排气系统将燃烧后的燃气排出,同时利用余热产生蒸汽,用于供暖或其他工业用途。
整个过程中,燃气轮机通过不断循环利用燃气的能量,实现了高效的能量转换。
燃气轮机的工作原理可以用一个简单的比喻来解释,就好像是汽车的发动机。
压气机就好比汽车的进气系统,燃烧室相当于汽车的燃烧室,涡轮机则类似于汽车的发动机,排气系统则类似于汽车的排气系统。
通过这个比喻,我们可以更直观地理解燃气轮机的工作原理。
燃气轮机作为一种高效、清洁的能源转换设备,被广泛应用于发电、航空、船舶和工业生产等领域。
它具有体积小、重量轻、启动快、响应速度快、排放少等优点,因此在能源领域具有重要的地位。
总的来说,燃气轮机的工作原理是通过压气机压缩空气,送入燃烧室与燃料混合燃烧产生高温高压燃气,驱动涡轮机旋转,最终产生功率。
它的工作原理简单清晰,但在实际应用中需要精密的工程设计和严格的运行管理,才能发挥最大的效益。
微型燃气轮机工作原理
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微型燃气轮机工作原理微型燃气轮机是一种小型、高效率的发电设备,它利用可燃气体(如天然气、液化石油气等)燃烧产生的高温高压气体驱动涡轮旋转,进而带动发电机发电。
它具有体积小、结构简单、启动快速、高效率等优点,被广泛应用于船舶、飞机、卫星等场景。
本文将详细介绍微型燃气轮机的工作原理。
一、微型燃气轮机的组成结构微型燃气轮机主要由压气机、燃烧室、涡轮和排气装置等组成。
压气机负责将空气压缩并提高进气压力;燃烧室将可燃气体与压缩空气混合并燃烧产生高温高压气体;涡轮通过高温高压气体的冲击力驱动旋转;排气装置将气体排出。
二、压气机的工作过程压气机是微型燃气轮机的核心部件之一,其主要工作是将进气空气压缩并提高进气压力。
压气机一般由多个级别组成,每个级别包括一个转子和一个固定导叶。
进气空气通过转子和导叶的相互作用,逐级受到压缩,从而实现气体压力的升高。
压气机的工作过程可以分为吸气、压缩和驱气三个阶段。
在吸气阶段,进气空气通过转子和导叶进入压气机,同时转子和导叶的相对运动也使得空气被吸入转子的空腔中。
在压缩阶段,转子和导叶的相对运动将空气逐级压缩,从而使气体压力升高。
在驱气阶段,压缩后的气体从压气机中排出,并进入燃烧室进行燃烧。
三、燃烧室的工作过程燃烧室是微型燃气轮机中气体燃烧的地方,它将经过压气机压缩后的空气与可燃气体混合并点燃,产生高温高压气体。
燃烧室一般采用喷嘴式燃烧器,喷嘴将可燃气体喷入燃烧室,并与空气充分混合。
在燃烧过程中,可燃气体燃烧释放的热量使得气体温度急剧升高,并产生高压气体。
燃烧室内的高温高压气体通过喷嘴口进入涡轮,并驱动涡轮旋转。
四、涡轮的工作原理涡轮是微型燃气轮机中负责转换气动能为机械能的核心部件。
在高温高压气体的作用下,涡轮叶片受到气体的冲击力,使得涡轮旋转。
涡轮一般由一系列叶片组成,叶片形状和角度的设计十分关键。
叶片的形状决定了受力的大小和角度,进而影响转轮的旋转速度和稳定性。
常见的涡轮设计有轴流式和离心式等。
燃气轮机工作原理
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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
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燃气轮机原理燃气轮机是一种将燃料的热能转换为机械能的发动机。
它具有高效率、功率密度大、响应迅速等优点,被广泛应用于飞机、火车、船舶等领域。
本文将介绍燃气轮机的原理,从燃料燃烧到机械输出的整个过程,以及燃气轮机的工作原理和组成部分。
一、燃料燃烧燃料的燃烧是燃气轮机的核心过程之一。
首先,燃料与空气混合形成燃气混合物,然后在燃烧室中被点火。
燃料的选择通常以石油类产品为主,例如柴油、天然气等。
点火后,燃气混合物的化学能被释放,产生高温高压气体,这是燃气轮机工作的基础。
二、燃气扩张燃气轮机的下一个步骤是将燃气的热能转化为机械能。
在燃气扩张过程中,高温高压的燃气进入轮叶,施加压力在叶片上,使得轮叶开始旋转。
此时,燃气流过轮叶,产生了推力,推动轴承输出机械能。
三、轴承和连杆在燃气轮机中,轴承和连杆是非常重要的组成部分。
轴承负责支撑和稳定旋转的轴,使得轮叶能够顺利工作。
连杆则将轮叶的旋转运动转化为线性运动,从而输出机械能。
这两个部分的设计和制造对于燃气轮机的性能和寿命至关重要。
四、废气排放在燃气轮机工作过程中,废气的排放是一个需要关注的问题。
废气中含有大量的二氧化碳、氮氧化物等有害物质,对环境造成污染。
为了减少废气排放对环境的影响,燃气轮机通常采取多重净化处理,包括除尘、脱硫、脱氮等技术手段,以确保废气排放符合相关的环保标准。
五、效率和性能燃气轮机的效率和性能是衡量其优劣的重要指标。
燃气轮机的效率通常指热效率,即输入的热能中有多少被转换为机械能。
为了提高燃气轮机的效率,可以采取一系列措施,例如提高燃烧效率、减少能量损失等。
此外,燃气轮机还具有快速启动、高响应性和负载适应性强等优点,使其在航空、交通等领域得到广泛应用。
综上所述,燃气轮机通过燃料的燃烧和热能的转换将热能转化为机械能。
它的工作原理涉及燃料燃烧、燃气扩张、轴承和连杆以及废气排放等多个方面。
燃气轮机以其高效率、功率密度大、响应迅速等优点在各个领域得到广泛应用。
燃气轮机原理、结构及应用(上、下册)pdf
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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
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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。
01燃气轮机热力循环原理
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01燃气轮机热力循环原理燃气轮机是一种常用的热机,利用燃气燃烧产生高温高压气体,然后将这种高温高压气体通过涡轮叶片的作用转化为机械能,最后将机械能转换为电能或机械功。
燃气轮机的热力循环原理可以分为以下几个步骤:1.空气进气:燃气轮机的工作气体是空气,空气通过进气道进入燃烧室。
为了提高空气的进气能力,通常会采用压气机将空气压缩,然后再送入燃烧室。
2.燃烧:在燃烧室中,燃料和空气混合燃烧,产生高温高压气体。
这个过程可以通过喷嘴将燃料和空气喷射到燃烧室中,然后点燃燃料。
燃料可以是天然气、柴油、煤气等。
3.膨胀过程:高温高压气体通过涡轮叶片的作用产生转动力,驱动涡轮转动。
同时,气体在涡轮上进行膨胀,降低温度和压力。
涡轮的转动将机械能传给轴承,进而传给发电机或其他负载。
4.排出废气:流过涡轮后的低温废气,被排出燃气轮机系统,可以用于加热水或其他用途,以提高能量利用效率。
废气中仍然有一定能量可以利用。
5.返压涡轮:在一些使用燃气轮机供热和供电的应用中,还可以增加返压涡轮,将排出废气进一步膨胀,降低废气的温度和压力。
这样可以进一步提高系统的热利用效率。
燃气轮机的热力循环原理基于热力学第一定律,即能量守恒定律。
通过燃烧产生的高温高压气体,通过涡轮叶片的作用将热能转化为机械能,然后再将机械能转化为电能或机械功。
这个循环过程中,废气排放出去的同时,仍然有一定的剩余热能可以利用,提高热机的能量利用效率。
燃气轮机的热力循环原理具有以下几个特点:1.高效率:由于燃气轮机能够将热能高效地转化为机械能,再转化为电能或机械功,因此其能量利用效率非常高,一般可达40%~50%以上。
2.快速启动:相比于蒸汽动力系统,燃气轮机的启动时间较短,一般只需几分钟,从而方便应对突发情况和高峰用电需求。
3.环保性好:燃气轮机燃烧的是燃气,相比于传统的煤炭燃烧,废气中的污染物排放较少,对环境污染较小。
总之,燃气轮机的热力循环原理基于燃气的燃烧产生高温高压气体,通过涡轮叶片的作用将热能转化为机械能,最终将机械能转化为电能或机械功。
燃气轮机的工作原理
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燃气轮机的工作原理燃气轮机是一种常见的发电机机型,它采用燃烧燃气的原理转化为动力,从而驱动涡轮旋转,进而产生电能。
燃气轮机在电力行业广泛应用,其高效率、低排放和快速启动等特点,使得它成为了当今发电行业的主流技术之一。
本文将详细介绍燃气轮机的工作原理。
一、燃气轮机的基本组成燃气轮机主要由压气机、燃烧室和涡轮组成。
压气机负责将空气加压,增加气流的能量;燃烧室则负责将燃气的化学能转化为高温高压的气体能量;而涡轮则利用气流的动能转动,驱动发电机或其他设备。
二、燃气轮机的工作过程1. 压气过程:压气机通过旋转的叶片将外界空气吸入,然后把空气加压,增加气体的能量。
被压缩后的空气温度会升高,压力也相应增加。
2. 加热过程:经过压气后,高压的空气进入燃烧室,同时喷入燃气。
在燃烧室内,燃气与空气混合并点燃,产生高温高压气体。
燃气的燃烧释放的能量将增加燃气的温度。
3. 膨胀过程:燃烧室内的高温高压气体进入涡轮,气体的能量转移到涡轮叶片上,使得涡轮旋转。
涡轮的旋转同时带动压气机,形成闭合回路。
涡轮旋转的同时,也可以驱动发电机产生电能。
4. 排气过程:在涡轮旋转完成后,高温高压的气体会被排出燃气轮机,避免对机器造成损坏。
在气体排出之前,可以通过余汽余热回收系统将废热转化为可再利用的能量,提高燃气轮机的整体效率。
三、燃气轮机的优势和应用领域1. 高效率:燃气轮机采用闭合回路工作,能充分利用能量,高效转化为电能。
相对于传统的煤炭发电机组,燃气轮机效率更高,能源消耗更少。
2. 低排放:燃气轮机燃烧过程中,排放的污染物相对较少。
它采用的是燃烧燃气的方式,减少了石油和煤炭的使用,大大降低了二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等排放物的产生。
3. 快速启动:相比于其他发电技术,燃气轮机启动快速,响应时间短。
这使得它在应对电力需求高峰时的调峰能力更强,可以迅速提供稳定的电力输出。
燃气轮机目前在许多不同的应用领域有着广泛的应用。
除了常见的发电行业之外,它还可以用于航空领域的飞机推进,以及工业领域的压缩空气和制冷系统。
燃气轮机原理概述及热力循环
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燃气轮机原理概述及热力循环燃气轮机(Gas Turbine)是一种将燃烧燃料产生的高温气体转化为机械能的设备。
它利用高速旋转的轴承和叶片来驱动压缩机和发电机。
燃气轮机的原理可以分为三个主要的过程:压缩过程、燃烧过程和膨胀过程。
首先,压缩过程是燃气轮机的第一部分。
在压缩过程中,进气口吸入大量空气,并通过旋转的轴承和叶片将气体压缩。
压缩后的空气接着被送入燃烧室。
其次,燃烧过程是燃气轮机的第二部分。
在燃烧过程中,高压的空气与燃料混合并点燃。
燃烧燃料产生的高温气体使燃气轮机的工作物质增加能量,并且使气体在高温高压条件下进行高速流动。
最后,膨胀过程是燃气轮机的第三部分。
在膨胀过程中,高温高压的气体通过轴承和叶片扩张,使轴承和叶片高速旋转。
这些旋转的轴承和叶片驱动发电机,将动能转变为电能。
在燃气轮机的热力循环中,一般采用布雷顿循环(Brayton Cycle)。
布雷顿循环包含四个主要步骤:压缩、加热、膨胀和冷却。
首先是压缩过程。
进气口的空气通过压缩机被压缩,使压缩后的空气温度和压力增加。
然后是加热过程。
压缩后的空气经过燃烧室,与燃料燃烧产生高温气体。
接下来是膨胀过程。
高温高压气体通过轴承和叶片膨胀,使轴承和叶片旋转。
旋转的轴承和叶片通过机械耦合驱动发电机。
最后是冷却过程。
高温气体通过冷却器冷却后再次进入压缩机,循环往复。
与其他发电设备相比,燃气轮机具有一些显著的优点。
首先,燃气轮机可以非常高效地转换能量,能够达到约35%至45%的高效率。
其次,燃气轮机的启动时间相对较短,通常只需要几分钟即可启动并达到额定功率。
此外,燃气轮机还具有较小的体积和重量,占用空间相对较小。
总之,燃气轮机是一种重要的能源转换设备,其工作原理基于压缩、燃烧和膨胀三个主要过程。
同时,布雷顿循环是燃气轮机的热力循环,包括压缩、加热、膨胀和冷却四个步骤。
燃气轮机通过高效转换能量,具有快速启动、小体积和重量等优点,在能源领域发挥着重要作用。
燃气轮机原理
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燃气轮机原理
燃气轮机是一种利用燃料燃烧产生的高温高压气体驱动涡轮转动,从而驱动发
电机产生电能的热力机械设备。
它具有结构简单、启动快速、响应灵敏等优点,被广泛应用于发电、航空、船舶等领域。
燃气轮机的工作原理主要包括压气机、燃烧室、涡轮和排气系统。
下面我们将详细介绍燃气轮机的工作原理。
首先,压气机起到了将空气压缩的作用。
空气经过压气机的压缩,压力和温度
都会相应提高。
这样做的目的是为了提高燃烧室内的空气压力和温度,从而增加燃烧效率,提高发电效率。
其次,燃烧室是燃气轮机的关键部件之一。
在燃烧室内,燃料与压缩空气混合
并燃烧,产生高温高压的燃气。
这些燃气会驱动涡轮转动,从而产生动力。
燃烧室内的燃烧过程需要严格控制,以确保燃气的温度和压力符合设计要求,同时尽量减少对环境的污染。
然后,涡轮是燃气轮机中的动力装置。
涡轮通常由多个叶片组成,当高温高压
的燃气冲击叶片时,涡轮会转动。
转动的涡轮会带动轴上的其他设备,如发电机或风扇,从而完成能量转换。
最后,排气系统用于排出燃烧后的废气。
废气中含有大量的热能,可以通过余
热锅炉回收利用,提高燃气轮机的能量利用率。
排气系统还需要具备良好的降噪和排放控制功能,以满足环保要求。
总的来说,燃气轮机通过将燃料燃烧产生的高温高压气体转换为机械能或电能,实现能量转换和利用。
其工作原理简单清晰,但在实际应用中需要严格控制各个环节,以确保设备的安全稳定运行。
希望本文对燃气轮机的工作原理有所帮助。
燃气轮机的工作原理
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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。
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燃气轮机起动过程原理(2007-12-25 22:02:35)转载▼标签:杂谈燃气轮机起动过程原理2.1 燃气轮机启动运行原理燃气轮机主机由压气机,燃烧室和透平三大部件组成。
压气机需要从外部输入机械功才能把空气压缩到一定的压力供入燃烧室。
透平则用高温高压的燃气做工质将其热能转变为机械能从而对外输出机械功。
在正常运行的时候,压气机是由燃气透平来驱动的。
一般讲,透平功率的2/3要用来拖动压气机,其余的1/3功率作为输出功率。
显然存在一个问题,在启动过程中点火之前和点火之后透平发出的功率小于压气机所需的功率这一段时间内,必须由燃气轮机主机外部的动力来拖动机组的转子。
换言之,燃气轮机的启动必须借助外部动力设备。
在启动之后,再把外部动力设备脱开。
机组启动扭矩变化,如图3-1所示。
图中MT曲线为透平自点心后所发出的扭矩;Mc曲线是压气在被带转升速过程中的阻力矩变化;Mn 是机组起动时所需要的扭矩特性,即由起动系统所提供的扭矩;n1为机组点火时的转速,即由起动带转机组转子所达到的转速。
在n1转速下,进入燃烧室的空气在其规定参数下,由点火器并藉联焰管快速且可靠地点燃由主喷油嘴喷射出来的燃料,并且在机组起动升速过程中,不会发生熄火、超温和火焰过长等现象。
n1转速通常为15%~22%SPD范围内,机组不同,n1数值亦不同。
图3-1 机组启动扭矩变化燃气轮机的起动是指机组从静止零转速状态达到全速空载并网状态,在起动过程中要求机组起动迅速、可靠、平稳和不喘振。
为了防止压气机在起动过和中喘振,机组起动前和起动过程中某一阶段内气机进口导叶处于34度,即所谓关闭状态,放气阀处于打开放气位置。
压气机进口可转导叶角度关小,能使压气机喘振边界线朝着流减小的方向变动,扩大了压气机的稳定工作范围。
同时由于空气流量减小,因而减小了起动力矩,使起动机功率减小;在起动功率不变的情况下,可以缩短起动加速时间。
防喘放气阀的放气是在于减小压气机高压级的空气流量而不致阻塞,同时又能增加压气机放气口前的气流流量,从而提出高了流速,也使压气机避免喘振。
机组起动过程中,压气进口导叶(IGV)角度,不能总在34度关闭状态;放气阀也不能总在放气位;因机组起动时工质设计参数的需要,6型机当转速为87%SPD时,IGV由34度打开增至57度,当机组转速达到满转速并且加负荷,直到所带负荷达到在约1.54万KW时,IGV继续打开直到84度。
而放气防喘阀,当机组转速达到97.5%SPD(转速继电器具14HS 动作)时,即关闭停止放气。
机组起动运行包括起动、带负荷、遥控起动和带负荷。
起动包括正常起动和快速起动。
带负荷又分自动和手动进行。
在起动运行过程中的控制调节又分转速控制、同期控制和温度控制阶段。
燃气轮机的起动过程可以分段进行,亦可以自动按程序控制进行,要分步调试过程中,可以分段进行。
一旦分步调试正常后,便无需再分段进行机组起动,而是采用自动程序控制。
机组起动过程分以下几步。
(1)起动前的检查准备阶段。
在这一阶段中,主要是检查机组起动所必需满足的那些条件是否具备了。
例如:润滑油辅油泵应投入,且润滑油的压力满面足运行条件,在各回油管路的观察窗处可以看到润滑油在流动;压气机可转导叶应关闭在最小角度位置,防喘放气应处于打开位置;起动失败泄油阀应打开等等。
只有这些条件满足,程序控制系统中的保护继电器L4才带电,其逻辑信号变成‘1’,机组才被允许起动。
在机组起动前,应进行盘车。
(2)起动盘车和拖动。
主机转子在静止状态,需在起动装置有比较大的扭矩才能克服转子的惯性和静摩擦把转子缓慢转动起来。
转子转动后,起动电机通过液力变扭器将转子升速。
(3)清吹。
清吹的目的是在机组点火之前,让机组在一定的转速下,利用压气机出口空气对机组进行一定时间的冷吹,吹掉可能漏进机组中的燃料气或因积油产生的油雾,清吹的时间要根据被清吹的排气道的容积来选择,至少能将整个排气道体积三倍的空气吹除掉,这样可避免爆燃。
简单循环机组在初次启动时不需要清吹。
但如果是重复启动,则在第二次点火前必须清吹。
如果机组带有余热回收设备(即联合循环),则每次点火前都应进行清吹。
(4)点火。
清吹结束后,若机组达到点火转速,则进行点火。
点火转速一般为机组额定转速的15%~22%。
在机组中,有6个主要的转速继电器,其中转速继电器14HM就是点火转速继电器(又叫最小转速继电器)。
它整定在920(+-20)转/分(额定转速的16%)触发,发出点火信号进行点火。
为了保证点火成功,点火时给出的燃料行程基准FSR比较大,即相应的燃料量比较多。
使燃烧室启动富油点火燃烧,同时冷却水系统的冷却风扇投运。
(5)暖机。
如果点火成功,火焰推测器探测到燃烧室中的火焰,控制系统便发出暖机信号,使机组进入暖机阶段。
暖机的目的是让机组的高温燃气通道中的受热部件,气缸与转子有一个均匀受热膨胀的时间,减少它们的热应力以及保证机组在启动过程中有良好的热对称,并且防止转子与静子之间出现过大的相对膨胀而使转子与静子发生碰擦,从而安全启动机组,为此,在一分钟暖机期间,燃料行程基准FSR从点火值到暖机值,即暖机期间,供入机组的饿燃料量比点火时要少。
(6)升速。
暖机时间由一个暖机计时器记录,暖机阶段结束时,由暖机计时器发出信号,使机组进入升速阶段。
在这一阶段中,燃料行程基准FSR由控制系统按控制规范的规定上升。
这时起动机的功率和透平发出的功率会使主机转速迅速上升。
但在起动控制系统中,有加速度限制控制,使机组转速上升时的加速度不超过预先给定的限值。
当机组转速加速到某个值时,继电器14HA动作,这时机组进入转速控制。
(7)脱扣。
随着机组转速的上升,通过压气机的空气流量增加,压气机出口压力也增加,供入机组的燃料量也增加,因此透平的输出功率也增大了。
当机组转速在启动机的帮助下继续升速到额定转速的50%~60%范围,透平已有足够的剩余功率使机组升速时,就可以停掉启动机了。
转速继电器14HX整定在额定转速的60%时触发,发出信号,卸掉液力变扭器中的工作油,使启动机与主机转子之间的液力联接脱开,然后停掉启动电机。
(8)全速空载。
机组转速达到97.5%SPD时,运行转速继电器14HS投入发出信号,此时压气机防喘放气阀关闭,辅助滑油泵88QC停止运转,透平排气框架通风马达88TK-1,88TK-2相继启动。
机组继续加速进入全速空载状态运行,此时的FSR=20%FSR,FSR略有增加,使机组转速略高于电网频率。
(9)同期阶段。
一般当机组进入全速空载状态后,即向发电机发出的交流电,其频率,电压和相位与电网的这三个参数相适应,这种情况下就叫做同期或同步。
当同期条件满足时,发电机断路器自动闭合(称之为并网).并网完成后,一个完整的启动过程就完成了。
在此之后,机组进入转速控制,并且可以执行自动带负荷和手动升降负荷的操作。
图3-2 启动曲线总之,启动过程是由启动系统(硬件)和启动控制系统(软件)的协同配合共同实现的。
启动过程中FSR,TNH,TTXD的变化如图3-2所示。
从图上,我们看到FSR在升速过程中有两次减少,这是因为在启动过程中,原来冷的部件已经“吸足”了热量因而不再从燃气中“吸收”热量,因此稍小一点的FSR仍能满足机组加速的需要。
再者,当机组到达了运行转速以后,不需要再继续升速,因而对透平的输出功率要求减小,所以FSR可以又减少一些。
同时,FSR在加速过程中的两次减少,也有利于透平燃气温度不会降低得过于急剧。
因为燃气温度的急剧升高和急剧降低都会对受热部件造成热冲击,而这种“暴热暴冷”都会影响受热部件的使用寿命或产生不安全的运行因素。
三、当机组达到全速空载,并完成同期并网后,机组由同期控制转为转速控制。
根据操作者指令,机组可进行如下方式带负荷:(1)如果操作者没有下达带负荷指令,并网后,则机组自动加载旋转备用负荷。
其值为4MW。
(2)如果操作者选择自动带基本负荷运行指令,则机组按规定的升荷率自动加载,此时机组仍为转速控制,FSR升到62.3%FSR,升荷率为(25%满负荷)/分。
4分钟后当机组带满基本负荷,机组由转速控制进入温度控制状态。
(3)如果操作者选择旋转备用负荷和基本负荷之间的某一负荷值进行加载,则首先要通过控制盘MARK V将这一负荷值调定下来,然后再按预选值进行加载,FSR逐渐增大;机组仍以(25%满负荷)/分的转速进行加载.。
但机组的控制始终为转速控制,因没有达到基本负荷,机组不进入温度控制状态。
(4)当操作者先择手动加负荷,则通过发电机控制盘上调节速度控制整定点升/降开关70R4/CS来进行,该开关向右拨是加负荷;置于中间的位置是停止加载;向左拨是减负荷。
手动加负荷开始是按(3.3%满负荷)/秒加载率进行,等到负荷已加到期1/4满负荷以上时,加载率将不能大于25%满负荷/分。
在加有功负荷程中,适当增加无功负荷。
以确保功率因素在良好的数值,手动加载其加载数值只能加载到基本负荷以内。
四、遥控起动和带负荷燃气轮机发电机组的起动和加载操作可以从控制间转换到中央控制室去遥控进行,转换后其起动、同期和加载的具体操方法与在控制间相同。
遥控的需要和可能要根据机组的功用、数量、安装情况以及轮机控制盘操作员接口所能附带电缆长度来决定。
一般情况,作为发电用燃气轮机发电机组,在电厂内相对比较集中,中央控制室与燃机控制室靠得很近,但一台主操作接口可以操作8台燃气轮机和8台汽轮机,因此,由中央控制室到每台机组控制室之间的电缆铺设比较复杂,其长度也各不一样。
例如电缆长度50英尺(15.2m);采用不同调制解调器时电缆长达1500英尺(457m);用不带调制解调器的光导纤维连接的光缆长度可达9600英尺(2926m)。
燃气轮机在油田输油管道上用作泵油动力时,在整个管网上燃气轮机的分布是很分散的,每台机组之间的距离较远,由中央控制室操纵、控制、监视几台机组运行,势在必行。
五、快速起动和快速加载起动在某些情况下要求机组尽快投入运行,甚至牺牲一些透平的寿命,为了实现快速起动,必须改变以下几个参数:(1)重新调整最小转速继电器14HM触发转速,使其在10%~12%SPD动作,发出信号,进行点火;(2)减小或取消暖机时间;(3)提高加速时FSR的上升速率;(4)把排气温度上升速率由5F/秒改为15F/秒;(5)机组加速率限制从每秒1%SPD改为2%SPD;(6)加大起动机的功率;快速起动对起动机寿命不利,所以非不得已不要采用。
快速加载起动,仅仅在加载时的加速率与手动加载相同,而起动过程和正常起动是一样的。
六、转速控制对燃气轮发电机组来说,要求发电机发出的交流电的频率保持不变,亦即在发电机加载过程中或负荷经常变化的情况下保持机组的转速为一定值。
怎样才能达到这个要求呢?当一台燃气发电机组单独供电给用户,如果开始时机组在额定转速运行,燃气机组发出的电功率等于用户的电负荷,整个转子处于功率衡,转速保持不变,但如果整个电功率发生了变化,而进入燃烧室的燃料不随着改变的话,那么原有的功率平衡就被破坏,就必然引起转速的变化,例如电负荷增加将引起转速的下降;电负荷减少,转速将上升。