燃气轮机简介.
燃气轮机简介
西门子SIEMENS 燃气轮机 ❖ we
GE 燃气轮机
1、燃气轮机基本原理
❖ 地面燃气轮机旳评价参数：
效率：42.9% ，联合循环效率高达58%；（油耗率、热耗） 功率： 最大334MW； 涡轮前温度、压比； 寿命：50000~100000小时； 停机检验时间：4000~8000小时； 单位功率旳重量：重型旳一般不小于2～5kg/kW，轻型则
在1872瑞士人Stole取得了一种燃气轮机旳专利，他设计 旳燃气轮机涉及多级轴流式压气机、反动式涡轮、燃烧 室、回热器等部件。
1895年,美国人 Charles提出了完整旳燃气轮机旳设计专 利。
2、燃气轮机发展史
❖ 在1923年，法国人 Stolze制造了第一台“真正”
旳燃气轮机，而且进行了试验，但是成果却是失败 了。装置除了带动本身旋转外，几乎不能对外输出 功。 ❖ 同步，其他旳人也尝试制造燃气轮机，但是几乎都 失败了。 ❖ 失败旳主要原因有两个：
部件旳效率偏低（主要是压气机，当初旳压气机效率只有 60%左右）。
材料旳限制（没有耐热钢和冷却技术，涡轮前温度只有 740K左右，在后来旳学习中会发觉涡轮前温度循环效率旳 影响最大）。
2、燃气轮机发展史
❖ 到了20世纪30年代，因为空气动力学旳发展应用在 压气机设计领域，使得压气旳效率和压比均得到了 提升；同步冶金技术旳发展出现了耐热钢，能够承 受500~600摄氏度左右旳高温。为燃气轮机旳制造成 功提供了基本旳确保。
一、燃气轮机简介
1. 燃气轮机基本原理 2. 燃气轮机发展史 3. 燃气轮机旳特点 4. 燃气轮机旳应用 5. 发展前景
燃气轮机进气口温度
燃气轮机进气口温度1. 简介燃气轮机是一种利用燃料燃烧产生高温高压气体，通过轮叶机械能转换，驱动发电机或直接驱动机械设备的动力装置。
燃气轮机的性能和效率受多个因素影响，其中之一就是进气口温度。
燃气轮机进气口温度是指进入燃气轮机的空气在进气口处的温度。
进气口温度的高低直接影响燃气轮机的性能和效率。
在正常运行条件下，燃气轮机进气口温度通常在600°C到1500°C之间。
2. 影响因素2.1 燃料燃烧温度燃气轮机的进气口温度主要受到燃料燃烧温度的影响。
燃料的燃烧温度越高，产生的热量也就越高，进气口温度也会随之升高。
因此，燃料的选择和燃烧控制对于控制进气口温度至关重要。
2.2 空气压力燃气轮机的进气口温度还受到空气压力的影响。
随着空气压力的增加，进气口温度也会相应升高。
因此，在设计和运行燃气轮机时，需要考虑空气压力的变化对进气口温度的影响。
2.3 进气口设计燃气轮机的进气口设计也对进气口温度起着重要的影响。
合理的进气口设计可以减小进气口温度的波动，提高燃气轮机的性能和效率。
进气口设计需要考虑空气的均匀流动，避免局部过热或过冷。
2.4 环境温度环境温度是另一个影响燃气轮机进气口温度的因素。
在高温环境下，进气口温度会相应升高。
因此，在选择燃气轮机的安装位置时，需要考虑环境温度对进气口温度的影响。
3. 进气口温度的影响3.1 燃气轮机性能进气口温度的升高会导致燃气轮机性能的下降。
高温空气进入燃气轮机后，会使得燃气轮机的燃烧温度升高，导致燃烧效率下降。
同时，高温空气还会使得燃气轮机的叶片受热膨胀，增加叶片的磨损和疲劳，降低燃气轮机的可靠性和寿命。
3.2 燃气轮机效率进气口温度的升高还会导致燃气轮机效率的下降。
高温空气在进入燃气轮机后，会使得燃气轮机的排气温度升高，从而导致热损失的增加。
燃气轮机的效率与热损失成反比，因此进气口温度的升高会降低燃气轮机的效率。
3.3 燃气轮机排放进气口温度的升高还会影响燃气轮机的排放。
燃气机和燃气轮机介绍
燃气机和燃气轮机介绍一、燃气机1、燃气机简介燃气机是通过燃烧天然气或人工煤气产生动力做功，可用于推动汽车及轮船行走和驱动发电机发电。
其优点在于比柴油机或汽油机更加清洁、环保。
可以取代柴油机和汽油机，现广泛应用于公共交通、油田、发电等领域。
2、燃气机分类根据原料燃烧位置不同，分为燃气内燃机(俗称“内燃机”)和燃气外燃机（俗称“外燃机”）。
3、燃气内燃机燃气内燃机通常指活塞式内燃机，活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。
活塞式内燃机将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出的热能使气缸内产生高温高压的燃气。
燃气膨胀推动活塞作功，再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出，驱动从动机械工作。
内燃机以其热效率高、结构紧凑，机动性强，运行维护简便的优点著称于世。
燃气内燃机的发电效率通常在30％－40％之间，比较常见的机型一般可以达到35％。
燃气内燃机最突出的优点正是发电效率比较高，其次是设备集成度高，安装快捷，对于气体中的粉尘要求不高，基本不需要水，设备的单位千瓦造价也比较低。
但是内燃机也有一些不足的地方，首先，内燃机燃烧低热值燃料时，机组出力明显下降，此外，内燃机需要频繁更换机油和火花塞，消耗材料比较大，也影响到设备的可用性和可靠性两个主要设备利用指标，对设备利用率影响比较大，有时不得不采取增加发电机组台数的办法，来消除利用率低的影响。
内燃机设备对焦化煤气中的水分子含量和硫化氢比较敏感，可能导致硫化氢和水形成硫酸腐蚀问题，需要采取一些必要措施加以克服。
燃气内燃机代表产品：GE公司的颜巴赫系列，功率输出范围为0.25至3兆瓦。
4、燃气外燃机燃气外燃机（简称外燃机）是一种外燃的闭式循环往复活塞式热力发动机，因它是在1816年为苏格兰的R.斯特林所发明，故又称斯特林发动机。
新型外燃机使用氢气作为工质(传递能量的媒介物质叫工质)，在四个封闭的气缸内充有一定容积的工质。
气缸一端为热腔，另一端为冷腔。
工质在低温冷腔中压缩，然后流到高温热腔中迅速加热，膨胀做功。
微型燃气轮机效率
微型燃气轮机效率摘要：一、微型燃气轮机简介二、微型燃气轮机效率的计算三、微型燃气轮机的优点四、微型燃气轮机与柴油机的效率比较五、微型燃气轮机发电技术的发展正文：一、微型燃气轮机简介微型燃气轮机，又称为微涡轮发电机或微型涡轮发电机组，是一类新近发展起来的小型热力发动机。
其单机功率范围为25～300 千瓦，基本技术特征是采用径流式叶轮机械（向心式透平和离心式压气机）以及回热循环。
近年来，随着全球范围内的能源与动力需求结构的变化，特别是电力系统的放松控制以及环境保护等要求的变化，微型燃气轮机得到了电力、动力等有关部门的高度重视。
二、微型燃气轮机效率的计算微型燃气轮机的效率是指吸收热量与放出热量之比。
其效率的计算需要考虑压气机的效率、燃烧室出口的总温以及回热器的效率等因素。
若压气机效率为100%，可以由进、出口计算得到压气机的压比。
然而，微型燃气轮机的效率并不能简单地用涡轮效率来计算，因为涡轮传给压气机的功并不是就此消耗，总体效率需要综合考虑多个因素。
三、微型燃气轮机的优点微型燃气轮机具有以下优点：1.高效：微型燃气轮机的效率一般在30% 左右，相较于柴油机的40～50% 的效率，虽然较低，但在分布式供电系统中，其效率可以提高到50～60%。
2.环保：微型燃气轮机采用清洁的气体燃料，排放的污染物较少，有助于环境保护。
3.灵活性：微型燃气轮机具有快速启停和调节能力，可以根据负荷需求进行快速调整，适应性强。
4.噪音低：微型燃气轮机的噪音相对较低，有利于降低噪音污染。
四、微型燃气轮机与柴油机的效率比较柴油机的机械效率一般在40～50％，而火电厂的燃气轮机在30％。
如果将热能用于供热，燃气轮机的效率可以在50～60％左右。
然而，微型燃气轮机的效率并不高，一般在30% 左右。
尽管如此，在分布式供电系统中，微型燃气轮机的效率可以提高到50～60%，与柴油机相当。
五、微型燃气轮机发电技术的发展微型燃气轮机发电技术近年来得到了迅猛发展，特别是在美、欧等国。
微型燃气轮机简介
转动
提供动能 燃气轮机简单循环示意图
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1 简介
什么是微型燃气轮机？
• 所谓微型燃气轮机是指发电功率在几百千瓦（25～300kW）以内的燃气轮机， 本质是一种小型热力发电机。因为小型，所以灵活。
• 无回热的简单方便，最先用于装甲车辆车载辅助动力装置、航天飞机的辅助动 力装置。
• 有回热器的效率高、运行稳定，后用于分布式发电等。 • 据认为，微型燃气轮机发电技术有可能掀起“ 电源小型分散化”的技术革新热
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国外研究现状 国外有多家企业在积极开发制造相应的设备 对于该技术的发张有政策的倾斜
国内研究现状 微型燃气轮机技术在我国得到广泛的应用和重视 已完成100KW样机设计，预计不久推出市场
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PART
应用方式
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5.1 热、电、冷联产系统
整个系统以微型燃气轮机为核心动力装置，以天然气、沼气、合成气以及柴 油为燃料，经微型燃机做功后，高温烟气被用来驱动余热利用装置进行供热、 制冷，提高能量利用率。联合循环效率达到80%！
采用空气轴承
采用回热器，大幅度提高发电效率
采用电力电子转换器，没有齿轮箱
采用超低排放燃烧器 自备电池板，具有零启动功能
对燃料适应性强 商用固体氧化物燃料电池和燃气轮机联 合循环发电效率高达60 %～ 75 %, 是目 前矿物燃料动力发电技术中效率最高的
烟气热能含量高，便于热能回收利用
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PART
发展历史
4.3透平转子
使用离心压气机的微型燃气轮 机多对应使用向心透平转子。 在向心透平中，工质朝轴心方 向流动。透平转子形状设计形 似机翼，在工质向心流动的过 程中会在转子上形成压力差推 动转子旋转。
燃气轮机工作原理
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。
燃气轮机效率与温比压比关系曲线
燃气轮机效率与温比压比关系曲线1. 燃气轮机简介燃气轮机是一种常见的热力发电装置，其通过燃烧燃料产生高温高压气体，然后将气体通过扩张机械转化为旋转动能，最终驱动发电机发电。
燃气轮机具有结构简单、启动快速、效率高等优点，在电力、航空、船舶等领域得到广泛应用。
2. 燃气轮机效率燃气轮机的效率是衡量其能量利用程度的重要指标。
通常情况下，燃气轮机的效率可以分为两部分：压缩功和扩张功之间的比值以及扩张功和输入焓之间的比值。
2.1 压缩功与扩张功之间的比值在燃气轮机中，压缩功是指将空气压缩至工作状态所需消耗的能量，而扩张功是指由于高温高压气体膨胀而产生的能量。
这两者之间的比值被称为压缩功与扩张功比，记作ηc。
2.2 扩张功与输入焓之间的比值扩张功是燃气轮机从高温高压气体中获得的能量，而输入焓是指单位时间内通过燃烧室进入轮机系统的能量。
这两者之间的比值被称为扩张功与输入焓比，记作ηt。
2.3 燃气轮机总效率燃气轮机的总效率是指压缩功和扩张功之间以及扩张功和输入焓之间两个比值的乘积，即ηtotal=ηc×ηt。
3. 温比和压比在讨论燃气轮机效率与温比压比关系之前，我们首先需要了解温比和压比这两个概念。
3.1 温比温比是指工作状态下的绝对温度与参考状态下的绝对温度之间的比值。
通常情况下，参考状态选择大气标准条件下的绝对温度（298K）。
工作状态下的绝对温度可以通过测量得到。
3.2 压比压比是指工作状态下的绝对压力与参考状态下的绝对压力之间的比值。
与温比类似，参考状态一般选择大气标准条件下的绝对压力（101.3kPa）。
4. 燃气轮机效率与温比压比关系曲线燃气轮机效率与温比压比之间存在一定的关系，可以通过绘制效率-温比压比曲线来展示。
4.1 曲线特点燃气轮机效率-温比压比曲线通常呈现以下特点： - 曲线起始于（1,1）点，即在参考状态下，燃气轮机的效率为100%。
- 随着温比的增加，燃气轮机的效率逐渐提高，并逐渐趋近于一个极限值。
燃气轮机特性
小型化燃气轮机具有体积小、重量轻、启动速度快等优点，适用于分布式能源、移动电源、 船舶等领域。
通过采用先进的制造技术和优化设计，小型化燃气轮机的性能和可靠性得到了显著提升，满 足了不同领域的需求。
05
燃气轮机未来展望
燃气轮机在新能源领域的应用
燃气轮机工作原理
燃气轮机的工作原理基于牛顿第三定律，即作用力和反作用力相等。当 转，进 而产生机械能。
压气机首先吸入空气并将其压缩，然后燃料在燃烧室中与压缩空气混合 并燃烧，产生高温高压气体驱动涡轮旋转。
最终，涡轮通过轴将机械能输出，可以用于驱动发电机或各种机械装置。
与柴油机、蒸汽轮机等其他类型的发动机相比，燃气轮机具有更短的启动时间，能 够快速达到额定功率。
快速启动的燃气轮机适用于需要频繁启停的应用场景，如调峰电站、备用电源等。
运行可靠
燃气轮机采用精密的控制系统和 高效的冷却系统，能够在高温、
高压等极端条件下稳定运行。
燃气轮机的零部件相对较少，结 构简单，降低了故障发生的概率。
持续发展。
清洁化
随着环境保护意识的日益增强，燃气轮 机的清洁化发展成为了必然趋势。
通过采用先进的排放控制技术和清洁燃 料，如氢气、生物质等，燃气轮机的排 放污染物得到了有效控制，符合日益严
格的环保标准。
清洁化的燃气轮机在减少环境污染、应 对气候变化等方面具有重要意义，有助
于推动全球绿色能源转型。
小型化
燃气轮机特性
目 录
• 燃气轮机简介 • 燃气轮机性能特点 • 燃气轮机与内燃机的比较 • 燃气轮机发展趋势 • 燃气轮机未来展望
01
燃气轮机简介
燃气轮机概述
MS9001E 简单循环、单轴、重型燃气轮机
燃气轮机的叶轮转子
压气机转子
等压燃烧的加热过程
燃气轮机的优点
1.
2. 3.
4. 5. 6. 7. 8.
结构紧凑，质量轻。即单位功率的质量小。 重型机组为2 ~ 5 kg/kw, 轻型机组为 1 kg/kw. 体积小，占地面积小。 起动快，从冷态起动至带满负荷，有些机组只需数分钟，在紧急 情况下起动时间还可缩短一半。 安装周期短，在做好基础设施等准备工作后，机组到位，很快就 能投入运行（约1~2 个月）。 运行平稳，可靠性高。 效率高，现简单循环的燃气轮机的热效率已达到 42.9 % 污染排放低。 耗水少或者不用水。
燃气轮机的四个工作过程
1、压气机的压缩过程：在压气即中，空气被压缩，比容 减少，压力、温度增加 2、燃烧室中的加热过程：在燃烧室中。从压气机中排除 的高压空气与燃料混合燃烧，将燃料中的化学能释放出 来，转化成热能，使工质温度升高，比容增大 3、透平中的膨胀过程：从燃烧室出来的高温高压燃气， 进入透平后，对外界输出一定数量的机械功，与此同时， 工质的温度、压力下降，比容增加 4、排气在大气中放热：燃气经排气机匣和烟道排入大气， 温度降到环境温度，此时压力、温度和比容都回到压气 机进口状态。
燃气轮机在静止状态时，压气机和透平都不 做功，机组 的通道中无气体流动，这时在燃烧室中无法加入，燃 料去燃烧。因此燃气轮机是无法依靠其自身来起动， 只有依靠外界动力。一般是用 起动机，用它带动压气机 转子旋转加速，使机组的流道中建立起气流，在燃烧 室中气流达到稳 定燃烧的条件后才能喷入燃料，点火 燃烧, 这时 透平输功率迅速增大，燃气轮机的速迅速增 加，当起动到燃气轮机自身能独立工作后，起动机才 脱开而停止工作 。
燃气轮机原理(精华版)
QD20燃机轮机机组第 1章概述1.1 燃气轮机简介燃气轮机（Gas Turbine）是以连续流动的气体为工质、把热能转换为机械功的旋转式动力机械，包括压气机、加热工质的设备（如燃烧室）、透平、控制系统和辅助设备等。
走马灯是燃气轮机的雏形我国在11 世纪就有走马灯的记载，它靠蜡烛在空气燃烧后产生的上升热气推动顶部风车及其转轴上的纸人马一起旋转。
15世纪末，意大利人列奥纳多〃达芬奇设计的烟气转动装臵，其原理与走马灯相同。
现代燃气轮机发动机主要由压气机、燃烧室和透平三大部件组成。
当它正常工作时，工质顺序经过吸气压缩、燃烧加热、膨胀做功以及排气放热等四个工作过程而完成一个由热变功的转化的热力循环。
图1-2为开式简单循环燃气轮机工作原理图。
压气机从外界大气环境吸入空气、并逐级压缩（空气的温度与压力也将逐级升高）；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；然后再进入透平膨胀做功；最后是工质放热过程，透平排气可直接排到大气、自然放热给外界环境，也可通过各种换热设备放热以回收利用部分余热。
在连续重复完成上述的循环过程的同时，发动机也就把燃料的化学能连续地部分转化为有用功。
燃气轮机动力装臵是指包括燃气轮机发动机及为产生有用的动力（例如：电能、机械能或热能）所必需的基本设备。
为了保证整个装臵的正常运行，除了主机三大部件外，还应根据不同情况配臵控制调节系统、启动系统、润滑油系统、燃料系统等。
燃气轮机区别于活塞式内燃机有两大特征：一是发动机部件运动方式，它为高速旋转、且工质气流朝一个方向流动（不必来回吞吐），使它摆脱了往复式动力机械功率受活塞体积与运动速度限制的制约，在同样大小的机器内每单位时间内通过的工质量要大得多，产生的功率也大得多，且结构简单、运动平稳、润滑油耗少；二是主要部件的功能，其工质经历的各热力过程是在不同的部件中进行的，故可方便地把它们加以不同组合处理，来满足各种用途的要求。
燃气轮机区别于汽轮机有三大特征：一是工质，它采用空气而不是水，可不用或少用水；另是多为内燃方式，使它免除庞大的传热与冷凝设备，因而设备简单，启动和加载时间短，电站金属消耗量、厂房占地面积与安装周期都成倍地减少；再是高温加热高温放热，使它有更大的提高系统效率的潜力，但也使它在简单循环时热效率较低，且高温部件需更多的镍、铬、钴等高级合金材料，影响了使用经济性与可靠性。
燃气轮机简介
1、燃气轮机发展史1939年世界上第一台燃气轮机投入使用以来，至今已有65年的历史。
在这65年中燃气轮机的发展非常快，其性能、结构不断地提高和完善。
燃气轮机的用途已从过去的军事领域扩展到铁路运输、移动电站、海上平台、机械驱动和各种循环方式的大中型电站等。
例如：简单循环、回热循环、间冷循环、再热循环、燃气—蒸汽联合循环（单压、双压、三压再热）、增压硫化床燃烧—联合循环（PFBC—CC）、整体式煤气化联合循环（IGCC）等。
由于燃气轮机具有用途广泛、启动快、运行方式灵活、用水量少、热效率高、建设周期短以及对燃料的适应性非常广（各种气体燃料、液体燃料和煤）等特点，因此可以这样说，燃气轮机已经成为热机中的一支劲旅，汽轮机长期独霸发电行业的格局已经开始动摇。
近二十年来，燃气轮机在电站中的应用得到了迅猛发展。
这是因为燃气轮机启动速度快、运行方式灵活，且能在无电源的情况下启动（黑启动Black），机动性能好且有极强的调峰能力，可保障电网安全运行。
进入八十年代以后，燃气轮机技术得到了迅猛发展，技术性能大幅度提高。
到目前为止单机容量已达334MW，简单循环的燃气轮机热效率达43.86%，已超过大功率、高参数的汽轮机电站的热效率。
而燃气—蒸汽联合循环电站的热效率更高达60%。
先进的燃气轮机已普遍应用模块化结构，使其运输、安装、维修和更换都比较方便，而且广泛应用了孔探仪定期检查、温度控制、振动保护、超温保护、熄火保护、超速保护等措施，使其可靠性和可用率大为提高。
此外，由于燃气轮机的燃烧效率很高，未燃烧的碳氢化合物、一氧化碳、二氧化硫等排放物一般都能达到严格的环保要求。
注水/蒸汽燃烧室和DLN燃烧室的应用使NOX的排放降至9-25ppm。
2、我国燃气轮机工业概况我国解放前没有燃气轮机工业，解放后全国各地试制过十几种型号的陆海空用途的燃气轮机。
1956年我国制造的第一批喷气式飞机试飞，1958年起又有不少工厂设计试制过各种燃气轮机。
燃气轮机装备制造简介介绍
02
燃气轮机制造工艺
燃气轮机制造流程
材料准备
选择合适的材料，如 高温合金、钛合金等 ，进行材料准备。
粗加工
对材料进行粗加工， 如切割、打孔等，以 满足后续工艺的需求 。
热处理
对材料进行热处理， 以提高材料的力学性 能和耐腐蚀性。
精加工
对材料进行精加工， 如磨削、抛光等，以 获得精确的尺寸和形 状。
性能评估
通过实验和计算方法，评估燃气 轮机的热效率、功率密度、排放
等性能指标。
测试与验证
对燃气轮机进行严格的测试和验证 ，确保其性能和可靠性满足设计要 求。
故障诊断与预测
通过监测和分析燃气轮机的运行数 据，及时发现并预测潜在的故障， 提高设备的可用性和安全性。
04
燃气轮机产业现状与发展趋势
全球燃气轮机产业发展现状
通用电气（GE）
作为全球领先的燃气轮机制造商，通 用电气在燃气轮机设计、制造和运营 方面拥有丰富的经验。其产品广泛应 用于航空、能源和工业领域。
西门子
西门子是另一家全球知名的燃气轮机 制造商，其产品广泛应用于电力、交 通和工业领域。西门子燃气轮机具有 高效、可靠和环保的特点。
中国燃气轮机装备制造企业介绍
05
燃气轮机与其他能源形式的比 较
燃气轮机与化石能源的比较
1 2
燃料种类
燃气轮机可以使用多种化石燃料，如天然气、石 油等，而化石能源主要依赖煤炭、石油等有限资 源。
燃烧效率
燃气轮机采用先进的燃烧技术，具有较高的燃烧 效率，而化石能源的燃烧效率相对较低。
3
污染物排放
燃气轮机排放的污染物较少，对环境影响较小， 而化石能源燃烧会产生大量的二氧化碳和其他污 染物。
6FA燃气轮机详细介绍
DLN 2.6燃烧系统
6FA燃气轮机机组使用6个燃烧室。 在4号和5号燃烧室上分别装有1个点火火花塞； 在1号、2号、5号和6号燃烧室分别上装有1个火焰监测 器；
火焰监测器均采用闭式冷却水冷却；
火花塞采用伸缩式； 相邻燃烧室都由联焰管相联结。
DLN 2.6燃烧系统
1个PM1喷口；
2个PM2喷口；
目前运行情况
PG6111FA型燃机机组效率34.2%，燃机出力75.9MW，联
合循环发电机组效率为51.3%，联合循环机组出力111.9MW。
机组硫化物排放为零，氮氧化物排放低于25PPm，CO排放
低于15PPm。 PG6111FA型燃气轮于2009年2月投产，联合循环2009年 8月投产。运行时间超过11000小时，年运行时间超过8000 小时，目前正在进行燃机热通道部件检修（12000小时）。
负荷
环境温度 ℃ 燃机出力 KW 排气温度 ℃ 热电比 热效率
Kj/kWh 10550 ％ 34.12
通过实际运行，在极端天气情况时，使用蒸发冷却器能提高机 组负荷6120kW，提高发电效率1.07%左右。
DLN 2.6燃烧系统
N2+O2→2NO 2NO+O2→2NO2
NOx的形成
解决方法 控制燃烧室的火焰温度、温度场分布、燃料的 停留时间、O2的浓度和化学反应速度。
3个PM3喷口； 15个q喷口 ；
DLN 2.6燃烧系统
DLN 2.6燃烧系统
DLN 2.6燃烧系统
DLN 2.6PM1 PM2 PM1+PM2 PM1+PM3 PM2+PM3 PM2+PM3+Q PM1+PM2+PM3+Q ~ MODE 1 ~ MODE 2 ~ MODE 3 ~ MODE 4 ~ MODE 5 (transient mode) ~ MODE 5Q (transient mode) ~ MODE 6Q
QD20燃气轮机原理
QD20燃气轮机机组第 1章概述1.1 燃气轮机简介燃气轮机（Gas Turbine）是以连续流动的气体为工质、把热能转换为机械功的旋转式动力机械，包括压气机、加热工质的设备（如燃烧室）、透平、控制系统和辅助设备等。
走马灯是燃气轮机的雏形我国在11世纪就有走马灯的记载，它靠蜡烛在空气燃烧后产生的上升热气推动顶部风车及其转轴上的纸人马一起旋转。
15世纪末，意大利人列奥纳多·达芬奇设计的烟气转动装置，其原理与走马灯相同。
现代燃气轮机发动机主要由压气机、燃烧室和透平三大部件组成。
当它正常工作时，工质顺序经过吸气压缩、燃烧加热、膨胀做功以及排气放热等四个工作过程而完成一个由热变功的转化的热力循环。
图1-2为开式简单循环燃气轮机工作原理图。
压气机从外界大气环境吸入空气、并逐级压缩（空气的温度与压力也将逐级升高）；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；然后再进入透平膨胀做功；最后是工质放热过程，透平排气可直接排到大气、自然放热给外界环境，也可通过各种换热设备放热以回收利用部分余热。
在连续重复完成上述的循环过程的同时，发动机也就把燃料的化学能连续地部分转化为有用功。
燃气轮机动力装置是指包括燃气轮机发动机及为产生有用的动力（例如：电能、机械能或热能）所必需的基本设备。
为了保证整个装置的正常运行，除了主机三大部件外，还应根据不同情况配置控制调节系统、启动系统、润滑油系统、燃料系统等。
燃气轮机区别于活塞式内燃机有两大特征：一是发动机部件运动方式，它为高速旋转、且工质气流朝一个方向流动（不必来回吞吐），使它摆脱了往复式动力机械功率受活塞体积与运动速度限制的制约，在同样大小的机器内每单位时间内通过的工质量要大得多，产生的功率也大得多，且结构简单、运动平稳、润滑油耗少；二是主要部件的功能，其工质经历的各热力过程是在不同的部件中进行的，故可方便地把它们加以不同组合处理，来满足各种用途的要求。
lm2500燃气轮机
LM2500燃气轮机简介LM2500燃气轮机是一种用于发电和推进的高性能燃气轮机。
它由通用电气公司（General Electric Company）设计和制造，是通用电气的LM系列燃气轮机中的一员。
工作原理LM2500燃气轮机采用了空气压缩、燃烧和膨胀等过程来实现能量转换。
它的基本工作原理如下：1.空气压缩：进气口将空气引入轮机，然后经过高速旋转的压气机进行压缩，提高空气的压力和温度。
2.燃烧：经过压缩的空气与燃料混合后，进入燃烧室进行燃烧。
燃料可以是天然气、柴油等。
3.膨胀：燃烧产生的高温高压气体通过进气口进入轮机，推动轮子高速旋转，同时驱动发电机或提供推力。
技术特点LM2500燃气轮机具有以下几个技术特点：1.高效性能：LM2500采用进气压缩、高温燃烧和高速膨胀的工作原理，能够实现高效能的能量转换。
其热效率可达40%以上。
2.快速启动：LM2500具备快速启动的能力，可以在短时间内实现从停机状态到满负荷运行。
3.可靠性强：LM2500燃气轮机经过严格的质量控制和测试验证，具有可靠性强的特点，能够在各种工作环境下可靠运行。
4.排放低：LM2500采用先进的燃烧系统和尾气处理技术，能够降低排放量，符合环境保护要求。
应用领域LM2500燃气轮机在以下领域得到广泛应用：1.电力发电：LM2500可以驱动发电机产生电能，供应给城市、工业、商业等各个领域的电力需求。
2.船舶推进：LM2500可以作为船舶的主要动力设备，提供动力推进，适用于军舰、商船等。
总结LM2500燃气轮机具有高效性能、快速启动、可靠性强和排放低的特点，广泛应用于电力发电和船舶推进等领域。
它是通用电气公司的LM系列燃气轮机的一员，是一种先进的能量转换设备。
了解LM2500燃气轮机的工作原理、技术特点和应用领域，有助于更好地理解和应用这一技术。
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我国工业燃气轮机的现状与前景一、世界工业燃气轮机的发展趋势1、世界工业燃气轮机的发展途径与现状自1939年瑞士BBC公司制成世界上第一台工业燃气轮机以来，经过60多年的发展，燃气轮机已在发电、管线动力、舰船动力、坦克和机车动力等领域获得了广泛应用。
由于结构上的分野，工业燃气轮机分为重型燃气轮机和轻型燃气轮机（包括航机改型燃气轮机）。
80年代以后，燃气轮机及其联合循环技术日臻成熟。
由于其热效率高、污染低、工程总投资低、建设周期短、占地和用水量少、启停灵活、自动化程度高等优点，逐步成为继汽轮机后的主要动力装置。
为此，美国、欧洲、日本等国政府制定了扶持燃气轮机产业的政策和发展计划，投入大量研究资金，使燃气轮机技术得到了更快的发展。
80年代末到90年代中期，重型燃气轮机普遍采用了航空发动机的先进技术，发展了一批大功率高效率的燃气轮机，既具有重型燃气轮机的单轴结构、寿命长等特点，又具有航机的高燃气初温、高压比、高效率的特点，透平进口温度达1300℃以上，简单循环发电效率达36%～38%,单机功率达200MW以上。
90年代后期，大型燃气轮机开始应用蒸汽冷却技术，使燃气初温和循环效率进一步提高，单机功率进一步增大。
透平进口温度达1400℃以上，简单循环发电效率达37%～39.5%，单机功率达300MW以上。
这些大功率高效率的燃气轮机，主要用来组成高效率的燃气-蒸汽联合循环发电机组，由一台燃气轮机组成的联合循环最大功率等级接近500MW，供电效率已达55%～58%，最高60%，远高于超临界汽轮发电机组的效率（约40%～45%）。
而且，其初始投资、占地面积和耗水量等都比同功率等级的汽轮机电厂少得多，已经成为烧天然气和石油制品的电厂的主要选择方案。
由于世界天然气供应充足，价格低廉，所以，最近几年世界上新增加的发电机组中，燃气轮机及其联合循环机组在美国和西欧已占大多数，亚洲平均也已达36%，世界市场上已出现了燃气轮机供不应求的局面。
目前，美、英、俄等国的水面舰艇已基本上实现了燃气轮机化，现代化的坦克应用燃气轮机为动力，输气输油管线增压和海上采油平台动力也普遍应用了轻型燃气轮机。
先进的轻型燃气轮机简单循环热效率达41.6%。
采用间冷—回热循环的燃气轮机在110%～30%工况下，热效率下降很少，可保持在41%。
现正在开发功率大于40MW，涡轮前温度为1427℃～1480℃，简单循环热效率达45℃～50℃的轻型燃气轮机。
微型燃气轮机作为分布式电源也取得显著进展。
近20余年来，洁净燃煤发电技术已取得重要进展，最有希望的两种解决途径为：整体煤气化联合循环（IGCC）和增压流化床联合循环（PFBC），燃气轮机均是其中的关键设备。
至今，全世界已投过了10余座各种功率等级的IGCC电厂，还有一批IGCC电厂正在筹建之中，IGCC电厂已开始进入商业化应用阶段。
PFBC 电站已投运5座，成功地进行了示范运行，正逐步进入商业化运行阶段。
世界重型燃气轮机制造业经过60多年的研制、发展和竞争，目前已形成了高度垄断的局面，即以GE、西门子/西屋、原ABB等主导公司为核心，其它制造公司多数与主导公司结成伙伴关系，合作生产或购买制造技术生产。
日本的三菱公司值得关注，它最初应用西屋的技术生产燃气轮机，后来发展为与西屋联合开发新型燃气轮机。
1998年三菱与西屋分手，成为拥有独立制造技术的世界重型燃气轮机制造企业之一。
燃气轮机与内燃机相比，具有重量轻、体积小、单机功率大、运行平稳、寿命长、维修方便等优点，它早已在飞机发动机中取得了独占地位。
由于美、英、俄等国对航空技术高度重视，投入了大量研究开发资金，因此，航空的燃气轮机技术比工业燃气轮机发展更迅速。
目前，世界的轻型燃气轮机制造业也形成了GE、R.R（罗尔斯.罗伊斯）、P&W（普惠）三大主导企业。
近年来，俄罗斯、乌克兰等国借助前苏联强大的航空工业基础，也在加紧进行航机改型工作，推出了一批轻型燃气轮机。
2、工业燃气轮机技术发展的四代技术燃气轮机是一项多种技术集成的高技术，按技术特征，工业型燃气轮机可分为四代：过去的半个世纪，世界发展了头两代工业燃气轮机，其传统的提高性能途径是：不断地提高透平初温，相应地增大压气机压比和完善有关部件。
未来五十年，可能主要利用新材料和新技术的突破，再开发出两代新的燃气轮机。
（1）第一代始自四、五十年代1939年秋，瑞士研制出世界首台4MW燃气轮机发电机组。
1949年世界首套燃气蒸汽联合循环发电装置投入运行。
五十年代初，透平初温只有600～700℃，那时主要靠耐热材料性能的改善，平均每年上升约10℃。
六十年代后，还藉助于空气冷却技术，透平初温平均每年升20℃。
到了八十年代，已把初温升至850～1000℃。
第一代技术的特点是：单轴重型结构（航空移植除外），初期高温合金，简单空冷技术，亚音速压气机，机械液压式或模拟式电子调节系统。
性能参数特征：透平初温小于1000℃，压比在4-10，简单循环效率小于30%。
（2）第二代已达当今最高水平从七十年代开始，充分吸收先进航空技术和传统汽轮机技术，沿着传统的途径不断提高性能，现已开发出一批“F”、“FA”、“3A”型技术的新产品，它代表着当今工业燃气轮机的最高水平：透平初温达到1260-1300℃，压比10-30，简单循环效率36-40%，联合循环效率55-58%。
第二代技术特征：轻重结合结构，超级合金和保护涂层，先进的空冷技术，低污染燃烧，数字式微机控制系统，联合循环总能系统。
性能参数特征透平初温小于1430℃，简单循环效率小于40%，联合循环效率小于60%。
（3）第三代正在开制其主要特征是采用更有效的蒸汽冷却技术，高温部件的材料仍以超级合金为主，采用先进工艺（定向结晶，单晶叶片等）进一步改善合金性能，部分静部件可能采用陶瓷材料。
应用智能型微机控制系统也是一个方向。
GE公司的GE37是相当于第三代水平的喷气发动机，正在研制，它使用现有超级合金和少量可提供的陶瓷材料，透平初温在1400℃～1500℃，短时达到1600℃。
正在研制第三代工业燃气轮机的典型代表是许多公司的H型技术产品，它们采用蒸汽冷却，以保证达到1430℃以上的初温。
（4）第四代正在构思对第四代燃气轮机的构思是基于采用革命性的新材料，发动机处于或接近理论燃烧空气量条件下工作，透平初温将大于1600-1800℃，冷却系统可能被取消，现采用的熔点1200℃、密度为8g/cm3的超级合金将被淘汰，新的高级材料应是小密度（<5g/cm3）的、有更好的综合高温性能，也许陶瓷材料是一种选择。
美国工业燃气轮机在总体上处于世界领先地位，已开发出“FA”型产品，正在开发“G”型和“H”型（透平初温1430℃，单机功率280MW，单机联合循环功率480MW，系统效率将突破60%），正在实施多项大的发展计划，如先进动力透平系统（ATS）等，还和欧洲合作执行将高性能航空发动机改型为先进工业燃气轮机的先进燃气轮机合作计划（CAGT）。
欧洲在发电用大型燃气轮机方面不比美国逊色。
德国、瑞士和瑞典有自己研制的高性能燃气轮机。
日本、英国、意大利、法国等国都生产当今性能最好的“FA”型燃气轮机，但都沿用外国的技术。
英国和法国有航机陆用领域有很大进展。
日本在开发高温的陶瓷燃气轮机上进展迅速。
注：⑴美国IHPTETT和ATS计划：在国际市场上，美国燃气轮机在技术水平和产量方面均具有领先地位，是其在贸易方面保持大量顺差的主要产业之一。
为了保持在军务和商业竞争方面的领先地位，美国对下一代燃气轮机的发展，正在投入大量资金，实施多项大的发展计划。
如：·IHPTET计划：这项为期16年（1987～2003年）的计划是针对航空的要求提出的，要使航空发动机的推重比现有最高水平的基础翻一番，达到20。
该项计划的投资为45亿美元。
除此之外，近年来美国还有4～5个大中型航空发电动机研制项目。
这些，都为美国先进燃气轮机技术的发展提供了技术基础。
·ATS计划：即先进透平动力系统（Advanced Tubine Systems）计划。
由美国能源部主持，政府与工业界共同投资7亿美元历时8年（1992～2000年）的计划，主要目标是：透平初温1427℃，系统效率约60%，以煤为燃料，更好的RAM性能，低水耗，低污染（Nox<9ppm，CO<10ppm）。
⑵美国和欧洲合作的CAGT计划：即先进燃气轮机（Collaborative Advanced Gas Turbine）合作计划。
是一项由美国牵头，美、欧22个部门和公司参加的多国计划，主要是将波音777飞机配装的三种超级风扇发动机（GE90，PW4000和Trent）改为先进的燃气轮机。
当前首要项目是ICAD（中间冷却）方案，透平转子前温度为1700～1755K，简单循环效率为45～47%。
ICAD是实现更先进的循环-HAT的第一步。
HAT循环的热效率可达61～63%。
⑶欧共体EC-ATS计划：从80年代中期起，欧共体赞助研究新一代高效率（简单循环效率为40%，联合循环效率为＞60%）的先进燃气轮机（EC-ATS）计划。
其研究内容和美国ATS计划的第1和2阶段研究内容相仿。
这个计划由一个叶轮机械研究协会（Turbo AG）来协调和组织，成员包括ABB，BMW，Daimler Benz,Rolls-Royce,和Siemens。
⑷日本发展高效率燃气轮机：一九七八年，日本通产省工业技术院制订了主要内容为能源技术研究和开展“月光计划”，共有五个项目，第一个就是“先进燃气轮机”。
日本的燃气轮机是靠与美国进行技术协作发展起来的，即购买生产许可证仿制美国的产品，而“月光计划”研制的高温高效燃气轮机则完全依靠日本自己掌握的技术来赶超国际水平了，这是日本燃气轮机行业的一个新的起点。
另外，日本在开发高温的陶瓷燃气轮机上进展迅速。
二、我国燃气轮机工业现状1、我国重型燃气轮工业的现状我国重型燃气轮机制造业始于五十年代末。
六十年代至七十年代初，上海汽轮机厂股份有限公司（原上汽厂）、哈尔滨汽轮机厂有限责任公司（原哈汽厂）、东方汽轮机厂和南京汽轮电机（集团）有限责任公司（原南汽厂）都曾以厂所校联合的方式，自行设计和生产过燃气轮机，透平进气初温为700℃等级，与当时的世界水平差距不大。
典型机型有1MW、1.5MW、3MW、6MW发电机组，6MW船用机组，3500hp、4500hp机车用机组。
七十年代中期，为配合川沪输气管线的建设，由国家计委批准，以南汽为基础，投资1.4亿，并将各地燃机专业人员200余人调入南汽，建设了我国重型燃气轮机科研生产基地。
并由原第一机械工业部负责在南汽组织了由全国近百个单位参加的“2万3千千瓦燃机”大会战，透平进气初温990℃等级。