燃气轮机与联合循环-姚秀平-课后题答案-第二单元
燃气-蒸汽联合循环机组试题库3月
1、燃气轮机T3温度指的是燃气轮机第一级喷嘴环出口处的燃气平均温度1、西门子V94.3A燃机燃烧室为环形结构，有24个燃烧室。
2、天然气燃烧的常用方案有扩散燃烧和均相预混燃烧。
2、燃烧天然气燃气轮机的排气污染物主要有CO、NOX、SO2。
1、控制燃气轮机低NOx排放的技术措施有哪些？答：（1）注水或蒸汽，降低燃烧温度；（2）采用干式低NOX燃烧室；（3）使用选择性催化还原技术SCR5、220kV线路开关运行时SF6漏气严重引起闭锁时应（）。
(A)断开线路保护电源(B)断开该开关操作电源(C)立即到就地手动断开开关以防事故扩大。
正确答案：B（难）6、断路器的跳闸辅助触点应在（）。
(A)合闸过程中, 合闸辅助触点断开后接通(B)合闸过程中, 动、静触头接触前接通(C)合闸终结后接通正确答案：B（难）14、变压器油枕油位计的＋１５℃油位线，是标示（）的油标准置线。
(A)变压器温度在＋15℃时(B)环境温度在＋15℃时(C)变压器温升至＋15℃时正确答案：B（难）当避雷器泄漏电流较前一天升高（）以上时，应对其增加巡检次数，并汇报有关领导。
（A）5% （B）15% （C）20% （D）10%正确答案：D（难）发电机在并列过程中，当发电机电压与系统电压相位不一致时，将产生冲击电流，此冲击电流最大值发生在两个电压相差为（）时。
（A）0 º；（B）90 º；（C）180 º；（D）100 º。
正确答案：C（难）发电机过电流保护，一般均采用复合低电压启动。
其目的是提高过流保护的（）。
（A）可靠性；（B）快速性；（C）灵敏性；（D）选择性。
正确答案：C（难）发电机长期进相运行，会使发电机（）发热。
(A)转子 (B)定子端部 (C)定子铁芯 (D)定子线圈正确答案：B（中等）发电机三相定子绕组，一般都为星形连接，这主要是为了消除（）。
(A) 偶次谐波 (B) 三次谐波(C) 五次谐波正确答案：B（中等）69、高压厂变重瓦斯动作的可能原因是（）。
V94.3A燃气轮机控制策略分析
V94.3A燃气轮机控制策略分析曹越;章伟杰;杨景祺【摘要】介绍了西门子V94.3A燃气轮机调节控制系统的划分,依此对其控制逻辑进行分析,并以主控制系统与IGV控制系统协调作用得出用于燃烧的燃料空气比,燃料控制系统用于切换燃烧室的燃烧方式,从而实现不同运行阶段的控制.【期刊名称】《发电设备》【年(卷),期】2015(029)003【总页数】4页(P176-179)【关键词】燃气轮机;控制系统【作者】曹越;章伟杰;杨景祺【作者单位】上海发电设备成套设计研究院,上海200240;上海发电设备成套设计研究院,上海200240;上海发电设备成套设计研究院,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TP273随着经济的高速发展,具有低污染的燃气轮机(简称燃机)发电技术与高效率的燃气-蒸汽联合循环技术受到重视。
V94.3 A型燃机的控制系统根据功能可以分为调节控制系统、顺序控制系统、保护系统和电源系统［1］。
笔者主要对用于调节作用的调节控制系统,包括主控制系统、IGV控制系统和燃料控制系统做研究分析。
主控制系统是燃机控制系统的核心,承担着燃机从点火到稳定运行阶段的控制任务,其使用最小值选择逻辑来实现燃料量的单变量控制(见图1)。
当起步升速控制器(HLG)被选择时,可以通过控制燃料量使机组转速按一定的启动曲线上升；当转速负荷控制器(NPR)被选择时,通过转速或负荷的反馈控制作用可以使机组维持在并网转速或带额定负荷；当排气温度控制器被选择时,保证机组在稳定运行时透平温度不超过允许值；负荷限制、压气机压比限制、冷却空气限制则作为该控制系统的约束条件,来保证机组可以安全运行。
1.1 起步升速控制系统起步升速控制系统不是在燃机启动后就直接启动。
燃机的启动是依靠启动变频器(SFC)来实现的,在SFC的拖动下,当透平发出的功率可以满足燃机系统耗功时,SFC 退出,燃机进入独自运行状态［2］。
此时起步升速系统的信号被最小值选择器所选择,控制燃机转速按一定的升速曲线上升,直到接近额定转速时,转速负荷控制系统被最小值选择逻辑选择,起步升速控制系统退出作用。
《燃气轮机与联合循环》第二章 燃气轮机的热力循环解析
燃气轮机与联合循环
能源与动力学院
第二章 燃气轮机的热力循环
（3）燃烧过程有不完全燃烧损失
燃烧不完全，燃烧效率b<1.0 (0.96~0.99)
实际吸热量降低
qb b f Hu
qb f Hu
（4）比热容是随温度变化的，空气和燃气的 等熵指数是不一样的。
燃气轮机与联合循环
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T3 T2
循环增温比
3-4 等熵膨胀（燃气透平内） 4-1 定压放热（排气，假想换热器）
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第二章 燃气轮机的热力循环
假设条件：
工质为理想气体； 热力过程均是可逆的，无能量损耗； 工质的比热容和流量不变。
组成：2个可逆绝热过程 2个可逆定压过程
1-2s 等熵压缩 3s-4s 等熵膨胀 2s-3s 等压加热 4s- 1 等压放热
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第二章 燃气轮机的热力循环
一、实际循环与理想循环的差别
（2）工质流动过程是有压力损失的
* * * * * * p0 p1 , p2 p3 , p4 p0 pc 压气机进气道压损率： c * 0.01-0.015 p0
燃烧室压损率： 0.03-0.06
用滞止温度（总温）表示：
T T
* 3 * 1
决定循环性质的最重要参数
愈高，性能愈好，但对耐高温材料或冷却技术的要求越高。
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第二章 燃气轮机的热力循环
二、性能指标
1、比功和功率
比功w—单位质量工质所做的功，kJ/kg； wc—压气机的比功， kJ/kg； wt —涡轮比功， kJ/kg。 功率N—单位时间内工质所做的功，kW。
燃气轮机复习试题
电站燃气轮机课程复习思考题1. 词语解释：（1）循环效率：当工质完成一个循环时，把外界加给工质的热能q转化成为机械功l c的百分数。
（2）装置效率（发电效率）: 当工质完成一个循环时，把外界加给工质的热能q转化成为电功l s的百分数。
（3）净效率（供电效率）: 当工质完成一个循环时，把外界加给工质的热能q转化成为净功l e的百分数。
（4）比功: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）l s（kJ/kg）,或净功l e（kJ/kg）.（5）压气机的压缩比: 压气机的出口总压与进口总压之比。
（6）透平的膨胀比: 透平的进口总压与出口总压之比。
（7）压气机入口总压保持系数:压气机的入口总压与当地大气压之比。
（8）燃烧室总压保持系数:燃烧室的出口总压与入口总压之比。
（9）透平出口总压保持系数:当地大气压与透平的排气总压之比。
（10）压气机的等熵压缩效率:对于1kg同样初温度的空气来说，为了压缩达到同样大小的压缩比，等熵压缩功与所需施加的实际压缩功之比。
（11）透平的等熵膨胀效率:对于1kg同样初温度的燃气来说，为了实现同样的膨胀比，燃气对外输出的实际膨胀功与等熵膨胀功之比。
（12）温度比:循环的最高温度与最低温度之比。
（13）回热循环:在简单循环回路中加入回热器，当燃气透平排出的高温燃气流经回热器时，可以把一部分热能传递给由压气机送来的低温空气。
这样，就能降低排气温度，而使进到燃烧室燃料量减少，从而提高机组的热效率。
（14）热耗率：当工质完成一个循环时，把外界加给工质的热能q，转化成机械功（或电工）Ic,Is或Ie 的百分数。
（15）最佳压缩比（16）燃烧效率：一个小于1的参数，用来描写燃烧过程中燃料能量的实际利用程度。
（17）间冷循环：采用为了减少压气机的耗功量，把气体稍微加压后，就引出来冷却降温，然后再使之增压，从而提高比功的这种分段冷却、逐渐加压方法的燃气轮机热力循环，就叫做间冷循环。
燃气轮机及其联合循环课后题答案（姚秀平主编版）上海电力学院
燃气轮机及其联合循环课后题答案（姚秀平主编版）上海电力学院第一章3和4、从热力学角度看，汽轮机循环利用了蒸汽可在常温下凝结的特性，达到了较低的工质平均放热温度，但工质平均吸热温度不高。
燃气轮机循环的工质平均吸热温度高，但工质平均吸热温度不低。
汽轮机发展方向：开发新材料以便把主蒸汽参数从亚临界水平逐步提高到超超临界水平；采用两次再热等手段改进热力系统及设备的设计。
其中，主要方向为提高工质平均吸热温度。
燃气轮机发展方向：提高燃气平均吸热温度。
5、燃气轮机是工作于高温区的一种热机，易于利用高品位的热量；汽轮机是工作于低温区的一种热机，易于利用低品位的热量；而联合循环按照热量梯级利用的原则将燃气轮机和汽轮机结合起来，可以将高品位和低品位的热量同时利用起来。
由于联合循环同时利用了燃气轮机循环平均吸热温度高和汽轮机循环平均放热温度低的优点，又同时克服了两者的缺点，所以可以达到较高的循环效率。
6、ISO基本功率是指在国际标准化委员会所规定的ISO环境条件下燃汽轮机连续运行所能达到的功率。
ISO环境条件：温度15℃，压力0.01013MPa，相对湿度60%。
7、燃气轮机与汽轮机同轴，共同驱动一台发电机的联合循环机组称为单轴机组；燃气轮机与汽轮机不同轴，各驱动一台发电机的联合循环机组成为多轴机组。
8、前置循环是工作于高温区，输入大部分热量的循环，它会产生大量的余热；后置循环是工作于低温区以前置循环的余热为主要热源的循环。
两者通常用换热设备耦合在一起，最广泛的应用是燃气——蒸汽联合循环。
9、最基本的三种联合循环形式：余热锅炉型、补燃余热锅炉型和增压锅炉型。
10、余热型：优点是技术成熟。
系统简单、造价低、启停速度快。
缺点是余热锅炉效率低、汽轮机的功率和效率也低，所以不仅机组功率不大，而且效率也不高。
补燃型：优点是在燃气轮机排气温度较低的情况下，可使蒸汽参数及流量大幅度提高，从而使机组的容量增大、效率提高；同时机组的变工况性能也可得到改善。
燃气轮机与联合循环-完整可编辑-课后题答案-第五单元
第五单元1、端差： 节点温差： 接近点温差：2、余热锅炉排烟温度选择时，除了考虑余热锅炉的效率还要考虑联合循环的总效率，不仅 要考虑热经济性，更要考虑包括整体投资因素在内的技术经济性，同时还受到烟气酸露点温度的限制。
实践：对含硫燃料，一般选150℃～200℃，对天然气，一般取100℃左右3、余热锅炉总体结构有立式和卧式两种。
卧式的的优点是烟气流动损失小，管束容易布置、易于配置脱硝装置和补燃系统、钢结构少、易于满足高地震地区的要求。
缺点是占地面积大，且因部件尺寸大而对制造、运输和安装有较高要求。
立式的优点是占地面积小，部件尺寸小，缺点是钢结构件多，配置脱硝装置和补燃系统困难。
4、因为多压汽水系统可以把燃气轮机的排烟温度降低到110----130℃的水平，对于燃烧硫分很少的天然气机组，其排烟温度可降至80----85℃。
研究表明，三压联合循环的效率比双压联合循环的效率大约可提高1%；双压和三压采用再热后，联合循环的效率均可提高0.8----0.9%.5、余热锅炉除氧——与低压汽包一体化常规煤粉电站的除氧----回热抽气除氧。
6、排烟温度越低，余热锅炉的效率越高。
7、a.是否采用多压汽水系统；b.是否对主蒸汽进行再热；c.蒸汽参数选取什么值；d.是否采用独立的除氧器。
8、联合循环汽轮机不同于常规汽轮机的地方是有;a.联合循环汽轮机的系统类型众多，彼此之间的参数有很大差别。
b.联合循环汽轮机的主蒸汽压力一般低于同功率常规汽轮机的主蒸汽压力。
原因：余热锅炉侧延期的平均温度远远低于常规锅炉侧的平均温度，其传热过程受到节点温差的严格控制，在一定的节点温差下，若果锅炉侧压力过高，锅炉的排烟温度就不可能被降低到较低的值。
c.联合循环汽轮机一般无回热抽气，而常规汽轮机一般有回热抽气。
∆t T T gw g w =-49∆t T T x g s=-7∆t T Tw s w =-79、联合循环的汽轮机一般采用滑压运行方式，原因：降低出力可以使余热锅炉的排烟温度降低，效率和产汽量提高，同时也可以使汽轮机的排汽湿度不至于过大。
燃气轮机与联合循环-姚秀平-课后题答案-第二单元
第二章1、热力参数：压缩比π=p2*/p1*，温度比τ=T3*/T1*;性能指标：比功ωn=ωt-ωc ；燃气机循环热效率ηgt=ωn/（f*Hu ）2、燃气轮机的比功大，说明在同样工质流量和同样的装置尺寸下，燃气轮机的功率大；在 同样的功率下，工质的流量下，燃气轮机的尺寸小。
3、1*11111k k n p k k c T ωτππ--⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎢⎥ ⎪=--- ⎪⎢⎥ ⎪⎝⎭ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦4、111st k k ηπ-=-5、 膨胀比πt=p3*/p4*6、在一定的压比下，温比越高，比功越大；在一定的温比下，存在一个特定的压比πωmax ，使比功ωn 取得最大值；在一定的压比下，温比越高，效率越高，在一定的温比下，存在一 个特定的压比πηmax ，使效率ηgt 取得最大值。
通常，πηmax>πωmax 。
7、联合循环中最佳压比都比简单循环要降低。
简单循环燃气轮机的效率对燃气初温不很敏 感，而对压比较敏感；联合循环的效率对燃气初温较敏感而对压比不很敏感。
8、简单循环的效率只与压比有关，压比越大，效率越高。
联合循环时效率对压比不敏感。
9、如上图：简单循环的效率只与压比有关。
联合循环效率随温度变化很大。
10、采用再热循环时，燃气轮机的最佳压比都将有所提高。
计算题1.*1*31 1.3861** 1.38621**21288,10, 1.386, 1.315,0.8,0.851.03/, 1.20/,125028810546.9546.9288258.9258.9323.60.81.03323.6a a a g c t pa pg k k s cs s cs c c c pa c K k k C KJ Kg C KJ Kg T KT T KT T T K T T K w c T T πηηπη--===========⨯==-=-======⨯**34 1.31511 1.315**34333.3/1012507201012507205300.85530450.51.20450.5540.6/540.6333.3207.3/g gt s k k t ts s t t ts t pg t n t c KJ Kg T T K T T T KT T Kw c T KJ Kg w w w KJ Kg πππη--=======-=-===⨯===⨯==-=-= 2.***134**34**43 1.315*1 1.31513*4288,1600,860,0.85,0.881.386, 1.3151600860740740840.90.881600840.9759.1160022.48759.1gg c t a g t t ts t s ts k k t s t T K T K T K k k T T T KT T K T T T KT T ηηηππ--========-=-=====-=-=⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=1 1.3861** 1.38621**21**2122.4828822.48685.3685.3288397.3397.3467.40.85288467.4755.4a a k k s cs s csc c c T T KT T T T T K T T T Kππη--===⨯==-=-=====+=+=3.()()()()()()()()()()---=======-==-→===-+-+*4**341**34**43**43 1.31511 1.31517 1.315 0.90 T 850 123 485012341527.20.9010.90117g gg g t g t s k k ts st t ts t t t k k k K T T T T T T T T T T T T Kππηπηηηπ。
《燃气轮机与联合循环》第一章 联合循环概论
第一章 联合循环概论
余热锅炉型联合循环电厂(单轴）
燃气轮机与联合循环
能源与动力学院
第一章 联合循环概论
燃气轮机与联合循环
能源与动力学院
第一章 联合循环概论
燃气轮机与联合循环
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第一章 联合循环概论
余热锅炉型联合循环电厂(多轴）
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（2）补燃余热锅炉联合循环 特点：
除燃气轮机排气进入锅炉 外，还可补充部分燃料；
随着补充燃料增加，汽轮 机容量可增加；
补充燃料可以是煤或其他 廉价燃料；
随着补燃量增加，冷却水 量增加；
汽轮机不能单独运行； 燃气轮机与联合循环 能源与动力学院
第一章 联合循环概论
二、基本形式的联合循环
（3）增压锅炉联合循环
第一章 联合循环概论
第一节 联合循环的热力学原理
一、汽轮机循环与燃气轮机循环的局限性 热机的热效率可以表示为：
T2 1 T1
若想效率升高：则需提高平均吸热温度； 或需减低平均放热温度（冷源温度）
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第一章 联合循环概论
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第一章 联合循环概论
浙江镇海电厂正在建两套300MW烧重油的联合循环装置
燃气轮机与联合循环 能源与动力学院
第一章 联合循环概论
第三节 常规余热锅炉联合循环
一、设备与系统
1、配置方案（几拖几）
（1）方案：一台燃气轮机+一台余热锅炉+一台汽轮机 （ 1拖 1） n台燃气轮机+n台余热锅炉+一台汽轮机（n拖1） 常见： （2拖1） （2）布置方式：单轴 多轴
燃机考试题库(附答案)
燃机考试题库(附答案) work Information Technology Company.2020YEAR燃机考试题库选择题1.燃机压气机发生喘振时，轴向推力将（ B ）。
A、增大B、减小C、无法判断。
2.燃机支承轴承采用可倾瓦块结构,每个轴承有（ B ）块瓦块。
A、四B、六C、八。
3.燃机的燃烧器采用多喷嘴（ B ）燃烧器,另外在燃烧器末段还装有一个空气旁路阀。
A、预混B、扩散C、预混扩散型。
4.燃气透平输出的有效功率，约（ C ）用于驱动压气机，其余部分用来带动发电机旋转发电。
A、1/3B、1/2C、2/35.燃气-蒸汽联合循环机组额定工况下，汽机输出功率约占联合循环总功率的（ A ）。
A、1/3B、1/2C、2/36.燃机停机后用（ B ）来进行吹扫，以使透平上下缸温度均匀。
A、辅助蒸汽B、压缩空气。
C、氮气7.燃机的效率为36%，蒸汽轮机的效率为33%，则整套机组的总效率为（ C ）。
A、36%+33%B、36%×33%C、36%+（1-36%）×33%8.推力轴承瓦片上的钨金厚度一般应（ B ）燃机、汽机通流部分最小动静间隙。
A、大于B、小于C、等于9.相对于热端驱动，冷端驱动的燃机转轴所承受的扭力（ A ）。
A、较大B、较小 C不一定10.当燃机熄火惰走过程中，汽轮机的胀差（ C ）。
A、增大B、减小C、先增大后减小D、先减小后增大11.天然气减压后其自身的温度也相应降低，当压力降低1MPA时其温度降低约（ A ）。
A、5℃B、10℃C、15℃D、20℃12.当燃机负荷在（ C ）负荷时，可进行在线水洗。
A、100％B、50％、C、80％13.天然气的主要成分是：（ A ）A、甲烷B、乙烷C、丙烷14.进行天然气置换时，气体的升压速率一般不超过（ B ）。
A、1bAr/minB、3bAr/minC、5bAr/min15.进行天然气置换，氮气置换空气时，测的氧气浓度低于（ A ）时合格A、1％B、2％C、5％16.进行天然气置换，天然气置换氮气时，测的氮气浓度高于（ A ）时合格A、99％B、98％C、96％17.在调压站等可能存在天然气泄漏的地方，甲烷的浓度低于爆炸下限的（ B ）以后才允许进入站内做相应的检修工作。
关于燃气轮机发电技术分析
关于燃气轮机发电技术分析摘要：先进燃气轮机技术具有高效率、低排放、低噪音等一系列先进技术特点，是提供清洁、可靠、高质量发电及热电联供的最佳方式。
发展低能耗、环保的供电技术势在必行。
关键词：燃气轮机发电；优势；前景一、燃气轮机装置的工作过程燃气轮机是以连续流动的燃气为工质、将燃料的化学能转变为转子机械能的内燃式动力机械，是一种旋转式热力发动机。
燃气轮机装置主要由压气机、燃烧室、透平三大部件及控制系统、辅助设备组成。
压气机从外界大气环境吸入空气，并逐级压缩；压缩空气被送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧，产生高温燃气；然后燃气进入透平膨胀做功；透平排气可直接排到大气，对外界环境放热，也可通过换热设备放热以回收利用部分余热。
工质顺序经过吸气压缩、燃烧加热、膨胀做功以及排气放热四个工作过程完成一个热力循环，进行能量转换。
通常在燃气轮机中，压气机是由燃气透平来带动的，它是透平的负载，在简单循环中，透平的机械能有1/2到2/3左右用来带动压气机，其余的1/3左右的机械能用来驱动发电机。
二、燃气轮机发电技术优势分析1、发电效率高国际上对燃气轮机的发展有着较高的要求，我国虽在一定程度上获得了较好的成绩，但与国际上燃气轮机发电效率相比存在较大差距。
所以在未来发展过程中，要对温度加以控制，改善因温度控制不足而影响到发电效率。
2、环境污染小污染小、排放少是燃气轮机发电机组的一个重要标签。
燃气轮机发电机组使用的液体或气体燃料，液体或气体燃料较固体燃料而言燃烧比较充分，不存在灰渣排放，燃烧的时候产生的排出物为氮氧化物和碳氧化物两种，此时可以采取注水或者注汽的方式来处理，就可以将对应的排放量控制在合理的范围内，避免与国家的环保要求相互违背，因此，燃气轮机发电厂也被誉为“清洁电厂”。
目前，各个国家都在要求实施环境保护节能减排的措施，对污染较大技术落后的火力电厂要求停产，且新电厂在申报时，单机低于300MW、总装机低于1000MW的火力电厂不让上马，因为小型火力电厂技术落后，其产生的价值弊大于利。
燃气轮机与联合循环-姚秀平-课后题答案-第三单元
1.压气机在燃气轮机中的作用是什么？连续不断地从周围环境吸取空气并将其压缩后供给燃气轮机的燃烧室。
2.燃气轮机所使用的压气机有哪两种类型？它们各有什么特点？轴流式：流量大、效率高但级的增压能力低，多应用于大功率燃机。
离心式：级的增压能力高但流量小、效率低，多应用于中小功率燃机。
3.轴流式压气机由那两个组成部分？由转子、静子组成。
转子：动（工作）叶片、叶轮(转鼓)、主轴。
静子：静(导)叶、气缸4.何谓扭速？何谓理论功？理论功是否可全部转换为气体的压力能？扭速：气流经过叶栅内的流动发生了转折，气流转折所引起的相对速度圆周分量的变化 成为扭速。
理论功：基元级的动叶栅加给单位质量气体的机械功成为理论功或加功量。
不能。
理论功的一部分用于气流的动能升高，也有一部分用于气流压力升高，还有一部分在气流流动过程中因摩擦等因素而转换成了热量。
5.压气机级的理论功为什么会受到限制？u 的增加要受到材料许用应力的限制，u 过大时，叶片根部截面处的离心拉应力会超过叶片材料的许用应力。
的增大要受到叶栅气动性能的限制 ， 过大时，在叶栅中气流的转折角过大，叶栅表面上的气流边界层容易分离并形成漩涡，导致流动损失大幅度增加。
所以压气机级的理论功会受到限制。
6.压气机的压比特性曲线有哪些主要特点？（1）每一转速下，压比有一最大值（2）转速不变，流量降至一定值时→不稳定→喘振（3）转速不变，流量增至一定值后→压比急剧下降→阻塞（4）转速越高，特性线越陡（5）效率的流量特性与压比类同7.8.试绘图说明压气机级在转速一定、体积流量增大和减小时，速度三角形的变化情况转速一定时，级的扭速与体积流量之间有什么关系？随着体积流量的增大，扭速必然减小，理论功也相应减小u w ∆w u w C u =∆u w ∆u w ∆w u w C u=∆9.何谓压气机的通用特性曲线？如何绘制通用特性曲线？压气机的通用特性曲线：用压气机的定性准则数为自变量绘制出的压气机的压比特性线和效率特性线，这些特性曲线是通用的，不只适用于一定几何尺寸和一定进气条件的压气机。
燃机相关练习题—简答题
1.什么是燃气轮机：燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。
2.燃气轮机的四大部件：压气机；燃烧室；透平；控制系统。
3.燃机循环（布雷登循环）包括哪几个过程？答：布雷登循环包括4个过程：(1)压气机中等熵压缩（或绝热压缩）过程；(2)燃烧室中定压加热过程；(3)透平中等熵膨胀（或绝热膨胀）过程；(4)大气中定压放热过程。
4.燃气轮机工作原理的实质是什么？答：空气经压气机压缩时，可以把外界施加的压缩轴功，全部转化为空气的烩增，使其能量水平提高，进而在燃烧室中燃烧，使燃料中的化学能释放出来，也转化为工质的焓增，进一步提高了高温高压燃气的能量水平。
当这种燃气在透平中膨胀时，焓值就会下降，并转化为膨胀轴功。
由于在透平中高温燃气的烩降要比在压气机中低温空气的烙增大，即燃气轮机的膨胀轴功大于空气的压缩轴功，这样才能确保燃气轮机对外界有净机械功量的输出。
5.燃气轮机将燃料的化学能转化为机械功的四个过程是什么？各在什么部件中完成的？答：燃气轮机将燃料的化学能转化为机械功的四个过程是: 压缩过程、燃烧加热、膨胀过程、放热过程。
压缩过程:在压气机中完成的。
燃烧加热过程:在燃烧室中完成的。
膨胀过程:在透平中完成的。
放热过程:在大气中自然完成的。
6.什么叫联合循环？联合循环有何优点?答：联合循环就是把在中低温区工作的蒸汽轮机的朗肯（Rankine）循环和在高温区工作的燃气轮机的布雷登（Brayton）循环的叠置，组成一个总能系统循环。
由于它有很高的燃气初温（1200℃～1500℃）和蒸汽作功后很低的终温（30～40℃），实现了热能的梯级利用，总的循环效率比单一循环高出很多。
7.什么是燃机温比，压比？答：温比是指循环最高温度t3*（燃气初温）与最低温度t1*之比值。
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。
燃气轮机与联合循环(第3课 燃气轮机的热力循环 )
67
15.8
1310
34.7
V94.3A
265
17.0
1310
38.5
M701F
270
17.0
1400
38.2
M701G
334
21.0
1500
39.5
分析示例
制造公司
GE Power Systems
机组型号
PG9351FA② MS9001G MS9001H
ISO 基本功率① (MW)
255.6 282 320
第二章 燃气轮机的热力循环
第一节 主要参数和性能指标
一、主要热力参数
➢工质状态点约定
“1”——工质在燃机进气道后， 压气机进口导叶前的状态点
燃料 B
2 C 1
3 G
T
4
“2”——工质在压气机出 口处的状态点
“3”——工质在燃气透平 进口处的状态点
“4”——工质在燃气透平出口处的状态点
➢主要热力参数
1
T4*
对理想循环
k 1
T2* T1*
p2* p1*
k k 1
k
k 1
k 1
T3* T4*
p3* p4*
k
p2* p1*
k
k 1 k
于是
wn
c
pT3*
1
1 T3*
c
pT1*
T2* T1*
1
T4*
c pT1*
T3*
T1*
1
1
k 1 k
k 1 k
1
c pT1*
机组型号
ISO 基本功率① (MW)
压比
燃气初温 （℃）
汽轮机原理(热工机械)课后习题及答案(2020年7月整理).pdf
hn*
=
hb
=
ht* 2
m 0.5
带反动度的冲动级：具有一定反动度的冲动级，简称冲动级 m = 0.05 ~ 0.20 p1 p2 hn hb
复速级：只有一列喷嘴，后面有若干列动叶的级称为速度级，两列动叶的双列速度级
纯冲动级
反动级
复速级
喷嘴 动叶 喷嘴 动叶 喷嘴
动叶
压力 减小 不变 减小 减小 减小
= G ，实际流量与理论流量之比（P27）.不必判断喉口是否临界。如果蒸汽的进口状态已知，在亚临界压力的 Gcr
情况下，只是喷嘴出口压力的单值函数；而在临界压力和超临界压力的情况下，β=1，并不再随出口压力的变化而 变化。
4.蒸汽在渐缩喷嘴的斜切部分可以 达到超音速？蒸汽在喷嘴斜切部分膨胀时，为什么会产生汽流偏转？
不变
速度 增大 减小 增大 减小 增大 减-不变-减
3.级的反动度如何定义？如何根据反动度进行级的划分？
级的反动度表示蒸汽在动叶通道内膨胀程度大小的指标；蒸汽在动叶通道内的理想焓降与喷嘴滞止理想焓降和动叶
通道内的理想焓降之和的比值。根据蒸汽在汽轮机内能量转换的特点，可将汽轮机的级分为纯冲动级、反动级、带
2
用“护套装置”减少鼓风损失，在不安装喷嘴的弧段内将动叶进出口汽道用护套罩起来，则工作叶片仅对护套内的 少量蒸汽产生鼓风作用，减少了鼓风所消耗的功率。 在部分进汽的级中，动叶总是不断地由非进汽部分(没有安装喷嘴的非工作弧段)移入进汽部分(由喷嘴组成的工作 弧段)，然后移出进汽部分再到非进汽部分；每一次进出，在喷嘴弧段的进口端，从喷嘴射出的蒸汽在进入动叶栅 之前，首先必须将动叶汽道中被夹带着一道旋转的停滞汽体推出动叶栅，并使之加速，这就消耗了工作汽流的一部 分动能，引起损失。另外，由于高速旋转作用，在喷嘴弧段的出口端，动叶和静叶之间将产生漏汽，在喷嘴弧段的 进口端，一部分停滞蒸汽要被吸入到动叶通道。这两部分能量损失之和称为斥汽损失。 10.请说明漏汽损失产生的原因及控制措施？ 在理想状况下，我们认为蒸汽都全部通过喷嘴和动叶的通道，但实际情况中在级内存在着漏汽，由此而造成的损失 称为漏汽损失。 由于隔板和轮轴之间存在间隙，而隔板前后又存在着压差，必然会有一部分蒸汽从隔板前通过间隙泄漏到隔板与叶 轮之间的汽室内，这些漏汽不通过喷嘴，没有参与作功，成为一种能量损失。同时，这部分漏汽还可能通过喷嘴与 动叶焊有贴边的动叶之间的轴向间隙流入动叶，由于这些漏汽不是从喷嘴中以正确的方向进入动叶，不仅不能通过 动叶作功，而且会干扰主汽流，这就是隔板漏汽损失。 为了满足动叶热膨胀和转子与静子之间相对膨胀的要求，动叶顶部与静子之间存在着轴向间隙和径向间隙。对于带 反动度的冲动级，动叶前后又存在着压差，则从喷嘴流出的蒸汽就会有一些不进入动叶汽道，而是通过动叶与隔板、 动叶与汽缸的轴向和径向间隙泄漏至级后。这部分漏汽也没有参与作功，形成动叶顶部漏汽损失。 在轮盘上开设平衡孔，使隔板漏汽通过平衡孔流人级后，与从动叶流出的主汽流汇合后进人下一级，避免隔板漏汽 从动叶根部轴向间隙混入主汽流，从而减小隔板漏汽损失。 减小动叶顶部漏汽损失：严格控制动叶顶端和汽缸壁之间的距离。 （P133-137） （减少漏汽损失的措施：加装隔板汽封片，减少漏汽量；在动叶片根部安装径向汽封片；在设计时采用合适的反动 度，使叶片根部形成根部不吸不漏；在叶轮上开平衡孔，使隔板漏汽经平衡孔漏向级后，避免混入主流。） 11.请说明湿汽损失产生的原因，它对汽轮机的工作有何危害？减小该损失采用哪些措施？（P144） 多级汽轮机的最末几级往往处于湿蒸汽区。在核电站中，当采用中间液体介质加热蒸汽时，由于新蒸汽的过热度一 般都不大，因此在其汽轮机中有较多的级在湿蒸汽区工作。对于湿蒸汽级，它们的工作大体上说可分成干蒸汽的工 作和水分的工作两部分。由于水分的存在，干蒸汽的工作将受到一定的影响，这种影响主要表现为一种能量损失， 这就是湿汽损失。 湿汽损失的水分存在产生的另一后果是对动叶片材料的冲蚀。 湿汽损失的大小与蒸汽的湿度成正比为减小湿汽损失就必须设法降低蒸汽的湿度 减少湿气损失的方法：(1)减少湿蒸汽中的水分。可采用由捕水口、捕水室和疏水通道组成的级内捕水装置，利用 水珠受离心力的作用被抛向通流部分外缘的特性而设计的。 (2)采用具有吸水缝的空心喷嘴，这些吸水缝可以吸去喷嘴出汽边上的凝结水，从而防止水珠从喷嘴出汽边脱流出 去，危害动叶。 (3)提高动叶的抗冲蚀能力。可对末几级动叶采用耐冲蚀的材料，例如镍铬钢、不锈锰钢等，均有较好的抗冲蚀性 能。也可在动叶进汽边背面上部焊上硬度很高的合金片，形成保护盖�
燃气-蒸汽联合循环简介
燃气-蒸汽联合循环简介摘要：本文主要介绍燃气-蒸汽联合循环机组的工艺流程，特点，主要燃机厂家的燃机和联合循环机组型号，燃机电厂的分类和布置方式，联合循环机组的主要设备，主要建构筑物，造价及成本情况等。
关键词：燃气-蒸汽联合循环机组工艺流程本文从联合循环机组的工艺流程、特点、分类和布置方式、主要设备、主要建构筑物、造价及成本情况等方面介绍燃气-蒸汽联合循环的发展现状。
一工艺流程天然气在燃气轮机中直接燃烧做功，使燃气轮机带动发电机发电，尾气做功后经排汽管道直接排至大气，此时称为简单循环发电；若利用燃气轮机产生的高温尾气，通过余热锅炉，产生高温高压蒸汽后推动蒸汽轮机，带动发电机发电，此时称为联合循环发电。
目前，燃气轮机的制造技术得到迅速发展，燃气轮机的可用率及可靠性越来越高，应用燃气-蒸汽联合循环发电技术已经完全成熟。
二联合循环机组的特点1.有利于环境保护燃气轮机利用天然气发电，相对其他燃料发电，其燃烧后不会产生二氧化硫，不会增加空气中二氧化硫的浓度；氮氧化物的排放仅为燃煤的19.2%，二氧化碳的排放量为燃煤的42.1%，可以起到改善生态环境，保护环境的目的。
2.发电热效率高随着燃气轮机发电技术的成熟，目前联合循环发电热效率已达到55%，能大大节约燃料资源。
3.电厂占地面积小燃气轮机体积较小，辅助系统少，因而其占地面积小，可节约宝贵的土地资源。
4.系统简单，运行维护方便燃气-蒸汽联合循环电厂自动化程度高，操作及控制简单，能节约大量人力资源，提高工作效率，降低劳动力成本。
另外，设备简单，故障率较低，运行维护方便，维护费用较低。
5.节约用水由于燃气轮机不需要冷却水，只是余热锅炉需要淡水，蒸汽轮机需要冷却水，其需水量大大降低，比较适合缺水地区发电。
6.工期短由于燃气轮机设备简单，且多为组装式，因而建设工期短，比传统燃煤（油）电厂可节省工期一年。
三燃机和联合循环机组型号目前国际范围内主要的燃机厂家有：美国GE，日本三菱，德国SIEMENS，法国ALSTOM等，目前大多的国外燃机厂家已经将制造技术分别转让给国内三大动力集团，关键部件在国内的合资厂生产：美国GE与哈尔滨电力集团，日本三菱与东方电力集团，德国SIEMENS与上海电气集团均以转让制造技术的方式进行合作。
燃气轮机原理与应用复习题50及答案
燃气轮机原理与应用复习题2013-05-281 同汽轮机相比，燃气轮机的特点有哪些？优点：（1）重量轻、体积小、投资省。
（2）启动快、自动化程度高、操作方便。
（3）水、电、润滑油消耗少，少用或不用水。
（4）燃料适应性强、公害少。
（5）维修快、运行可靠。
缺点：A. 热效率较低。
B.使用的经济性和可靠性较差。
2 燃气轮机涡轮叶片有哪几种冷却方式？每种冷却方式的大概降温范围？1)对流冷却 可使温度降低200-250℃2)冲击冷却 可使温度降低200-300℃3)气膜冷却 可使温度降低400--600℃4)发散冷却 可使温度降低500-800℃普遍使用前三种的混合3 航空用燃气轮机有哪几种类型？涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮风扇发动机4 什么是燃气轮机循环的压比、温比？压比 π*：压气机出口的气流压力与其进口的气流压力的比值。
温比 τ*：涡轮前进口燃气温度与压气机进口气流温度的比值。
5 什么是燃气轮机循环的比功、热效率、有用功系数？燃气轮机的循环比功：进入压气机内1kg 空气完成 一个循环后，对外界输出的有效轴功。
热效率：燃气轮机输出的有用功与其所耗燃料的热量的比值。
有用功系数ϕ：燃气轮机比功w i 与涡轮比功w T 的比值。
6 燃气轮机理想简单循环的比功与哪些因素有关？影响理想简单循环的比功ws 的重要因素：压比π*和温比τ*。
（1） 压比π*一定时，温比τ*增大，循环比功ws 增大。
（2） 温比τ*一定时，有一最佳比πL *使比功最大，且τ*增大时，πL *增大。
7 燃气轮机理想简单循环的效率与哪些因素有关？（1） 理想简单循环的热效率ηs 只与压比π*有关，而与温比τ*无关。
*1*2*p p =π*1*3*T T =τT C T i w w w w -1 ==ϕ（2） 理想简单循环的热效率ηs 随压比π*增加而提高。
8 写出理想简单循环中对比功的最佳压比、极限压比的表达式。
最佳压比： 。
燃气轮机与联合循环(第11课联合循环的汽轮机)
➢变频器加主发电机
优点：简单，无容量限制
缺点：须大容量电源 适用：大功率机组
➢汽轮机启动
优点：毋须额外设备 缺点：须合适汽源 适用：母管制老电厂
航空发动机如何启动？
飞机发动机的ACU（Auxiliary Power Unit ）
再热蒸汽
二次蒸汽
压力(MPa) 温度(℃) 压力(MPa) 温度(℃)
0.5～0.8 200～260 2.0～3.5 520～565 0.4～0.6 200～230
表 5-2
GE 公司建议的单压、双压汽水系统的蒸汽参数规范
循环型式 项目
汽轮机功率(MW) 主蒸汽压力（MPa）
主蒸汽温度(℃) 再热蒸汽压力（MPa）
➢实例
单轴CSG方案（GE、三菱方案）
单轴CGS方案（西门子、Alstom方案）
“一拖一”、双轴布置方案（GE公司方 案）
“二拖一”、多轴布置方案（西门子）
➢方案比较
表 5-5 比较项目
构成 额定工况效率
部分负荷效率
调峰性能
系统复杂性 运行控制 运行灵活性 设备投资 占地面积 土建投资 建设周期
三压再热循环
60
9.98 538 2.06～2.75 538 2.06～2.75 305 0.28 260
二、结构上的特点
➢低压部分大 原因：无回热，有蒸汽汇入
➢无调节级 原因：须跟随余热锅炉；滑压运行
➢ 轴向/侧向排汽 便于单层布置
➢ 结构对称 适应快速启停
➢ 轴向间隙加大 防止快速启停 时碰磨
运行维护
单轴布置方案与多轴布置方案的比较
内燃机设计课后习题答案
内燃机设计课后习题答案内燃机设计课后习题答案在学习内燃机设计的过程中，课后习题是巩固知识和提高技能的重要方式。
下面将为大家提供一些内燃机设计课后习题的答案，希望能对大家的学习有所帮助。
1. 内燃机的工作循环是什么？请简要描述其各个阶段。
答案：内燃机的工作循环是指内燃机在一个完整的工作周期内，从进气到排气的全部过程。
一般分为四个阶段：进气、压缩、燃烧和排气。
进气阶段：活塞下行，气门开启，进气门打开，气缸内气体通过进气道进入气缸。
压缩阶段：活塞上行，气门关闭，缸内气体被压缩，温度和压力升高。
燃烧阶段：活塞上行，气门关闭，点火器点火，燃烧混合气体，产生高温高压气体。
排气阶段：活塞下行，气门开启，废气通过排气道排出气缸，准备进行下一个工作循环。
2. 内燃机的热效率如何计算？请列出计算公式并简要解释。
答案：内燃机的热效率可以通过以下公式计算：热效率 = （有效功输出 / 燃料能量输入）* 100%其中，有效功输出指的是内燃机在一个工作循环内所产生的有用功，燃料能量输入指的是燃料在一个工作循环内所释放的能量。
热效率是衡量内燃机能量利用效率的重要指标，其数值越高表示内燃机能够更有效地将燃料的能量转化为有用功。
3. 内燃机的排气系统有哪些主要组成部分？请简要描述其功能。
答案：内燃机的排气系统主要包括排气门、排气道和排气管。
排气门：控制废气进出气缸的气门，通过开启和关闭排气门来控制气缸内废气的排出。
排气道：将气缸内的废气引导到排气管的通道，通过排气道的设计可以影响废气的流动速度和压力。
排气管：将气缸内的废气从排气道中排出，同时还能起到降低噪音和排放废气的作用。
排气系统的主要功能是将燃烧产生的废气及时排出气缸，保证下一个工作循环的正常进行，并且减少废气对环境的污染。
4. 内燃机的点火系统有哪些主要组成部分？请简要描述其功能。
答案：内燃机的点火系统主要包括点火器、点火线圈和火花塞。
点火器：产生高压电流的装置，用于点燃燃烧室中的混合气体。
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第二章
1、热力参数：压缩比π=p2*/p1*，温度比τ=T3*/T1*;
性能指标：比功ωn=ωt-ωc ；
燃气机循环热效率ηgt=ωn/（f*Hu ）
2、燃气轮机的比功大，说明在同样工质流量和同样的装置尺寸下，燃气轮机的功率大；在 同样的功率下，工质的流量下，燃气轮机的尺寸小。
3、1*11111k k n p k k c T ωτππ--⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎢⎥ ⎪=--- ⎪⎢⎥ ⎪⎝⎭ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦
4、1
1
1st k k ηπ-=-
5、 膨胀比πt=p3*/p4*
6、在一定的压比下，温比越高，比功越大；在一定的温比下，存在一个特定的压比πωmax ，使比功ωn 取得最大值；在一定的压比下，温比越高，效率越高，在一定的温比下，存在一 个特定的压比πηmax ，使效率ηgt 取得最大值。
通常，πηmax>πωmax 。
7、联合循环中最佳压比都比简单循环要降低。
简单循环燃气轮机的效率对燃气初温不很敏 感，而对压比较敏感；联合循环的效率对燃气初温较敏感而对压比不很敏感。
8、
简单循环的效率只与压比有关，压比越大，效率越高。
联合循环时效率对压比不敏感。
9、如上图：简单循环的效率只与压比有关。
联合循环效率随温度变化很大。
10、采用再热循环时，燃气轮机的最佳压比都将有所提高。
计算题
1.
*
1*31 1.3861
*
* 1.38621**21288,10, 1.386, 1.315,0.8,0.85
1.03/, 1.20/,125028810546.9546.9288258.9258.9323.60.8 1.03323.6a a a g c t pa pg k k s cs s cs
c c c pa c K k k C KJ Kg C KJ Kg T K
T T K
T T T K
T T K w c T T πηηπη--===========⨯==-=-======⨯**
34 1.3151
1 1.315**34333.3/10
12507201012507205300.85530450.51.20450.5540.6/540.6333.3207.3/g g
t s k k t ts s t t ts t pg t n t c KJ Kg
T T K T T T K
T T K
w c T KJ Kg
w w w KJ Kg
πππη--=======-=-===⨯===⨯==-=-= 2.
***134**34**43 1.315*1 1.31513
*
4288,1600,860,0.85,0.881.386, 1.315
1600860740740840.90.881600840.9759.1160022.48759.1g
g c t a g t t ts t s ts k k t s t T K T K T K k k T T T K
T T K T T T K
T T ηηηππ--========-=-===
==-=-=⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=1
1.3861
*
* 1.38621**21**2122.48
28822.48685.3685.3288397.3
397.3467.40.85
288467.4755.4a a k k s cs s cs
c c c T T K
T T T T T K T T T K
ππη--===⨯==-=-=====+=+=
3.
()
()()()()()()()()()---=======-==-→===-+-+*4
**
341**34**43**
43 1.3151
1 1.31517 1.315 0.90 T 850 1
2
3 485012341527.20.9010.90117g g
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ts t t t k k k K T T T T T T T T T T T T K
ππηπηηηπ。