燃气轮机设备及运行..

燃 气 轮 机 设 备 及 运 行
一、燃气轮机简单循环
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简单循环热力过程： 理想：1-2s：等熵压缩过程
2s-3s：等压燃烧过程
实际：1-2 2-3
3s-4´s 等熵膨胀过程
4´s-1 等压放热过程
3-4
4-1
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简单循环主要性能指标 1、热效率
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——工质经过工作循环，把加入到循环中的 热量转变为输出功的百分数
燃气轮机工作原理
燃 知识点: 气 一、简单循环四个热力过程 轮 二、简单循环主要性能指标及影响因素 机 三、压气机级的增压原理 四、压气机的主要性能指标 设 五、压气机中发生喘振现象的原因及防止措施 备 六、等压燃烧室的类型 及 七、扩散燃烧和预混燃烧的概念 八、燃气透平的主要性能指标 运 行
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（4）喘振边界线：绝不能允许压气机 在喘振区内工作 （5）在每一条等折合转速线上，压气 机都有一个最佳效率运行点。当折合 流量偏离了该运行点所对应的折合流 量时，压气机的效率就会降低
*
T1*
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P83
分析：
（1）压气机工作特性可用四参数来表 示
（2）决定压气机运行工况和工作特性 的独立参变量只有两个
（3）空气流量随转速降低而减小。当 折合转速不变时，随工质折合流量 （又称为通流能力）的增大，压比将 逐渐下降。随折合转速的升高，等折 合转速线（压比与折合流量变化关系） 更加陡削。
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电力 燃料 余热锅炉 汽轮机 电力
空气
发电机
燃烧室 压气机 燃气轮机
发电机
燃气透平
Brayton+Rankine循环
燃气—蒸汽联合循环发电机组
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特点
热效率高 启动快 调峰性能优 运行灵活 自动化程度高 建设周期短、占地面积小 环境污染小 多种燃料

Ta——大气温度，K
T3*——透平进口燃气滞止温度，K
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结论：
——实际简单循环
（1）τ↑，we和ηe↑ （2） τ一定时存在最佳π， τ↑ ，最佳π↑ （3）三大部件效率↑，各流阻损失↓， we和ηe↑
燃 二、轴流式压气机工作原理 气 轮 机 设 备 及 运 行
we wimg wT wc mg
Ne we G
G——பைடு நூலகம்气流量，kg/s
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3、压比
p2 p1
——压气机出口压力与进口压力之比
p2 p1


4、温比
——工质的最高温度与最低温度之比，它代表工质被加热 的程度．
T3 Ta
we we 3600N e e i m g q1 fH u BHu
ηg——发电机效率
Ne——发电机的功率，kW
we（ wT - wC -摩擦耗功-发电机耗功）
B——每小时加给机组的燃料量，kg/h
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2、比功
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——进入燃气轮机的每1千克空气，在燃气轮机中完成一个循 环后所能对外输出的功
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P58
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轴流式压气机的增压原理
（1）动叶栅设计成由叶片内弧朝叶片运动方向，气流流 过动叶栅时，外部机械功通过动叶传递给气流，转化成为 气流动能，使绝对速度变大 （2）高速气流流过扩压静叶，使气流速度降低，工质增 压。
（3）合理设计动静叶栅几何形状，不仅使气流在静叶增 压，还使气流在流经动叶栅时降低相对速度，使工质压力 在动叶栅中有所提高。
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（1）循环效率ηi
wi wT wc wT wc i q1 q1 fH u
q1——相对于1千克空气来说加给机组的热量，kJ／kg wT ——相对于1千克空气来说的透平的膨胀轴功， kJ／kg wc——相对于1千克空气来说的压气机的压缩轴功， kJ／kg wi——相对于1千克空气来说的循环净功， kJ／kg Hu——燃料的发热量， kJ／kg f——燃料流量与空气流量之比，即燃料空气比
燃 轴流式压气机主要性能参数： P77 气 1、空气流量 G 轮 是指在单位时间内流经压气机的空气质量流量，kg/s 机 2、压缩比 设 p p 是指压气机排气总压 2 与进气总压 1 的比值 备 及 即： p2 / p1 运 1 p1 / p a 行
——压气机吸入口的总压保持系数
1 K KK * G RTa 1 / s K 1
Ta——外界大气的绝对温度 K——空气绝热指数，一般取1.4 G——空气质量流量
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轴流式压气机通用特性曲线：
* G T 1 、效率 * 表达压气机的通流能力 、压缩比 s * p1 与折合转速 n 之间的变化关系曲线
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（2）装置效率ηs
wT wc ws s i m m q1 fH u
ηm——燃气轮机机械效率
ws ——相对于1千克空气来说在透平功率输出上测得的轴功， kJ／kg
wT - wC -摩擦耗功
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（3）机组有效效率ηe
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3、压气机的等熵压缩效率 s
等熵压缩功与实际消耗功之比，衡量压气机设计 和运行经济性的重要指标
* * i i 1 s* 2*s * i2 i1
0.88～0.91
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4、压气机所消耗的功率 N
* * * * * N G(i2 i1 ) G(i2 i ) / s 1 s
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主要内容
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燃气轮机发电简介
燃气轮机工作原理 燃气轮机本体结构 燃气轮机辅助系统 燃气轮机运行
燃气轮机发电简介
燃 气 知识点: 轮 一、燃气轮机组成 机 二、燃气轮机及联合循环特点 三、本厂燃气轮机及联合循环型号 设 四、本厂联合循环机组布置及组成 备 及 运 行