燃气轮机热力循环性能的分析计算
2-燃气轮机-第二讲(热力循环)
比功与压比、温比的关系： 比功与压比、温比的关系：
结论2——效率与压比、温比的关系： 结论2——效率与压比、温比的关系： 效率与压比 仅取决于压比π，而与温比τ （1）燃气轮机的循环效率 仅取决于压比 ，而与温比 ）燃气轮机的循环效率η仅取决于压比 无关； 无关； 随压比增大而增大。 （2）效率 随压比增大而增大。 ）效率η随压比增大而增大
其他多种热力循环组合的联合循环
–必要性：单独的一种热力循环各有优缺点，而几种 必要性：单独的一种热力循环各有优缺点， 必要性 热力循环结合使用则可扬长避短，达到理想效果。 热力循环结合使用则可扬长避短，达到理想效果。 –多种热力循环组合的联合循环方式： 多种热力循环组合的联合循环方式： 多种热力循环组合的联合循环方式 间冷再热循环 间冷回热循环 再热回热循环 间冷再热回热循环 燃气-蒸汽联合循环
第二讲
燃气轮机热力循环
一、燃气轮机的理想简单循环 二、理想简单循环效率的影响因素 三、燃气轮机的实际简单循环 四、燃气轮机常见其他热力循环
第一节 燃气轮机的简单循环
思考题一：何为理想循环？ 思考题一：何为理想循环？ 1、理想气体 、 2、稳定流动 、 3、可逆过程 、
二、理想简单循环
思考题二：简单循环的组成？ 思考题二：简单循环的组成？
q3-4= 0
工质在涡轮中膨胀做功，称为膨胀功wT
= c p (T3* − T4* )
= c pT3* (1 − π* -m )
* * p − v图上，wT = 面积3-4-p1 -p2 -3
④4s-1 大气中的等压放热过程
q2 = q4−1 = h − h
* 4
* 1
kJ/kg
q1
= c p (T4* − T1* )
燃气轮机的实际热力循环
作者：水之北
1. 燃气轮机的实际循环 1.1. 燃气轮机的实际循环如图 1 的实线所示，包括四个热力过程：
n n n
熵增的多变压缩过程：空气从 p1 压缩至 p2； 略有压降的的加热过程：燃烧后的烟气温度从 T2 升至 T3，压力从 p2 略降至 p3； 熵增的多变膨胀过程，热烟气从 p3 膨胀至 p4＝p1，烟温从 T3 降至 T4； 等压放热过程，膨胀后的烟气从 T4 冷却至 T1。
h 02 h 01 1 h 02s h 01 c
(1)
其中ηc 是压气机的效率。那么：
h 02 h 02s 1 c h01 c
~1~
(Байду номын сангаас)
过程 1—2 的空气压缩功为：
L c 1 h 02 h 01
(3)
2.2. 略有压降的加热过程 2—3 已知参数：p2，T2，T3； 求解参数：p3，q2-3。 设燃烧室总压恢复系数为 σb，则：
(8)
将（8）带入（5） ，得到：
mf h 03 h 02 b H f K 03h 03 h f 2
(9)
2.3. 熵增膨胀过程 3—4 已知参数：p3，T3，p4； 求解参数：T4。
~2~
与式（1）类似，3—4 的等熵和熵增过程之间的关系为：
h g3 h g4 T h g3 h g4s h g4 1 T h g3 h g4s
p3 b p2
(4)
设喷油量为 mf，燃油的低发热值为 Hf，燃烧室燃烧效率为ηb，则：
q 23 b m f H f m f h f 2 1 m f h g3 h 02
(5)
燃气轮机组热力计算指标
������
������n qB
=
∗ ∗ ∗ Cp T∗ 3 −T 4 −C p T 2 −T 1 ∗ Cp T∗ 3 −T 2
1 = 1 − T4 ∗ −T ∗ = 1 − 3 2
T ∗ −T ∗
1
k −1 π k
„„„„„„（4）
式中，f——燃料的质量流量与空气的质量流量之比，称为燃料空气比； f = G f kg 燃料/kg 空气；k 为绝热指数；
n
B
3600 G f qn
=η
3600
gt H u
；式中 B 为气耗量
4）热耗率：产生单位有效功率所耗的燃料热量，kJ/（kWh）
qe =
BH u qn
=
3600 η gt
2.联合循环机组的主要参数及性能指标 2.1.联合循环热效率和功比率
热效率和功比率是联合循环的两个基本特性参数， 以常规的余热锅炉型联合 循环（一台燃气轮机、一台余热锅炉、一台汽轮机，电动机可以一台，也可以两 台，也称“一拖一”方案）为例，介绍这两个参数。 余热锅炉型联合循环的热效率指通过燃气轮机获得的轴工和通过汽轮机获 得的轴功之和在加入系统的燃料热中所占的比例，记为ηcc 。 联合循环的功比率是指蒸汽轮机与燃气轮机的轴功之比，记为Scc 。 设燃料全部从燃气轮机燃烧室加入的， 设单位时间内从燃气轮机燃烧室加入 的燃料热为Qf（kJ/s） ；通过燃气轮机获得的轴功为Pgt（kW） ；通过气轮机获得的 轴功为Pst （kW） ；则， ηcc =
∗ ∗ ∗ ∗ ������n = ������T − ������C = Cp T3 − T4 − Cp (T2 − T1 )„„„„„„„（3）
式中，������T ——透平的比功，J/kg 或 kJ/kg； ������C ——压气机的比功，J/kg 或 kJ/kg； Cp ——工质的定压比热（在知道压力、温度时，可查表得出） 。 2）循环热效率：当工质完成一个循环时，输入的热量功转化为输出功的部 分所占的百分数，记为ηgt ，计算公式为： ηgt = fHn =
布雷顿循环效率
布雷顿循环（Brayton Cycle）是一种理想气体循环，通常用于燃气轮机（如燃气轮机和航空发动机）的热力循环分析。
布雷顿循环的效率可以通过热机效率来评估，热机效率定义为输出功率与输入热量之比。
布雷顿循环的热机效率取决于循环中的压缩比和高温燃气温度比。
以下是布雷顿循环热机效率的表达式：
η= 1 - (1 / r^(γ-1))
其中，η表示热机效率，r表示压缩比，γ表示气体比热容比（Cp/Cv）。
气体比热容比γ取决于工质的性质，对于空气来说，γ约为1.4。
需要注意的是，上述表达式描述了理想布雷顿循环的热机效率。
在实际应用中，布雷顿循环的效率可能会受到多种因素的影响，如机械损失、燃烧不完全和热损失等。
因此，实际燃气轮机的效率通常会低于理想布雷顿循环的效率。
布雷顿循环的效率对于燃气轮机系统的设计和性能评估非常重要。
通过优化压缩比和高温燃气温度比等参数，可以提高布雷顿循环的效率，并提高燃气轮机的能量转换效率。
燃气轮机热力计算方法
燃气轮机热力计算方法燃气轮机是一种常见的热力动力装置，其基本原理是通过燃烧燃料产生高温高压气体，然后利用这些气体的能量驱动轴上的涡轮旋转，最终将能量转化为机械功。
燃气轮机的热力计算方法主要包括燃烧过程的热力分析和性能参数的计算。
下面将从这两个方面进行详细介绍。
1.燃烧过程的热力分析：燃烧过程是燃气轮机中最重要的能量转换过程之一、其基本步骤包括燃料的混合、燃烧和燃气的膨胀。
热力分析主要涉及燃料的供给、燃烧温度和燃料消耗等方面的计算。
1.1燃料供给计算：燃烧过程中，需要按照一定的比例和速度供给燃料。
燃料供给的计算主要涉及燃烧室内的燃料流量和燃烧温度的特点。
根据燃烧室的结构和燃烧运行参数，可以通过质量守恒和能量守恒等原理计算燃料供给的量。
1.2燃料燃烧计算：燃料在燃烧室内与空气发生化学反应，产生燃烧产物和燃烧热。
燃料燃烧的计算主要涉及燃烧反应的热力学性质和燃烧室内的热量传递过程。
可以通过热力学平衡和改良热力学循环等方法，计算燃料的燃烧温度和热量释放。
1.3燃气膨胀计算：在燃烧过程后，高温高压燃气需要经过涡轮的膨胀工作，将能量转化为机械功。
燃气膨胀计算主要涉及涡轮的热力学特性和流体力学特性。
可以通过欧拉方程和涡轮参数的试验数据，计算燃气的温度降和功率输出。
2.性能参数的计算：燃气轮机的性能参数主要包括热效率、功率输出和燃料消耗等。
这些参数的计算可以根据燃气轮机的热力特性和工作参数进行估算。
2.1热效率计算：热效率是燃气轮机性能评价的重要指标之一、可以通过热力分析的结果，计算燃料的燃烧热和输入热量的比值，即可得到燃气轮机的热效率。
2.2功率输出计算：功率输出是燃气轮机性能的直接体现。
可以通过膨胀过程的分析，计算涡轮的工作参数，如转速和压力比等，然后再结合涡轮的机械效率，得到燃气轮机的功率输出。
2.3燃料消耗计算：燃料消耗是燃气轮机运行成本的重要因素。
根据燃料供给和燃烧过程的计算结果，可以得到燃烧室内的燃料消耗量。
计算热机效率的四种公式
计算热机效率的四种公式热机效率是热机工作时所转化的热能与输入的热能的比值，常用于研究热机的性能。
下面介绍四种常见的计算热机效率的公式。
1. 卡诺循环效率卡诺循环效率是热机效率的理论上限，它是指在绝热过程和等温过程中，热机从高温热源吸收热量，向低温热源释放热量的能量转化效率。
卡诺循环效率公式为：η = 1 - T2/T1其中，η表示卡诺循环的效率，T2表示低温热源的温度，T1表示高温热源的温度。
该公式表明，卡诺循环效率只与热源的温度有关，与具体的工作物质无关。
2. 热力循环效率热力循环效率是指热机在不同温度下工作时的效率，常用于评估汽车发动机和其他燃烧热机的性能。
热力循环效率公式为：η = （W_net / Q_in）× 100%其中，η表示热力循环的效率，W_net表示净功输出，Q_in 表示输入的热量。
该公式表示，热力循环效率等于净功输出与输入的热量之比。
3. 燃气轮机效率燃气轮机是一种常见的高效率热机，用于发电、动力等领域。
燃气轮机效率公式为：η = （W_turbine / Q_in）× 100%其中，η表示燃气轮机的效率，W_turbine表示涡轮机输出的功率，Q_in表示输入的热量。
该公式表示，燃气轮机效率等于涡轮机输出的功率与输入的热量之比。
4. 蒸汽轮机效率蒸汽轮机是一种常见的能源转换设备，常用于发电厂。
蒸汽轮机效率公式为：η = （W_turbine / Q_in）× 100%其中，η表示蒸汽轮机的效率，W_turbine表示涡轮机输出的功率，Q_in表示输入的热量。
该公式与燃气轮机效率公式相同，表示蒸汽轮机效率等于涡轮机输出的功率与输入的热量之比。
综上所述，热机效率可以通过卡诺循环效率、热力循环效率、燃气轮机效率和蒸汽轮机效率等四种公式进行计算。
这些公式可以帮助我们评估和比较不同热机的性能，并指导改进和优化热机的设计与运行。
热力学循环效率
热力学循环效率热力学循环效率是评估热能转换过程中能量利用率的重要指标。
在能源领域中，热力学循环效率的提高对于节能减排和可持续发展至关重要。
本文将介绍热力学循环效率的概念、计算方法以及影响因素，并探讨提高热力学循环效率的途径。
1. 热力学循环效率的概念和计算方法热力学循环效率是指在热能转换过程中输出的有效功与输入的热能之比。
它描述了能量在循环过程中的损失情况，是衡量能源利用效率的重要参数。
热力学循环效率的计算公式如下：热力学循环效率 = 输出的有效功 / 输入的热能其中，输出的有效功是指循环中转换成机械功的能量，输入的热能是指供给系统的热量。
2. 影响热力学循环效率的因素热力学循环效率受到多种因素的影响，包括工质的性质、工作流程以及设备的设计等。
以下是一些常见的影响因素：2.1 工质的性质工质的性质对热力学循环效率有重要影响。
一般来说，理想的工质应具有较高的临界温度、较小的黏度和导热系数。
临界温度较高可以提高循环效率，而黏度和导热系数的减小可以减少能量损失。
2.2 循环的工作流程热力学循环的工作流程也会影响其效率。
不同的工作流程具有不同的效率表现。
例如，理想的卡诺循环在给定的温度下具有最高的效率，而实际循环则受到多种因素的制约，效率较低。
2.3 设备的设计设备的设计对热力学循环效率有着重要的影响。
优化的设备设计可以提高能量转换效率，减少能量损失。
例如，在燃气轮机中，采用先进的叶片设计和冷却技术可以提高效率。
3. 提高热力学循环效率的途径为了提高热力学循环效率，可以采取一些措施和技术手段。
以下是一些常见的途径：3.1 使用高效工质选择合适的工质对于提高热力学循环效率至关重要。
一些高效的工质，如超临界流体和二氧化碳等，具有较高的临界温度和较小的黏度，可以提高能量转换效率。
3.2 优化工作流程通过优化热力学循环的工作流程，可以降低循环过程中的能量损失。
例如，改进朗肯循环的工作流程，采用多级膨胀等技术，可以提高效率。
燃气轮机基本热力计算方法分析
燃气轮机基本热力计算方法分析燃气轮机是一种广泛应用于发电、动力和空气动力等领域的高效能设备。
作为现代热能转换技术的代表之一，燃气轮机在能源领域的应用中，由于其高效、节能、环保等优点得到广泛认可。
本文将对燃气轮机的基本热力计算方法进行分析和解释。
一、燃气轮机的基本构成燃气轮机的基本构成由压气机、燃烧室、涡轮机和排气系统等部分组成。
其中，压气机和涡轮机是燃气轮机最为重要的两个部分。
压气机通常分为几个级别，每一级都会将气体压缩到更高的压力水平。
涡轮机与之呼应，它的每一级都能够将气体膨胀到更低的压力水平，以产生输出功率。
二、燃气轮机的基本热力计算方法(一)燃气轮机理论计算1. 暴力循环理论计算燃气轮机的第一种基本热力计算方法是按照暴力化循环进行的理论计算方法。
该方法建立在暴力化循环理论基础上，其计算的核心为焓（enthalpy）和熵（entropy）的变化。
以焓为主要参量，根据质量平衡、热平衡和动量平衡等方程组建立理论计算模型，可以计算燃气轮机每个工作过程的热力参量、效率、功率输出等参数。
但该方法的计算结果与实际情况存在较大误差，其适用范围受到较大限制。
2. 热力循环理论计算燃气轮机的第二种基本热力计算方法是按照热力化循环进行的理论计算方法。
该方法基于热力化循环理论，利用每一环节的能量平衡方程，分别计算每一环节的焓值、熵值和热工参数等，进而计算燃气轮机的热力性能和功率输出。
这种方法可以很好的解释燃气轮机的实际工作流程，并对其实际工作流程进行优化和设计。
(二) 燃气轮机实际计算燃气轮机的实际计算主要是根据燃气轮机实际运行过程中的数据和参数值进行计算。
其中，关键参数包括气压、气温、机械转速、燃气流量、压气机和涡轮机出口压力、温度和流量等。
根据燃气轮机的数学模型和各参量关系式进行数值计算，获得燃气轮机工作的各项参数和物理指标，如热效率、机械效率、相对输出功率、热负荷和压缩比等。
(三) 燃气轮机性能的评估和设计评估燃气轮机性能的指标有很多，其中主要指标包括功率输出、热效率、机械效率和可靠性等。
《燃气轮机与联合循环》第二章 燃气轮机的热力循环解析
第二章 燃气轮机的热力循环
2-3 实际简单循环的特性
特点： 热力过程中有各种能量损耗，是不可逆的；
工质的热力性质和数量因燃烧而变。
假定条件（为便于与理想循环比较）： ①具有相同的压比C*和初始温度T1* ； ②涡轮前燃气初温相同， T3* = T3s* ； ③环境参数均为p0、T0， 即p1* = p0 、T1* = T0 。
一、热力参数
1、压比
—说明工质在压气机内受压缩的程度。
—压气机出口的气流压力与其进口的气流压力的比值。
用滞止压力（总压）表示：
p p
燃气轮机与联合循环
* 2 * 1
决定循环性能的重要参数
能源与动力学院
第二章 燃气轮机的热力循环
2、温比
—说明工质被加热的程度。
—透平前进口燃气温度与压气机进 口气流温度的比值
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
二、性能参数与压比和温比的关系
1、比功与温比压比的关系
wc cp (T2* T1* ) wt cp (T3* T4* )
wn c p (T3* T4* ) c p (T2* T1* ) * T 1 * * 2 c pT3 1 * c pT1 * 1 T3 T1 * T 4
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
k 1 1 wn c pT1* (1 k 1 ) ( k 1) k
（ 1）压比
一定时，温比 增大，循环比功w 增大（公式上看）。
n
4*
一定时，有一最佳压比 (3) 时， 。
关于燃气联合循环发电机机组性能保证值计算分析
关于燃气联合循环发电机机组性能保证值计算分析摘要：国际上燃机联合循环发电项目，机组的性能保证值主要为全厂的供电净出力和供电净热耗，能够在投标时准确的计算出机组性能保证值对于EPC总包工程项执行风险，能够更好的有效的得到控制。
关键词：燃气；电负荷；联合循环；厂用电；机组性能；保证值1.项目概况孟加拉G4 改造项目，是保留了现有苏制210MW汽轮发电机等系统，拆除现有670t/h燃气锅炉，新增燃气轮机、余热锅炉以及其他辅助设备，改造为净出力为360-440MW的联合循环发电机组。
该项目投标时选用GE 9F.04A（9F.03改进型）燃气轮机发电机组，国产单压再热补燃型余热锅炉，循环水冷却采用现有机力通风冷却塔。
性能保证工况的部分设计条件如下表，如未特别说明，则下文中的性能参数都是基于以上设计条件的工况。
2.性能分析方法及目的根据各主机厂家提供的性能参数以及设计院提供的厂用电清单，按照相关标准采用正平衡方法，计算G4项目单循环和联合循环的净出力和净热耗，为评估投标方案的技术竞争力提供依据，分析项目潜在的性能分析，并据此计算项目性能风险金。
参照标准：①ASME PTC46-1996 Performance Test Code on Overall Plant Performance；②ASME PTC22-2005Gas Turbine Performance Test Codes；③ASME PTC 6-2004 Steam Turbines Performance Test Codes；④ASME PTC4.4-2008 Gas Turbine Heat Recovery Steam Generators Performance Test Codes；⑤ISO 2314-2009 Gas Turbines Acceptance Tests；⑥DLT 5153-2002 火力发电厂厂用电设计技术规定。
工程热力学燃气轮机循环中压气机的性能参数计算
工程热力学燃气轮机循环中压气机的性能参
数计算
燃气轮机作为一种广泛使用的发电设备，通过燃烧燃气产生高温高压气体来驱动涡轮，并最终将动能转化为机械能。
其中，压气机作为燃气轮机的核心部件之一，负责将空气压缩到高压以供进一步燃烧，并直接影响燃气轮机的性能。
为了准确计算压气机的性能参数，我们首先需要确定以下几个关键参数：
1. 引入一些基本假设：
a) 压气机为等熵压缩过程，即输入质量流率不变且没有传热和传质；
b) 空气为理想气体，遵循理想气体状态方程；
c) 假设进口空气温度、进口静压和进口静温已知；
d) 忽略机械损失和内部流动效应。
2. 确定压气机的输入参数：
a) 进口空气温度 T_1；
b) 进口静压 P_1；
c) 进口静温 T_1.
3. 根据等墒压缩过程，利用理想气体状态方程可以得到压气机的输出参数：
a) 压气机出口压力 P_2；
b) 压气机出口温度 T_2.
4. 利用能量平衡方程来计算压气机的压缩功；
a) 由于忽略了机械损失和内部流动效应，压气机的压缩功可以近似为输入总焓减去输出总焓。
5. 计算压气机的绝热效率：
a) 利用绝热效率的定义，即实际压缩功与等熵压缩功之比，可以得到压气机的绝热效率。
综上所述，通过以上步骤，可以得到燃气轮机循环中以压气机为核心部件的性能参数计算。
需要注意的是，实际工程中可能还需要考虑其他因素对性能参数的影响，并进行相应修正。
本文以工程热力学燃气轮机循环中压气机的性能参数计算为标题，按照合同的格式进行撰写。
以上就是对于该题目的详细讨论与计算过程，希望对你有所帮助。
工程热力学燃气轮机循环的热力学模型建立与分析
工程热力学燃气轮机循环的热力学模型建立与分析引言：工程热力学是研究能量转化和传递的学科，而热力学模型则是分析和预测能量系统运行的重要工具。
本文将探讨燃气轮机循环的热力学模型建立与分析，旨在帮助读者更好地理解该系统的热力学特性以及优化运行参数的方法。
一、燃气轮机循环概述燃气轮机循环是一种常用的能源转换系统，其工作原理包括压气机、燃烧室、高压涡轮和低压涡轮等组成部分。
通过燃烧燃气产生高温高压气体，再通过涡轮的转动将内能转化为机械能，以驱动压缩机和发电机的运转。
二、热力学模型的建立为了对燃气轮机循环进行热力学分析，我们需要建立合适的热力学模型。
其中，包括压缩过程、燃烧过程、膨胀过程和排气过程等各个环节的能量平衡方程。
1. 压缩过程在压气机中，理想气体的状态方程可以用来描述气体的变化，即Pv = RT。
根据能量守恒定律，我们可以得到压缩过程的能量平衡方程：$${\Delta}H_{c} = Cp(T_{2}-T_{1})$$其中，ΔHc表示压缩过程的焓变，Cp表示气体的定压比热容，T1和T2分别表示入口和出口气体的温度。
2. 燃烧过程在燃烧室中，燃气与空气混合并燃烧，产生高温高压燃气。
对于可燃物质的燃烧反应，我们可以利用燃烧方程和燃气的定压比热容来描述燃烧过程的能量平衡方程：$${\Delta}H_{r} = h_{1}-h_{2}$$其中，ΔHr表示燃烧过程的焓变，h1表示燃烧前的燃气焓值，h2表示燃烧后的燃气焓值。
3. 膨胀过程膨胀过程是燃气轮机中最主要的能量转换环节，涡轮通过将气体的内能转化为机械能来驱动压缩机和发电机的运转。
根据能量守恒定律，我们可以得到膨胀过程的能量平衡方程：$${\Delta}H_{e} = Cp(T_{4}-T_{3})$$其中，ΔH e表示膨胀过程的焓变，T3和T4分别表示入口和出口气体的温度。
4. 排气过程在排气过程中，燃气在高温高压下被排出系统。
根据热力学第一定律，我们可以得到排气过程的能量平衡方程：$${\Delta}H_{d} = Cp(T_{1}-T_{4})$$其中，ΔHd表示排气过程的焓变。
02-1燃气轮机热力循环
4、单机功率 燃气轮发电机组的输出电功率PGTG，为 主要的性能指标。
① ② ③ ④ 标准额定功率 合同额定功率 现场额定功率 尖峰功率
12
单机功率
• 标准额定功率 是指在IS0工况下，即环境温度15℃、 海平面高度、相对湿度为60％、以及燃用 天然气的工况下连续运行，发电机出线端 的最大持续功率。
24
由： 可得： 可得：
w W GT 0 = c p [T3 (1 −
π
(κ −1)/ κ ) − T ( π −1 ） ] 1 (κ −1)/ κ
1
此式说明，当温度T3和T1一定时，循环 净功决定于增压比。为找出循环净功随增 压比变化的关系，通过求wGT 的一阶及二阶 导数，可以求得最大WGT增压比.
− 1)
s
23
燃气轮机作功量的计算： 燃气轮机作功量的计算：
wT = h3 − h4 = c p (T3 − T4 )
k −1 k −1 k k T3 p3 p2 = c pT4 − 1 = c pT4 − 1 = c pT4 − 1 p4 p1 T4 k −1 = c pT4 (π k − 1)
m
22
压气机耗功的计算：
T
3
wc = h2 − h1 = c p (T2 − T1 )
p
k −1 k T2 p = c pT1 − 1 = c pT1 2 − 1 p1 T1
k −1 k
2 p 1
4
= c pT1 (π
13
单机功率
• 合同额定功率 指在事先确定的运行工况下连续运行， 发电机能够保证的出力。
燃气轮机简单循环Pp
对燃气轮机，装置比功是流过燃气轮机的单位质量空
气所作的有用净功。
wnwT-wc
kJ/kg
比功越大，装置可以做得越小。
2 装置效率：
装置输出的有用功与输入的燃料热值之比。
wn fH u
其中： Hu 为每千克燃料的低位热值，kJ/kg ；
f 为燃空比，即燃料流量与空气流量的比值。
最重要的性能评价指标之一，多年来燃气轮机的发 展瞄准了如何提高效率来进行。
T T
* 3 * 1
无因次量， 决定燃机循环性能的主要参数之一， 温比的提高主要依靠耐热材料的发展
1-3 等压燃气轮机理想简单循环
一、基本热力过程分析
热力学第一定律解析式：
P2 3
q=h+wt
假设工质为理想气体，四个过程均 为可逆过程，cp和流量保持不变。假 定空气比热与燃气比热近似相等。
第一章
燃气轮机热力循环
1-1 理想简单热力循环 简单燃气轮机理想循环（布雷顿（Brayton）） 1、绝热压缩
1-2
T
P2 3
2、定压吸热
3、绝热膨胀
2-3
3-4
2 P1 4
4、定压放热
4-1
1
s
1-2 燃气轮机循环的主要指标
一、性能指标 1、装置比功wn 定义：单位质量工质所作的功，即单位流量工质所发 的功率。
一般设高压透平、低压透平
fuel combustor fuel
combustor
Compressor
HT
LT
Air
再热循环燃气轮机简图
再热循环燃气轮机T-S图
比功和效率计算： 两级膨胀，假定膨胀比为
1
2
燃气轮机热力循环性能的分析计算
燃气轮机热力循环性能的分析计算【摘要】本文基于热力学第二定律，从能量利用的角度出发，引入无量纲熵参数，对燃气轮机装置热力性能参数进行热力性能完善程度评价与分析，为燃气轮机装置的热力性能优化设计提供技术途径。
【关键词】燃气轮机；热力循环；性能；分析；计算【abstract 】this paper based on the second law of thermodynamics, from the Angle of energy use, introducing the dimensionless parameter entropy, the gas turbine thermal performance parameters device thermal performance perfect degree evaluation and analysis, the device for gas turbine thermal performance optimization design provides technical way.【key words 】gas turbine; Heat engine cycle; Performance; Analysis; calculation1 引言二十世纪80年代以来，燃气轮机热力循环方面的研究取得了长足的进步，其中热点之一是注蒸汽燃气轮机循环的研究。
它不仅具有高效率、高比功的特点，而且它在变工况性能、污染控制等方面的优越性也倍受国内外研究者的青睐。
目前世界上正研制和开发的、比较先进的燃煤发电技术是整体煤气化联合循环和增压流化联合循环。
本文将整体煤气化联合循环中的先进燃煤技术与注蒸汽循环结合起来，对循环进行了热力学分析计算，就各参数对循环性能的影响进行了探讨。
2循环过程简介煤在气化炉中形成粗煤气，经过热交换器，降温放热以加热给水产生回注用蒸汽，再经过脱硫、除尘变为洁净煤气，作为循环所用的燃料进入燃烧室。
燃气轮机-理论循环
k
k 1 k
2
压比越高，T4 越低，废气带走的热量与越多，对效率有利。 k 1 循环热效率： 1 k k 1 2 但，压比提高过多时，比功下降太多，致使效率也下降。 q 2,ab q 2, 41 k ' ' t ,i 1 1 wi k 1 q1, 2'3 k 1
t ,i
2、压缩过程一次中间冷却的理想燃气轮机循环：
1 pa / p1
2 / 1
T2' Tb 2
k 1 ' k
T1 ' 2
k 1 k
设循环总增压比仍为π
2‘-3等压加热过程中吸收的热量：
q1, 2'3 C p (T3 T2' ) C p (T3 T1
k 1 k
1)
整个循环过程中单位质量工质从高温热源(燃烧室)中吸收热量,即燃烧过程加热量:
q1 q 23 C p (T3 T2) C p T1 (
向低温热源放热量:
k 1 k )
q 2 q 41 C p (T4 T1 ) C p T1 (
与前面的公式完全相同
理想简单燃气轮机循环的热效率：
比功达最大的π称为最佳增 压比（最有利增压比）：
t ,i
wi q 1 2 1 q1 q1
t ,i
1
k 1 k
比功与 温比压比 关系图
opt ,i
增压比增加使膨胀功等于压缩 功时，π称为最大增压比：
wi 0
dwi 0 d
w wT wc
的小。∴ 力争提高比功。
甲烷自热重整的燃气轮机新循环热力学分析
第 ２期
《 燃
气
轮
机
技
术》
Ｖｏ． Ｎｏ． １２４ ２
２１ ０ １年 ６月
ＧＡＳ ＴＵＲＢＩ ＮＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｊ ｎ ２ １ ｕ ．， ０ １
甲烷 自热 重 整 的 燃 气 轮 机 新 循 环 热 力 学 分 析
唐 强 ， 晓琴 侯世 锋 张 ，
＝
＝
（
） ） （
㈩
就 在于 简单循 环 的燃烧 室 中 ， 甲烷 是完全燃 烧 ， 而且 为了使 烟气温 度满 足燃 气 轮 机 叶片 的 要求 ， 常 过 通
一
（ ） ） （ （ （－ ２ｚ ｘ）
３
（ ５ ）
２
燃 气 轮 机 技 术
第 ２ 卷 ４
于制取 合成气 ， 实 际上 是 部分 氧 化 和水 蒸气 重 整 它
的耦合 ， 催化 剂通 过调 控 这 两个 过 程 的反 应 速率 来
实现 系统 自热 运行 。新循 环在燃 烧室 中发生该 反应 要 选择 较高温 度时仍 有 良好活 性 的催化 剂 ¨ 如 六 ， 铝酸盐催 化剂 。 这 种新循 环与传 统 的燃 气轮 机简单 循环 的区别
１ 系统 工 作 流 程
应用 甲烷 自热 重 整技 术 的燃 气 轮 机新 循 环 （ 简
称 新循 环 ） 系统 流 程 图 见 图 １ 。具 体 的循 环 工 作 过
段， 实现 化学 能与 物理 能 的综 合 梯级 利用 。 天 然气 （ 要 成 分 是 甲烷 ） 整 反 应 技 术 应 用 主 重 于动力 系统 是个 成 功 的范 例 ， 而且 还 在 不 断 的 发 展 中 －１ ９。动 力 系统借 助燃 料重 整反应 技 术 的结 合 来 完 成各 种 系统 的集 成 ， 目的 在 于更 合 理 地 利 用 各 种 能 源并 提高 系统 综 合 性 能 。例 如 ： 学 回热 的 燃 气 化
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。