100kW微型燃气轮机总体方案分析
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Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏ ｇａｓ
ｔｕｒｂｉｎｅ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｏｎ ｇｅｎｅｒａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｎ ｇｅｎｅｒａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ， ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｍａｊｏｒ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ
ａｎｄ ｉｎ ｗｅｉｇｈｔ；ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｈｉｇｈ ｅｘｔｅｎｔ ｏｆ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ ｔｏ ｏｐｅｒａｔｅ，ｎｏ ｎｅｅｄ ｔｏ ｂｅ ｍｏｎｉｔｏｒｅｄ ｂｙ ｏｐｅｒａｔｏｒｓ ａｎｄ ｒｅｍｏｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌ：ｔｏ
ａｄｏｐｔ ｕｎｉｔｉｚｅｄ ａｎｄ ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ ｄｅｓｉｇｎ；ｌｏｗ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ
ａｎｄ ｉｔｓ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｔｈｅｒｍａｌ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ａｎｄ ｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ｄｅｓｉｇｎ，
ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ａｎｄ ｔｅｓｔ ｆｏｒ ｅａｃｈ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｇａｓ ｔｕｒｂｉｎｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．
由于作者的知识和技术有限，上述的研究成果仅是初步的，对更加合理 的设计方案及分析仍有待进一步的研究和探索。
关键词：燃气轮机；方案设计；部件分析。
哈尔滨工程大学硕＋学位论文
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｗｉｔｈ ｒｅｃｅｎｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍ ｗｏｒｉｄｗｉｄｅ，ａ ｎｅｗ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｃｒｏ ｇａｓ ｔｕｒｂｉｎｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｐｒｏｇｒｅｓｓ． Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｗｉｔｈ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｓ，ｈａｓ ｕｓｅｄ ｔｗｏ ｙｅａｒｓ ｔｏ ｄｉｓｃｕｓｓ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｄｅｃｉｄｅｓ ｔｏ ｈａｖｅ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈａｂｌｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ ｍｉｃｒｏ ｇａｓ ｔｕｒｂｉｎｅ ａｓ ｔｈｅ ８６３ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ “Ｔｅｎｔｈ Ｆｉｖｅ—ｙｅａｒ ｐｌａｎ”．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ．Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｍａｋｅｓ ｔｅｎｄｅｒ ａｎｄ ｉｎｖｉｔｅｓ ｔｅｎｄｅｒｉｎｇ．Ｕｎｄｅｒ ｇｒｅａｔ ｓｕｐｐｏｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｓ ｉｎ ｒｅｌａｔｉｏｎ，ｏｕｒ ｃｏｍｐａｎｙ ｗｉｎｓ ｔｈｅ ｔｅｎｄｅｒ ａｎｄ ｓｔａｒｔｓ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｗｉｔｈ ｏｔｈｅｒ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓ．
基于以上要求，本文重点对ｌＯＯｋＷ微型燃气轮机研制的总体方案进行了 较为详细的分析，通过分析，可为微型燃机及系统总体技术方案研究提供设 计依据，在已掌握的中小型、微型燃气轮机研制技术的基础上，吸取国外的 先进技术，确定我国１００ｋＷ级微型燃机及其热电联供的总体技术方案，确定 燃机各部件和各附属设备设计、制造、试验实施。
Ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｉｓ ｔｈｅ ｇｏａｌ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ：ｔｏ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｅ
ｔｈｅ ｍｉｃｒｏ ｇａｓ ｔｕｒｂｉｎｅ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｒｉwenku.baidu.comｈｔ：ｔｏ ｓｕｐｐｌｙ
ｅｎｅｒｇｙ ｉｎ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｍａｎｄ ｆｒｏｍ ｃｕｓｔｏｍｅｒｓ ｏｎ ｖａｒｉｏｕｓ
ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ：ｔｏ ｇｅｎｅｒａｔｅ ｐｏｗｅｒ ｗｉｔｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈａｎ ２９％＇ ｌｏｗ ｆｕｅｌ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｌｉｔｔｌｅ ｎｏｉｓｅ：ｔｈｅ ｑｕａｔｉｔｙ ｏｆ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚｅｄ ｐｒｏｄｕｃｔ ｉｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｆ ２０００ ｉｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｉｎｄｅｘ，ａｎｄ ｉｓ ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅ．
该项研制工作主要目标是：研制出具有我国自主知识产权的微型燃气轮 机；能够根据用户对不同能源形式的需求实际，实现热、电优化供能：实现 微型燃气轮机发电效率不低于２９％，燃耗小、噪声低；产品产业化后的技术、 经济指标不低于国际市场２０００年产品的水平，具有一定的竞争力。
该项研制工作遵循的基本原则为：充分消化和吸收国外成熟经验。立足 国内现有得技术基础，尽可能采用成熟设计和制造技术；力求燃气轮机体积 小、重量轻；自动化程度高、操作简单、实现无人值守和远程控制；采用单 元化和规范化设计；产品具有较低得制造成本和运行成本；充分考虑产品的 多用途性。
在确定了总体方案设计后，本文在第三章详细的论述了各关键部件的方 案设计及分析，其中包括压气机部件设计与分析、透平部件的设计与分析、 燃烧室部件的设计与分析、回热器部件的设计与分析、高速发电机的设计与
哈尔滨－Ｔ程大学硕士学位论文
分析、轴承及轴系部件的设计与分析等，通过分析，为微型燃气轮机提供了 一个较系统的设计依据。
哈尔滨工程大学硕士学位论文
摘要
近几年来，随着世界范围内分布式供能系统的兴起，新一代微型燃气轮 机在国外得到了长足的发展，国家科技部组织有关部门通过近两年的可行性 论证，决定将我国的微型燃气轮机的可研项目列入国家“十五”期间的８６３ 计划，并进行了招投标工作，我公司在有关部门的大力支持下，中得了该标， 并与有关院校一起，开始研制工作。
ｃｏｓｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔ：ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｍｕｌｔｉ—ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｂｅｖｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｌ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ １００ ｋＷ ｍｉｃｒｏ ｇａｓ ｔｕｒｂｉｎｅ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏ ｔｕｒｂｉｎｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ
首先，本文阐述了微型燃气轮机总体方案设计设计，其中包括：总体性 能参数设计方案和总体结构方案设计。在总体性能参数设计方案中，详细阐 述了微型燃气轮机的设计与计算，设计计算的主要依据、热力循环与流程。 燃机设计参数、设计工况计算与结果分析等。在总体结构方案设计中，详细 阐述了微型燃气轮机回热度调节原理设计，及回热器的形式和转子支撑方案。
作者ｃ签字，：暂缝
日期：腓／月。垆日
哈尔滨Ｔ程丈学硕七学位论文
第１章前言
１．１ 国内外微型燃气轮机发展现状
二十世纪末期，随着世界范围内能源供应紧张和改善日益恶化的环境污 染状况的需要，分布式供能系统在世界主要发达国家受到了极大的重视，特 别是在美、欧、日等发达国家得到了迅猛发展。现代微型燃气轮机作为分布 式供能系统的主要功热发生源，与其它动力设备相比具有许多的优势。
哈尔滨工程大学硕士学位论文
ｔｈｅ ｍａｓｔｅｒｅｄ ｓｋｉｌｌ ｔｏ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｅ ｓｍａｌｌ—ａｎｄ—ｍｅｄｉｕｍ ａｎｄ ｍｉｃｒｏ ｇａｓ ｔｕｒｂｉｎｅ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｓ ｔｏ ｂｒｉｎｇ ｉｎ ａｄｖａｎｃｅｄ ｆｏｒｅｉｇｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｏ ｌａｙ ｏｕｔ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ １００ ｋＷ ｍｉｃｒｏ ｇａｓ ｔｕｒｂｉｎｅ
分类号
ＵＤＣ
密级： 编号：
工程硕士学位论文
１ ００ｋＷ微型燃气轮机总体方案分析
硕士研究生： 桑振远 校内 导师： 孙聿峰教授 企业导师： 余树海高级工程师 学位级别： 工程硕士 工程领域： 动力工程 所在单位： 哈尔滨航空工业集团 论文提交日期： ２００６年５月 论文答辩日期： ２００６年６月
学位授予单位： 哈尔滨工程大学
新一代的微型燃气轮机以采用与燃气轮机转子同轴的高速永磁发电机、 高效紧凑式回热器、低污染燃烧室、高效电力变频系统、可使用多种燃料和 无油润滑的箔片式气动轴承等先进技术为代表，解决了过去经典微型燃气轮 机存在的效率低、结构复杂、可靠性差、寿命短、维护工作量大等缺点，并 与已经大量应用的典型军用微型燃气轮机形成了明显区别。现代微型燃气轮 机具有多台集成扩容、可使用多种燃料、燃料消耗低、噪音低、排放低、振 动低、维修率低、可遥控和诊断等一系列技术特征，可用于热电或冷热电联 供、固定（或移动）备用电源、机械驱动、生物质能发电、燃料电池联一微 型燃气轮机合循环以及民用交通运输（混合动力汽车）等方面。
哈尔滨工程大学 学位论文原创性声明
本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下， 由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献等的 引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已经注明 引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已公开发 表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律 结果由本人承担。
ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｍａｌ ｃｙｃｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｌｏｗ ｏｆ ｍｉｃｒｏ ｇａｓ ｔｕｒｂｉｎｅ，
ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒ，ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ａｎｄ
ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ．Ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｎ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｔｈｅｏｒｙ ｏｎ ｔｈｅｒｍａｌ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｍｉｃｒｏ ｇａｓ ｔｕｒｂｉｎｅ， ｔｈｅ ｍｏｄｅ ｏｆ ｈｅａｔ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｏｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｏｔｏｒ—ｂｅａｒｉｎｇ ｐｒｏｊｅｃｔ． Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｔｈｅ ｔｈｉｒｄ ｃｈａｐｔｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｋｅｙ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ，ｔｈｅ ｔｕｒｂｏ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ， ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｃｈａｍｂｅｒ，ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｈｅａｔ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｏｒ，ｔｈｅ ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ，ｔｈｅ ｂｅａｒｉｎｇ ａｎｄ ｂｅａｒｉｎｇ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｌａｙｓ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｍｉｃｒｏ ｇａｓ ｔｕｒｂｉｎｅ．
Ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｉｎ ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ：ｔｏ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ａｎｄ ｍａｓｔｅｒ ｆｏｒｅｉｇｎ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ；ｔｏ ａｄｏｐｔ ｍａｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｃｈｉｎａ：ｔｏ ｍａｋｅ ｇｒｅａｔ ｅｆｆｏｒｔ ｆｏｒ ｇａｓ ｔｕｒｂｉｎｅ ｌｏｗ ｉｎ ｖｏｌｕｍｅ
Ａｓ １ｉｍｉｔｅｄ ｂｙ ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ａｎｄ ｓｋｉｌｌ．ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｏｎｌｙ ｍａｋｅｓ ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ
ｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｍｏｒｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ｔｏ ｂｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｇａｓ Ｔｕｒｂｉｎｅ：Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｄｅｓｉｇｎ：Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ Ａｎａｌｙｓｉｓ
ｔｕｒｂｉｎｅ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｏｎ ｇｅｎｅｒａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｎ ｇｅｎｅｒａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ， ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｍａｊｏｒ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ
ａｎｄ ｉｎ ｗｅｉｇｈｔ；ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｈｉｇｈ ｅｘｔｅｎｔ ｏｆ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ ｔｏ ｏｐｅｒａｔｅ，ｎｏ ｎｅｅｄ ｔｏ ｂｅ ｍｏｎｉｔｏｒｅｄ ｂｙ ｏｐｅｒａｔｏｒｓ ａｎｄ ｒｅｍｏｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌ：ｔｏ
ａｄｏｐｔ ｕｎｉｔｉｚｅｄ ａｎｄ ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ ｄｅｓｉｇｎ；ｌｏｗ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ
ａｎｄ ｉｔｓ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｔｈｅｒｍａｌ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ａｎｄ ｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ｄｅｓｉｇｎ，
ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ａｎｄ ｔｅｓｔ ｆｏｒ ｅａｃｈ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｇａｓ ｔｕｒｂｉｎｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．
由于作者的知识和技术有限，上述的研究成果仅是初步的，对更加合理 的设计方案及分析仍有待进一步的研究和探索。
关键词：燃气轮机；方案设计；部件分析。
哈尔滨工程大学硕＋学位论文
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｗｉｔｈ ｒｅｃｅｎｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍ ｗｏｒｉｄｗｉｄｅ，ａ ｎｅｗ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｃｒｏ ｇａｓ ｔｕｒｂｉｎｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｐｒｏｇｒｅｓｓ． Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｗｉｔｈ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｓ，ｈａｓ ｕｓｅｄ ｔｗｏ ｙｅａｒｓ ｔｏ ｄｉｓｃｕｓｓ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｄｅｃｉｄｅｓ ｔｏ ｈａｖｅ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈａｂｌｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ ｍｉｃｒｏ ｇａｓ ｔｕｒｂｉｎｅ ａｓ ｔｈｅ ８６３ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ “Ｔｅｎｔｈ Ｆｉｖｅ—ｙｅａｒ ｐｌａｎ”．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ．Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｍａｋｅｓ ｔｅｎｄｅｒ ａｎｄ ｉｎｖｉｔｅｓ ｔｅｎｄｅｒｉｎｇ．Ｕｎｄｅｒ ｇｒｅａｔ ｓｕｐｐｏｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｓ ｉｎ ｒｅｌａｔｉｏｎ，ｏｕｒ ｃｏｍｐａｎｙ ｗｉｎｓ ｔｈｅ ｔｅｎｄｅｒ ａｎｄ ｓｔａｒｔｓ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｗｉｔｈ ｏｔｈｅｒ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓ．
基于以上要求，本文重点对ｌＯＯｋＷ微型燃气轮机研制的总体方案进行了 较为详细的分析，通过分析，可为微型燃机及系统总体技术方案研究提供设 计依据，在已掌握的中小型、微型燃气轮机研制技术的基础上，吸取国外的 先进技术，确定我国１００ｋＷ级微型燃机及其热电联供的总体技术方案，确定 燃机各部件和各附属设备设计、制造、试验实施。
Ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｉｓ ｔｈｅ ｇｏａｌ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ：ｔｏ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｅ
ｔｈｅ ｍｉｃｒｏ ｇａｓ ｔｕｒｂｉｎｅ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｒｉwenku.baidu.comｈｔ：ｔｏ ｓｕｐｐｌｙ
ｅｎｅｒｇｙ ｉｎ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｍａｎｄ ｆｒｏｍ ｃｕｓｔｏｍｅｒｓ ｏｎ ｖａｒｉｏｕｓ
ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ：ｔｏ ｇｅｎｅｒａｔｅ ｐｏｗｅｒ ｗｉｔｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈａｎ ２９％＇ ｌｏｗ ｆｕｅｌ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｌｉｔｔｌｅ ｎｏｉｓｅ：ｔｈｅ ｑｕａｔｉｔｙ ｏｆ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚｅｄ ｐｒｏｄｕｃｔ ｉｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｆ ２０００ ｉｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｉｎｄｅｘ，ａｎｄ ｉｓ ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅ．
该项研制工作主要目标是：研制出具有我国自主知识产权的微型燃气轮 机；能够根据用户对不同能源形式的需求实际，实现热、电优化供能：实现 微型燃气轮机发电效率不低于２９％，燃耗小、噪声低；产品产业化后的技术、 经济指标不低于国际市场２０００年产品的水平，具有一定的竞争力。
该项研制工作遵循的基本原则为：充分消化和吸收国外成熟经验。立足 国内现有得技术基础，尽可能采用成熟设计和制造技术；力求燃气轮机体积 小、重量轻；自动化程度高、操作简单、实现无人值守和远程控制；采用单 元化和规范化设计；产品具有较低得制造成本和运行成本；充分考虑产品的 多用途性。
在确定了总体方案设计后，本文在第三章详细的论述了各关键部件的方 案设计及分析，其中包括压气机部件设计与分析、透平部件的设计与分析、 燃烧室部件的设计与分析、回热器部件的设计与分析、高速发电机的设计与
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分析、轴承及轴系部件的设计与分析等，通过分析，为微型燃气轮机提供了 一个较系统的设计依据。
哈尔滨工程大学硕士学位论文
摘要
近几年来，随着世界范围内分布式供能系统的兴起，新一代微型燃气轮 机在国外得到了长足的发展，国家科技部组织有关部门通过近两年的可行性 论证，决定将我国的微型燃气轮机的可研项目列入国家“十五”期间的８６３ 计划，并进行了招投标工作，我公司在有关部门的大力支持下，中得了该标， 并与有关院校一起，开始研制工作。
ｃｏｓｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔ：ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｍｕｌｔｉ—ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｂｅｖｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｌ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ １００ ｋＷ ｍｉｃｒｏ ｇａｓ ｔｕｒｂｉｎｅ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏ ｔｕｒｂｉｎｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ
首先，本文阐述了微型燃气轮机总体方案设计设计，其中包括：总体性 能参数设计方案和总体结构方案设计。在总体性能参数设计方案中，详细阐 述了微型燃气轮机的设计与计算，设计计算的主要依据、热力循环与流程。 燃机设计参数、设计工况计算与结果分析等。在总体结构方案设计中，详细 阐述了微型燃气轮机回热度调节原理设计，及回热器的形式和转子支撑方案。
作者ｃ签字，：暂缝
日期：腓／月。垆日
哈尔滨Ｔ程丈学硕七学位论文
第１章前言
１．１ 国内外微型燃气轮机发展现状
二十世纪末期，随着世界范围内能源供应紧张和改善日益恶化的环境污 染状况的需要，分布式供能系统在世界主要发达国家受到了极大的重视，特 别是在美、欧、日等发达国家得到了迅猛发展。现代微型燃气轮机作为分布 式供能系统的主要功热发生源，与其它动力设备相比具有许多的优势。
哈尔滨工程大学硕士学位论文
ｔｈｅ ｍａｓｔｅｒｅｄ ｓｋｉｌｌ ｔｏ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｅ ｓｍａｌｌ—ａｎｄ—ｍｅｄｉｕｍ ａｎｄ ｍｉｃｒｏ ｇａｓ ｔｕｒｂｉｎｅ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｓ ｔｏ ｂｒｉｎｇ ｉｎ ａｄｖａｎｃｅｄ ｆｏｒｅｉｇｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｏ ｌａｙ ｏｕｔ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ １００ ｋＷ ｍｉｃｒｏ ｇａｓ ｔｕｒｂｉｎｅ
分类号
ＵＤＣ
密级： 编号：
工程硕士学位论文
１ ００ｋＷ微型燃气轮机总体方案分析
硕士研究生： 桑振远 校内 导师： 孙聿峰教授 企业导师： 余树海高级工程师 学位级别： 工程硕士 工程领域： 动力工程 所在单位： 哈尔滨航空工业集团 论文提交日期： ２００６年５月 论文答辩日期： ２００６年６月
学位授予单位： 哈尔滨工程大学
新一代的微型燃气轮机以采用与燃气轮机转子同轴的高速永磁发电机、 高效紧凑式回热器、低污染燃烧室、高效电力变频系统、可使用多种燃料和 无油润滑的箔片式气动轴承等先进技术为代表，解决了过去经典微型燃气轮 机存在的效率低、结构复杂、可靠性差、寿命短、维护工作量大等缺点，并 与已经大量应用的典型军用微型燃气轮机形成了明显区别。现代微型燃气轮 机具有多台集成扩容、可使用多种燃料、燃料消耗低、噪音低、排放低、振 动低、维修率低、可遥控和诊断等一系列技术特征，可用于热电或冷热电联 供、固定（或移动）备用电源、机械驱动、生物质能发电、燃料电池联一微 型燃气轮机合循环以及民用交通运输（混合动力汽车）等方面。
哈尔滨工程大学 学位论文原创性声明
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ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｍａｌ ｃｙｃｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｌｏｗ ｏｆ ｍｉｃｒｏ ｇａｓ ｔｕｒｂｉｎｅ，
ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒ，ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ａｎｄ
ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ．Ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｎ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｔｈｅｏｒｙ ｏｎ ｔｈｅｒｍａｌ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｍｉｃｒｏ ｇａｓ ｔｕｒｂｉｎｅ， ｔｈｅ ｍｏｄｅ ｏｆ ｈｅａｔ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｏｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｏｔｏｒ—ｂｅａｒｉｎｇ ｐｒｏｊｅｃｔ． Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｔｈｅ ｔｈｉｒｄ ｃｈａｐｔｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｋｅｙ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ，ｔｈｅ ｔｕｒｂｏ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ， ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｃｈａｍｂｅｒ，ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｈｅａｔ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｏｒ，ｔｈｅ ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ，ｔｈｅ ｂｅａｒｉｎｇ ａｎｄ ｂｅａｒｉｎｇ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｌａｙｓ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｍｉｃｒｏ ｇａｓ ｔｕｒｂｉｎｅ．
Ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｉｎ ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ：ｔｏ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ａｎｄ ｍａｓｔｅｒ ｆｏｒｅｉｇｎ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ；ｔｏ ａｄｏｐｔ ｍａｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｃｈｉｎａ：ｔｏ ｍａｋｅ ｇｒｅａｔ ｅｆｆｏｒｔ ｆｏｒ ｇａｓ ｔｕｒｂｉｎｅ ｌｏｗ ｉｎ ｖｏｌｕｍｅ
Ａｓ １ｉｍｉｔｅｄ ｂｙ ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ａｎｄ ｓｋｉｌｌ．ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｏｎｌｙ ｍａｋｅｓ ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ
ｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｍｏｒｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ｔｏ ｂｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｇａｓ Ｔｕｒｂｉｎｅ：Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｄｅｓｉｇｎ：Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ Ａｎａｌｙｓｉｓ