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。
（18）再热循环：为了在T3* 恒定的条件下增大透平的膨胀功，可以使燃气在透平中稍微膨胀降温后，把它抽出来再喷油燃烧，使其温度恢复到T3* ，然后再去膨胀，这样，就可以增加燃气在透平后几级的的膨胀作功量，从而达到提高机组比功的目的。
2 、试证明，简单循环与机组热效率最大值对应的最佳压缩比，必定大于与机组比功达到最大值对应的最佳压缩比。
3.试说明，当压缩比等于1时，燃气轮机不可能有任何机械功输出，而压缩比很大，达到某个值时，燃气轮机也没有功输出。
答：在燃气轮机理论循环的分析中，如果近似地认为所有过程平均等压比热容相等，
并且不考虑压损，这样燃气轮机的比功和内效率的解析式可分别表示为：
和
由以上两式可见，当压比时，比功和效率都为零。当压比提高时，比功和效率都提高，但当提高到到所谓极限压比：时，压气机耗功等于涡轮膨胀功，比功和效率又等于零。
4.环境温度的改变对燃气轮机的输出功率有什么影响？原因是什么？
答：随着环境温度的的降低，燃气轮机的比功和热效率增大，同时，空气的密度增大，流经燃气轮机的空气质量流量增大，因而燃气轮机的输出功率增大。反之，随着环境温度的升高，燃气轮机的输出功率减少。
5.一台燃用天然气的燃气轮发电机的供电效率为38 ％，天然气的低位发热量为38000kJ/Nm3，试求耗气率(Nm3/kWh)和热耗率(kJ/kWh)。
解：热耗率：
气耗率：
6.提高燃气透平的燃气初温对燃气轮机的效率有什么影响？
答：随着燃气初温的提高，燃气轮机的效率不断增大。
7.已知压气机进口空气总温为288K，总压为0.1013Mpa，压比为13.55，等熵效率为0.88，燃气透平的等熵效率也为0.88，环境的压为0.1013Mpa，温度比4.5，空气的比热容c p＝1.01kJ/（kg·K），γ＝1.4，试求燃气透平的出口总温。
解：燃气初温：
透平理论出口总温：
透平等熵效率：
透平出口总温：
8.词语解释：
（1）压气机的基元级：在压气机级的某一半径r的地方，沿半径方向取一个很小在厚度△r，然后沿圆周方向形成一个与压气机的轴线同心的正圆柱形薄环，在这个薄环内包括有压气机级的一列动叶栅和一列静叶栅的环形叶栅。这组环形叶栅就是压气机的基元级。
（2）压气机的级：一列动叶栅与它下游方向的一列静叶栅共同组成压气机的一个级。（3）反力度：气流在动叶栅内的静焓增量与滞止焓增量之比，即：
（4）冲角：叶栅的几何入口角与进气角之差，即
（5）基元级的流量：指单位时间内流过叶栅通流截面的气体数量，通常可以用质量流量或体积流量来表示。（P53）
（6）压缩比：是一个表示空气通过压气机的级以后，压力相对升高的参数，通常，它是一个无因次量，反映压气机级的增压能力。（P53）
（7）效率：是一个用来表示压缩过程中能量转换过程完善程度的性能指标。最常见的是等熵压缩效率。（P54）
（8）载荷系数：是一个衡量压气机级外加机械功量的特性系数。（P54）
（9）滞后角（落后角）：叶栅的几何出口角与气流流出叶栅时的出气角之差。（P57）
9简述轴流式压气机的工作过程。
答：空气从进气道进入压气机，逐级地完成压缩过程，压力和温度升高，最后从排气道排出。10如何计算基元级中动叶栅与气流之间的作用力和外加的机械功？
答：叶片对气流的轴向作用力：
工作叶轮加给气流的机械功：或
11.简述基元级中能量的转换过程与原因。
答：（1）外界通过工作叶轮上的动叶栅把一定数量的压缩轴功传递给流经动叶栅的空气，
一方面使气流的绝对速度却能增高，同时让气流的相对速度却能降低，以促使空气的压力得以增高一部分。（2）随后，由动叶栅流出的高速气流在扩压静叶中逐渐减速，这样，就可以使气流绝对速度却能中一部分进一步转化成为空气的压力势能，使气体的压力进一步增高。
12.轴流式压气机的叶片为什么需要扭转？
答：对于采用直叶片的压气机级来说，除了靠近平均半径的地方以外，其他部分都会发生气流的分享现象，这不仅会恶化压缩效率，甚至使压气机无法正常工作。为此，就应该根据速度三角形沿叶片高度方向的变化规律来设计压气机级的叶片，这样的叶片必然是扭叶片。13.试分析轴流式压气机中的能量损失？
答：通常，可以把压气机的能量损失概括为内部损失和外部损失两大类型。（1）所谓内部损失是指那些会引起压气机中空气的状态参数发生变化的能量损失，它们有以下几种：在压气机通流部分发生的摩擦阻力损失和涡流损失，径向间隙的漏气损失，级与级之间内气封的漏气损失，工作叶轮或转鼓断面与气流的摩擦鼓风损失。（2）所谓外部损失是指那些只会增加拖动压气机工作的功率，但不影响气流状态参数的能量损失，它们有以下几个方面：损耗在支持轴承和止推轴承上的机械摩擦损失，经过压气机高太侧轴端的外气封泄露到外界去的漏气损失。
14.简要分析轴流式压气机发生喘振的原因。
答：喘振现象的发生总是与压气机通流部分中出现的气流脱离现象有密切关系。当气流发生较大的脱离时，气流就会朝着叶栅的进气方向倒流，这就为发生喘振现象提供了前提。15.简要说明防止轴流式压气机发生喘振的措施。
答：（1）在设计压气机时应合理选择各级之间流量系数的配合关系，力求扩大压气机的稳定工作范围。（2）在轴流式压气机的第一级，或者前面若干级中，装设可转导叶的防喘措施。（3）在压气机通流部分的某一个或若干截面上，安装防喘放气阀的措施。（4）合理地选择压气机的运行工况点，使机组在满负荷工况下的运行点，离压气机的喘振边界线有一定安全裕量的措施。（5）把一台高压比的压气机分解成为两个压缩比较低的高、低压压气机，依次串联工作；并分别用两个转速可以独立变化的透平来带动的双轴燃气轮机方案，可以扩大高压比压气机的稳定工作范围。
16.燃气轮机装置定压加热理想循环中，工质视为空气。空气进入压气机时的压力为0.1Mpa，温度为15℃。循环增压比π＝17，燃气轮机进口温度为1673K。循环的p－v图及T－s图见下图。若空气的比热容c p＝1.01kJ/（kg·K），γ＝1.4，试分析此循环。若燃气轮机进口温度为1273K，试分析此循环效率的变化。
解：燃气轮机定压加热理想循
环由收下四个过程组成的，即：
A.理想绝热的压缩过程1→2；
B.等压燃烧过程2→3;
C.理想的
绝热膨胀过程3→4；D.等压放
热过程4→1。
从图中可以看到：在理想绝热的压缩过程中，面积1p1p221就是理想绝热压缩功。在等压燃烧过程中，面积2s1s432就是空气在此过程中从外界吸入的即用q1。在理想绝热的膨胀过程中，面积3s4s123就是理想绝热膨胀功。在等压放热过程中，面积4s4s114就是燃气在此过程中释放给外界的热能q2。
在p-v图中，面积34123表示1kg空气在燃气轮机中完成一个循环后能够对外界输出的理想循环功；在T-s图中，面积34123与2s 1s432的比值就是机组的循环效率。
那么定压加热循环的理论效率为：
可以看出，按定压加热循环工作的燃气轮机装置的理论热效率仅仅取决于增压比，而和升温比无关；增压比愈高，理论热效率也愈高。
所以，=55.49%
17．燃气轮机装置定压加热理想循环中，压缩过程若采用定温压缩，则可减少压气机耗功量，从而增加循环净功。在不采用回热的情况下，这种循环1－2`－2－3－4－1(如图)的热效率比采用绝热压缩的循环1－2－3－4―1是增加了还是降低了，为什么？
解：绝热压缩时：
定温压缩时：
所以这种循环的热效率比采用绝热压缩的循环增加了。
18.燃气轮机装置的定压加热理想循环中，工质视为空气，进入压气机的温度t1＝27℃、压
力p 1＝0.1MPa ，循环增压比151
2==p p π。在燃烧室中加入热量q 1＝433kJ/kg ，经绝热膨
胀到p 4＝0.1MPa 。设比热容为定值，试求：（1）循环的最高温度；（2）循环的净功量；（3）
循环热效率；（4）吸热平均温度及放热平均温度。 解：
由可得，
19.在燃气轮机理论循环的分析中，如果近似地认为所有过程平均等压比热容相等，即：
p pg py pt c c c c ≈≈≈和 r r ≈1，并且不考虑压损，即 **
*==εεεy t ，这样燃气轮机内效率
的解析式可表示为：
r y r r y r r y
t r r t c ηηε
τηεηετη]/)1(1[/)1()1(111*-**-**--*-+----= 设Cp=1.092 kJ/kg.K,ε=11 , *y η=0.89, *r η=0.99, *t η=0.90，r=1.4,压气机进气温度
T 0=298K,求透平前温度T *3为1223K ，1323K ，1573K 时燃气轮机的内效率。并分析T *
3对燃气
轮机内效率的影响。 解：当时， 当时， 当时，
可见，当压气机进气温度不变时，随着透平前温度的增高，燃气轮机内效率增高。
20.简述燃气轮机燃烧室的工作过程的特点。
答：（1）由于燃烧室进口气流速度较高，在如此高速下组织燃烧，无论从稳定火焰或降低压力损失方面考虑，都要采取专门措施，如设置扩压器、火焰管头部进气装置等。（2）利用火焰管开孔规律来控制气流分配，其中一部分空气主要是参加燃料的燃烧，另一部分空气主要是与高温燃烧产物掺混，以降低燃烧室出口的燃气温度，这样才能满足燃烧与涡轮要求的进口温度。（3）必须组织一部分空气冷却火焰管壁面。（4）对液体燃料，必须用喷嘴将它雾化，以加速其蒸发汽化，从而迅速形成与空气混合的可燃混合气。（5）在燃烧室结构设计中，需要仔细考虑热膨胀问题。
21.从结构上燃气轮机燃烧室通常可分为哪几类？各有什么优缺点？
答：从结构上燃气轮机燃烧室通常可以分为：圆筒型、分管型、环管型以及环形。
（1）圆筒型燃烧室的最大优点是：结构简单；机组的全部空气渡过一个或两个燃烧室，能适应固定式燃气轮机的结构特点，便于与压气机和透平配装；装拆容易。由于燃烧室的尺寸比较大，因而在流阻损失较小的前提下，比较容易取得燃烧效率高、燃烧稳定性好的效果。其缺点是：燃烧热强度低；笨重，金属消耗量大；而且难于作全尺寸燃烧室的全参数试验，致使设计和高度比较困难。
（2）分管型燃烧室的优点是：燃烧空间中空气的流动模型与燃料炬容易配合，燃烧性能较易组织，便于解体体检和维护。由于流经燃烧室的空气流量只是整个机组进气问题的1/n，因而燃烧室便于在试验台上作全尺寸和全参数的试验，试验结果可靠而且节省费用。它的缺点是：空间利用程度差、流阻损失大，需要用联焰管传焰点火，制造工艺要求高。
（3）环型燃烧室具有体积小、重量轻，流阻损失小，联焰方便、排气冒烟少，火焰管的受热面积小，发展潜力大等一系列优点，是一种很有发展前途的结构形式。它特别适宜与轴流式压气机匹配。但是由于燃烧空间彼此沟通，气流与燃料炬不容易组织，燃烧性能较难控制，燃气出口温度场受进气流场的影响较大而不易保持稳定，同时，由于需要用机组的整个进气量作燃烧试验，试验周期长而耗费大，加上结构的刚性差，在机组上又不便于解体检查，致使这种燃烧室曾长期未获广泛使用，但目前正在迅速发展之中。
（4）环管型燃烧室是一种介于环型和分管型燃烧室之间的过渡性结构型式。它兼备两者的优点，但却继承了重量较大，火焰管结构复杂，需要用联焰管点火，制造工艺要求高等缺点。它适宜与轴流式压气机配合工作，能够充分利用由压气机送来的气流的动能。在目前应用得还相当广泛。
22.为什么燃烧室能在高温下工作？
答：①选用耐高温材料；②合理控制燃烧室温度；③可靠的冷却保护措施。
23.为什么扩散燃烧型燃烧过程必然会产生较多的“热NOx”污染物？减少这些污染物可以采用哪些措施？
答：（1）扩散燃烧，火焰面上的，其温度甚高，通常为理论燃烧温度，它总是高于空气中的与起化学反应而生成时的起始温度。因而按这种方式组织的燃烧过程必然会产生数量较多的“热NOx”污染物。
（2）为了减少这些污染物，可以采取三种措施，即：A.在高负荷条件下，向扩散燃烧的燃烧室中喷射一定数量的水或水蒸气，借以降低燃烧火焰的温度；B.在余热锅炉中安装所谓的选择性催化还原反应器（SCR）；C.采用催化燃烧法。
24.为了克服均相预混方式的喘流火焰传播燃烧方法的缺点，可以采取哪些措施？
答：（1）合理地选择均相预可混混合物的实时掺混比和火焰和温度。（2）适当增大燃烧室的直径或长度，以适应火焰温度较低时，火焰传播速度比较低的特点。（3）必要是在低负荷工况下仍然保留一小股扩散燃烧火焰，以防燃烧室熄火，并使满足燃气轮机燃烧室负荷变化范围很宽的要求。（4）合理地控制均相预混可燃混合物从调节阀喷口到燃烧区之间的输运时间，不使与燃烧室火焰管的共振周期重合，以防燃烧室发生振荡燃烧现象。（5）采用分组燃烧方式以扩大负荷的变化范围。
25.为什么采用分级燃烧方式可以扩大燃气轮机负荷的变化范围？
答：采用分组燃烧方式时，供入各级燃烧区的燃料量是根据机组负荷量的变化而不断改变的。
26.说明干式低Nox燃烧室工作原理。
答：采用均相预混方式的湍流火焰传播燃烧方法，把燃料蒸气（或天然气）与氧化剂（空气）预先混合成为均相的、稀释的可燃混合物，然后使之以湍流火焰传播的方式通过火焰面进行燃烧，那时，火焰面的燃烧温度与燃料和空气实时掺混比的数值相对应。通过对燃料与空气实时掺混比的控制，使火焰面的温度永远低于1650℃，这样就控制“热NOx”生成。
27.燃气透平为什么能在高温下工作？
答：①选用耐高温材料；②合理控制燃烧室温度；③可靠的冷却保护措施。
28.燃气透平初温是如何定义的？
答：目前有定义燃气透平初温的三种方法，即：A.燃烧室的出口温度；B.燃气透平第一级喷嘴环后的燃气温度；C.以进入燃气透平的所有空气流量计算的平均温度。
29.说明轴流式燃气透平的工作原理。
答：高温高压的燃气在透平中作连续稳定的绝热流动，逐级完成膨胀过程，推动工作叶轮旋转作功。
30.试说明基元级中燃气能量的转换关系。
答：
31.试说明高温高压的燃气在透平中作功的过程和原因。
答：（1）首先，在喷嘴环中使燃气发生膨胀过程，以增高气流的流动速度，这样，就能把燃气本身所具有的能量，部分地转化成为气流的动能。在这个过程中燃气的压力、温度
和热焓都被降低了，但其比体积则增大，而速度却增高了。由于当时燃气与外界尚无热能和功量的交换，因而燃气的滞止焓值和滞止温度是维持恒定不变的，可是滞止压力则由于不可逆现象的存在，将略有降低。
(2)随后，将高速的燃气喷向装有动叶栅的工作叶轮。利用燃气在流过动叶栅流道时所发生的动量的变化关系，可以在动叶栅中产生一个连续作用的切向推力，借以推动工作叶轮转动，并对外作功。
(3)在工作叶轮中燃气的作功过程有两种方案可循。在冲动式透平级中，气流流过动叶栅时一般不再继续膨胀了，因而在动叶栅的前后，燃气的压力、温度和相对速度的大小
几乎不再发生变化；但是绝对速度和滞止焓值必然都有相当程度的降低。届时，燃气绝对速度却能的减少量将全部转化为燃气对外界所作的膨胀轴功。
但是，在反动式透平级中，气流流过动叶栅时还会继续膨胀。因而在动叶栅的前后，燃
气的压力、温度和焓值都将进一步下降，而其比体积和相对速度却有所增大。
当然，膨胀终了时燃气的绝对速度和滞止焓值也都会有相当程度的降低。在这种情况下，燃气流经工作叶轮时所发生的绝对速度动能与相对速度动能变化量的总和，将全部转化为燃气对外界所作的膨胀轴功。
32.词语解释：
(1)燃气透平的基元基：
(2)燃气透平的级：一列静叶和一列动叶组成一个最基本的透平“级”。
(3)中弧线：叶型中所有内切圆的圆心连线，它可以是一个圆弧、抛物线，或者是某一种光滑的弧形曲线。
(4)栅距t：在两个相邻的叶片上，同位点之间沿额线方向的距离。
(5)安装角：叶型外弦线与后额线之间的夹角。
(6)几何入口角与几何出口角：中弧线在叶型入口边和出口边的切线与前、后额线之间的夹角。
（7）燃气透平的基元级：在透平级的某一半径r的地方，沿半径方向取一个很小在厚度△r，然后沿圆周方向形成一个与压气机的轴线同心的正圆柱形薄环，在这个薄环内包括有压气机级的一列动叶栅和一列静叶栅的环形叶栅。这组环形叶栅就是燃气透平的基元级。
（8）透平动叶中等熵焓降整个级的总等熵焓降之比，通常也称为热力学反动度。
透平动叶中气体能量转换成的作功量与整个级的总作功量之比，通常也称为运动学反动度。
（9）冲角：叶栅的几何入口角与进气角之差，
（10）中弧线：叶型中所有内切圆的圆心连线，它可以是一个圆弧、抛物线，或者是某一种光滑的弧形曲线。
（11）滞后角：是指在输入轴开始转动时,由于有齿侧隙存在,输出轴滞后一个角度才开始转动,即输出轴滞后于其理论位置的转角
（12）弦线：叶型内弧侧进口边与出口的公切线，又称外弦
（13）出口边的厚度一般出口边的型线是做成圆弧型的，其厚度就是出口边圆弧的直径
（14）叶型剖面的几何形状：它是决定叶型形状的关键尺寸，又称型线
（15）弦长:在叶片入口边到出口边之间沿弦线方向的距离，它表示叶型大小的特征尺寸（16）载荷系数：是衡量压气机级外加机械功量的特性系数
(17)叶型折转角：中弧线入口端的切线与出口端的切线之间的夹角
(18)相对栅距：t=t/b 表示叶栅中叶型排列的疏密程度
(19)叶栅宽度：叶栅在轴线方向的尺寸
33.分析透平级中能量的损失。
答：像压气机级那样，透平级中会发生型阻损失、端部损失、径向间隙的漏气损失等那些会影响透平级中燃气的状态参数的内部损失，此外，还有由于气流离开透平动叶栅时，因具有一定的绝对速度，而带走的余速损失。
34.大型燃气透平叶片为什么必须做成扭曲的？
答：对于长叶片来说，在同一个转速下，叶片根部与顶部的圆周速度和就会相差很大。在设计这种叶片时，假如对这个因素不加注意，而仍然采用直叶片结构，就会在叶片进口处造成气流脱离现象，致使透平效率严重恶化。因而为了提高透平级的效率和作功能力，必须采用扭叶片。
35.与压气机比，为什么轴流试燃气透平的级数少而效率比较高？
答：在压气机中，为了避免气流流过压气机叶栅时发生严重的脱离现象，通常，总是把压气机叶型的弯曲角限制在45°角以内。随着压气机叶型弯曲角的减小，必然会导致气流流经动叶栅时值的减少。这就是说：当压气机叶型的角受限制时，也正意味着外界通过工作叶轮和动叶栅传递给1kg空气的压缩轴功必将受到了限制，即压气机级的压缩比受到了限制。
在透平中，由于在透平叶栅中气流的膨胀加速过程，附面层的厚度较薄，不易发生气流
的脱离现象，气流的折转角可以设计得很大，即远远大于，因而透平级的膨胀比就可以加大很多，而级的效率却仍然能够保持相当高的水平。
36.能够查阅燃气透平的特性曲线和燃气轮机的联合运行曲线。
37.比较轴流式压气机与轴流式透平的相同点与不同点。
38.燃气轮机整体式结构的含义？
答：压气机、燃烧室和燃气透平，包括压气机进气机匣和燃气透平的排气扩压机匣，彼此联接成为一个整体，安装在同一个底座上。
39.GE公司生产的燃气轮机中，压气机的转子采用什么型式的结构？它有什么优缺点？答：压气机的转子采用了外围拉杆螺栓联接的盘鼓式的转子结构型式。盘鼓式的转子把各级轮盘在接近轮缘处的鼓环，用多根细而长的拉杆螺栓，彼此压紧而连接成为一体的，因而它在接近轮缘处是一个转鼓，这样，可以使转子具有很好的刚性。转子旋转时产生的离心力则是依靠轮盘承受的，致使这种转子也能具有很好的强度。
40.影响燃气轮机维修周期的“维修时间因素”和“起动因素”有哪些？
答：①燃料的种类；②燃烧温度的设定；③蒸汽/水的喷注量；④机组甩负荷与否；⑤起动速率；⑥高温烟气通道硬件所用的材料。
41.能够计算“维修时间因素”和“起动因素”。
42.燃用天然气的大型燃气--蒸汽联合循环机组为什么要采用“三压汽水发生系统？
答：为了降低余热锅炉的排气温度，充分利用燃气的余热。
43、绝热压缩过程中的损失、燃烧室中的压力损失（假定与外界没有热交换）、以及绝热膨胀过程的损失，如何在T-s循环图上表示？T-s循环图上的实际循环面积是否等于有效比功？
答：详见P17的图2-2a）以及P17-18的相关内容。第二问的答案在该部分内容的最后。44、简述对轴流式压气机的性能要求。
答：（1）.增大压气机的空气流量
（2）.提高单转子压气机的压缩比
（3）.改善压气机的效率
（4）.改善压气机的运行稳定范围
（5）.结构紧凑，坚固耐用，便于制造
45、简述燃气轮机燃烧室的工作过程的特点及其性能指标。
答：燃气轮机燃烧室的工作过程具有：①.高温；②.高速；③.高燃烧强度；④.高余气系数；
⑤.运行参数变化剧烈；⑥.要求燃用多种燃料等一系列特点。
性能指标：
①燃烧稳定性好，在任何运行工况下都不会发生熄火或强烈的火焰脉动以及振荡燃烧现象；
②燃烧效率高，通常，在满负荷工况下要求达到99%左右，怠速工况下不宜低于90%；
③燃烧火焰短，不致伸入燃气透平；
④出口温度场均匀，或者按设计所要求的温度场规律分布；
⑤流阻损失小，相对总压降大约为3%-6%；
⑥结构紧凑、轻巧、单位时间内能在单位体积的燃烧空间内燃尽更多的燃料，燃烧热强度大约是35-190W/(N·M)；
⑦点火性能好；
⑧高温元件冷却良好，严防烧坏或发生翘曲变形，火焰管的最高壁温一般不超过800℃、最好能控制在700-750℃；
⑨火焰管应有数千到上万小时的使用寿命；
⑩排气中污染的含量符合环境保护条例的规定。
46、从结构上燃气轮机燃烧室通常可分为哪几类？各有什么优缺点？
答：可分为圆筒型、分管型、环管型、环型。圆筒型：结构简单、便于维修、使用寿命长。缺点是：空间利用率差、比容积热强度较低，不适用于要求结构紧凑的机组。分管型：较易组织良好的燃烧过程，且调试时所消耗的人力和物力都较小，比较容易从燃气轮机上拆卸，检修方便。缺点：结构较复杂，空间利用率不高，重量较重需冷却保护的火焰表面相对较多，启动点火时火焰管间传焰性能差，出口温度沿周向不均匀度大，燃烧室与直流布置地压气机和涡轮流路不适应，采故需用型线复杂地管道过度且压力损失较大。环型：管道型线和结构都较为简单，压力损失也小。不需要连焰管传焰，不存在启动点火的传焰问题。缺点：调试时消耗空气量打、尤其匹配难度大、组织燃烧较难。由于对进口流场比较敏感，故不易获得稳定的出口流场。环形火焰管由于刚性差，早高温下易发生变形。另外从检修方面看，这种燃烧室的拆卸比较困难。环管型：优点：燃烧过程在尺寸较小的火焰管内进行，油气匹配较好，这对组织燃烧有利。在调试燃烧室时，可在有1到3个火焰管组成的扇形段中进行，由于所需空气量少，有利于调试工作。尺寸比较紧凑。主要缺点：燃烧室进口段流动比较复杂，故扩压器设计困难，同时它也存在传焰问题。
47、简述扩散燃烧型燃烧室的工作过程。为什么燃烧室能在高温下工作？
答：由压气机送来的压缩空气，在逆流进入遮热筒与火焰管之间的环腔时，因受火焰管结构形状的制约，
将分流成为几个部分，逐渐流入火焰管，以适应空气流量与燃料流量的比值总是要比理论燃烧条件下的配比关系大很多的特点。
其中的一部分空气称为“一次空气”，它分别由旋流器、端部配器盖板、过渡椎顶上的切向孔以及开在火焰管前段
的三排一次射流孔，进到火焰管前端的燃烧区中去。在那儿，它与由燃烧喷嘴喷射出来的液体燃料或天然气，
进行混合和燃烧，转化成为1500℃-2000℃的高温燃气。这部分空气大约占进入燃烧室的总空气量的25%；
另一部分空气称为“冷却空气”，它通过许多排开在火焰管壁面上的冷却射流孔，逐渐进入火焰管的内壁部位，
并沿着内壁的表面流动。这股空气可以在火焰管的内壁附近形成一层温度较低的冷却空气膜，它具有冷却高温的火焰管壁、
使其免遭火焰烧坏的作用。此外，剩下来的那一部分空气则称为“干净空气”或“掺混空气”，它是由开在火焰管后段的
混合射流孔，射到由燃烧区流来的1500-2000℃的高温燃气中去的，它具有掺冷高温燃气，使其温度比较均匀地降低到
透平前燃气初温设计值的作用
48、。了解GE公司设计的DLN燃烧室、ABB设计的环境型（EV）燃烧室、Siemens的干式低Nox的混合型燃烧室的工作过程。
49、了解燃烧室的变工况特性。
答：在燃气轮机的实际运行中，像压气机和燃气透平的情况一样，燃烧室也会在偏离设计工况的条件下工作。那时流经燃烧室的空气流量、温度、压力、速度以及燃料消耗量都会发生
变化，相应地，燃烧室的工作性能，例如燃烧效率ηγ、总压保持系数ξγ、壁面温度、出口温度场等，都会发生一定的变化。为了配合整台燃气轮机变工况特性的研究，我们也有必
与机组负荷的要了解当机组的负荷变化时，燃烧室的某些特性是如何变化的。（燃烧效率η
γ
关系曲线以及燃烧室的ξγ与机组负荷的关系曲线见书本P103）在燃烧室的变工况性能中，必须充分注意的另一个指标是贫油熄火极限问题。这个只对于机组的安全运行有直接影响，这个指标只能通过燃烧室试验测得。在燃烧室的调试过程中，人们应确保燃烧室在机组可能出现的任何工况下，都不会发生熄火，而且在负荷骤增或骤减的动态过程中，也不至于有熄火的任何危险。
50、简述燃气透平的作用。
答：燃气透平的作用是：把来自燃烧室的、蕴储在高温高压燃气中的能量转化为机械功，其中一部分用来带动压气机工作，多余的本分则作为燃气轮机的有效功输出，去带动外界的各种负荷。
51、简述轴流式燃气透平的性能要求。
(1)提高燃气透平的燃气初温t*3。因为它是改善燃气轮机的效率和增大比功的重要因素。
(2)改善燃气透平的效率。
(3) 在保证燃气透平效率的前提下，增高透平级的膨胀比，以适应高效、大功率燃气轮机中
压气机的压缩比ε*不断增大的需要，力求燃气透平的级数不至于过多。
(4) 增大燃气透平的通流能力，以适应大功率燃气轮机中空气流量不断增大的需要。
(5) 结构的紧凑性和耐用性，特别是透平叶片的使用寿命必须以104h 计算。此外，透平部
件应便于制造。
52、基元级中燃气流施加于动叶栅的作用力何机械功如何计算？
答：周向分力P u ’=m a (w 1u -w 2u )
轴向分力P a ’= m a (w 2a -w 1a )+(p 1-p 2)t
m a ————没秒钟流过工作叶片的气体质量；
w 1a 、w 2a ————动叶栅进口与出口处相对速度w 1与w 2的轴向分速度；
w 1u 、w 2u ————动叶栅进口与出口处相对速度w 1与w 2的周向分速度；
t ————动叶栅的一个间距宽度。
机械外功：
l y =u(w 1u -w 2u )=u w u 式中w u 标志着气流在圆周方向扭转的量，简称为扭速。
53、 比较轴流式压气机与轴流式透平的相同点与不同点。
答：书本P132-136
54、为什么要对压气机通流部分进行清洗？
答：压气机通流部分污染，致使压气机效率降低，特性曲线变坏，启动时压气机耗功增加， 出现起动机功率不足现象而导致启动失败
55、产生“热悬挂”的原因是什么？
答：P189
热悬挂 发生在启动机脱扣以后，机组转速停止上升，运行声音异常，若继续增加燃料流量， 透平前温升高，而转速却不上升，反而呈现下降的趋势，最终导致启动失败。 热悬挂的主要原因：启动过程线太靠近压气机的喘振界线
56．一台燃用天然气的燃气轮发电机的供电效率为40％，天然气的低位发热量为38000kJ/Nm 3，试求耗气率(Nm 3/kWh)和热耗率(kJ/kWh)，供电标煤耗率。设天然气密度为0.707kg/Nm 3。
解： 热耗率：)/(9000%40/3600/3600q h kW kJ N
c e ?===η
气耗率：)/(237.038000/9000/q 3h kW Nm Q q net e V ?=== )/(167.0237.0707.0q h kW kg q V m ?=?=?=ρ
标准煤热值Q=29270kJ/kg ，故
供电标煤耗率)/(g 307.029270/9000/q e h kW k Q ?===
57．燃气透平初温是如何定义的？
答：有三种定义燃气透平初温的方法：
1.燃烧室的出口温；
2.燃气透平第一级喷嘴环后的燃气温度；
3.以进入燃气透平的所有空气流量计算的平均温度
58．与压气机比，为什么轴流试燃气透平的级数少而效率比较高？
答：压气机在设计时，为了避免气流流过压气机叶栅时产生脱离现象，叶片的弯曲角限制在一定的范围之内，而透平中是气流的膨胀加速过程，气流的弯曲角设计得很大，膨胀比就加大很多，而极的效率却仍然能够保持较高的的水平。
59．何谓燃气轮机的折合流量、折合转速？
答：折合转速为/，折合流量为/,其中，为流经透平级的燃气
流量（kg/s ），为透平转速，为燃气初温，燃气初压
60．根据典型燃气透平的特性曲线和燃气轮机的联合运行曲线，分析大气温度变化对燃气轮机输出功率、效率、排气温度及排气流量的影响。
答：1、根据P144页的图6-7，燃气轮机的相对输出功率随着大气温度的增大
而下降；
2、由图6-6，燃气轮机的相对效率随大气温度的增大而下降；
3、当大气温度增大时，燃气轮机的吸热量不变，而燃气轮机的相对输出功率
跟质量流量都会下降，燃气透平前的燃气初温保持恒定，则燃气轮机的排气温度会增大；
4、大气温度增大，空气的密度变小，则吸入压气机的空气质量流量会下降，
既排气流量也会下降。
29. 结合压气机、燃气透平的联合工作曲线，图示分析：当IGV 开度一定时，压气机进气过滤器起火、燃烧室超温等3种情况下，燃气轮机工作点的变化趋势及可能的后果。
30．分析压气机气流通道及叶片积垢或积尘对燃气轮机工作状况的影响。
4、气流通过轴流压气机级时，为什么气流的压力可以提高？
8、 T-s 图上画出反力度为Ω＝0.5（或Ω＝0，Ω＝1）的压气机基元级内气体压缩的热力过程图，说明基元级各特征截面上参数变化的关系（u 1=u 2,或u ≠u ）。
9、如图所示的循环，其参数与上题相同，即T 1＝288K ，p 1＝0.1Mpa ，171
2==p π，T 3
＝1673K ，81.513
==T T τ。取压气机绝热效率89.0,=ηs C ，透平的相对内效率91.0=ηT
。若选定参考状态T 0＝273K 、p 0＝0.1Mpa 、h 0＝0，s 0＝0，并设热源温度T ＝1673K ，试对各过程及整个循环进行热力学第一、第二定律分析。 T
取T 3=1673K 和T 3=1273K ，比较两种条件下的循环效率。
22、 了解联合循环机组的启动过程。为什么冷启动要比热启动多用比较长的时间？
24．提高燃气轮机效率的措施有哪些？提高功率的措施又有哪些？
燃气轮机产品及技术发展介绍 1.以下不属于燃烧技术领域的是： （3.0分） A.低排放 B.燃料适应性 C.热声分析 D.喘振分析 我的答案：D√答对 2.不属于燃气轮机长期服务的工作是：（ 3.0分） A.无损检测 B.叶片修换 C.寿命延长 D.性能试验 我的答案：D√答对 3.以下不属于透平叶片冷却方式的是：（3.0分） A.气膜冷却 B.蒸发冷却 C.冲击冷却 D.对流冷却 我的答案：B√答对
4.以下不属于中心拉杆转子的结构是：（3.0分） A.轮盘 B.中心拉杆 C.周向拉杆 D.赫兹齿 我的答案：C√答对 5.将空气进行压缩的燃气轮机部件是：（3.0分） A.燃烧室 B.透平 C.压气机 D.支撑 我的答案：C√答对 6.AE94.3A燃气轮机的单机功率是：（3.0分） A.943MW B.368MW C.325MW D.78MW 我的答案：C√答对 7.上海电气燃机总装车间投产年份是：（3.0分） A.1983年
B.2003年 C.2015年 D.2005年 我的答案：D√答对 8.用于对燃气轮机入口空气进行过滤的辅助系统是：（3.0分） A.气动模块 B.进气系统 C.排气系统 D.燃料系统 我的答案：B√答对 9.目前上海电气的主要燃气轮机合作伙伴是：（3.0分） A.安萨尔多 B.西门子 C.通用电气 D.西屋 我的答案：A√答对 10.属于二次空气冷却系统的主要功能的是：（3.0分） A.冷却透平叶片 B.冷却压气机叶片 C.提高压气机流量
D.提高燃烧温度 我的答案：A√答对 1.以下属于透平叶片的材料的是：（4.0分）） A.镍基合金 B.球墨铸铁 C.钴基合金 D.不锈钢 我的答案：ABD×答错 2.属于轴系动力学分析的内容有：（4.0分）） A.横振分析 B.扭振分析 C.燃烧调整 D.熔模铸造 我的答案：AB√答对 3.属于联合循环热力优化手段的有：（ 4.0分）） A.进气冷却 B.抽汽配置 C.控制保护 D.余热利用 我的答案：ABCD×答错
2015年我国燃气轮机产业发展现状及需求市场前景分析 燃气轮机是一种先进而复杂的成套动力机械装备，主要通过将连续流动的气体作为工质、把热能转换为机械功产生动力。燃气轮机用途广泛，在能源电力、航空航天、舰船车辆等多个领域均有应用。先进燃气轮机具有高效率、低噪音、低排放等特点，是提供清洁、可靠、高质量发电及热电联供的最佳方式。 燃气轮机由于工作原理和航空发动机基本相同，核心技术也与之有相似之处，因此航空发动机改装为燃气轮机的工作一直被人们所重视。由于航空发动机体积小、质量轻，故最初改装后均用于舰艇的推进装臵。自20 世纪60 年代末，英美纷纷做出“舰船以燃气轮机为动力”的决策后，舰船燃气轮机得到了大力发展。 国外典型航空发动机改舰船燃气轮机简介及参数
中国的燃气轮机发电开始于上世纪50 年代末，水电部与1959 年从瑞士引进2套功率为6,200 千瓦的简单循环燃气轮机列车发电站用于大庆油田发电。而航改燃气轮机的工作则是从上世纪70 年代由南方动力公司等单位与民用部门协作开始的。到目前，我国已经具备了自主研发重型燃气轮机的能力。2001 年，我国第一台具有自主知识产权的重型燃气轮机R0110 在黎明公司的主导下开始研制。到2013 年底，R0110 重型燃气轮机已在中海油深圳电力有限公司完成168 小
时联合循环试验运行考核，各项性能均符合要求。R0110 的研制成功标志着我国已成为世界上第五个具备重型燃气轮机研制能力的国家。 中国典型燃气轮机简介及参数
纵观世界燃气轮机市场，高端市场基本被欧、美、日等国家和地区的公司所垄断，通用电气、西门子、三菱重工和阿尔斯通等几家公司占据了燃气轮机的主要市场份额。 我国燃气轮机市场虽然稳步增长，但自主研发产品的缺失导致我国燃气轮机长期受制于人。据中国电器工业年鉴数据，2013 年我国燃气轮机产品进口金额达到3.9 亿美元，同比增长11%，而燃气轮机产品出口金额仅为1 亿美元。 国内燃气轮机厂家众多，但水平差距较大。处于高端市场的国外企业占据了国内主要主机厂配套份额和维修市场的大部分份额。由于使用国外品牌，国内主机厂每年都要向燃气轮机供应商支付高昂的维修费用，大大提升燃气轮机的使用成本。而国内厂家基本是位于低端市场的中小型企业，由于技术水平和质量保证能力都较低，业务主要集中于社会维修市场。
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。缺点是它并不是纯粹能量梯级利用意义上的联合循环，其中或多或少有一部分热量参与了汽轮机循环。所以，他只是在因蒸汽参数受限而无法采用高参数大功率汽轮机的条件下才可能优越于纯粹能量梯级利用意义上的余热锅炉型联合循环。 增压型：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不受限制，从而可达到较大的机组容量和较高的机组效率；同时由于燃烧是在较高的压力下进行的，且烟气的质量流速较高，所以锅炉的传热效率高，所需的传热面积小，锅炉尺寸紧凑。缺点是系统复杂、制造技术要求高、燃气轮机不能单独运行，同时兼有和补燃型类似的缺点。 综上可知，余热锅炉型联合循环将是今后的发展方向。 11、增压流化床联合循环PFBCC和整体煤气化联合循环IGCC是最有发展前途的两种燃煤型联合循环。 12、最基本的优点：高效率、低污染、低水耗。 13、 14、配置旁通烟道的好处： A、启停时，不必对燃气轮机、余热锅炉和汽轮机的工作状态进行严格协调； B、增加运行调节的灵活性，并方便临时性的检修及事故处理； C、必要时，可使燃气轮机维持单循环运行； D、可对整个工程分段建设、分期投运，从而可合理注入资金，更快地获得回报。 但配置旁通烟道需要增加投资，并且即使在正常运行的情况下，旁通挡板处也往往存在烟气泄漏损失，所以不再配置。
简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展 火力发电的历史久远，为世界经济发展提供着充足的能源。但是，随着环境保护观念深入人心，世界资源日益紧缺，火力发电已经成为我国经济转型、产业结构调整的重点对象。作为新型发电模式，燃气轮机发电具备快速启停、高效率以及较小占地规模的有点，污染小。在我国工业实践中，受到制造技术的商业秘密制约，自主创造能力十分薄弱，进口是主要来源，并没有在全国推广开来。本文主要浅析燃气轮发电机组的当前发展情况，并展望未来趋势，希望引起工业领域人员的重视。1.燃气轮机及其发电机组现状浅析1.1.燃气轮机浅析作为旋转式动力机械，气体以连续流动的方式在燃气轮机中通过热能向机械能的转化，进而推动发电机组旋转。从世界范围来看，第一台燃气轮机由瑞士一家企业制造，时间为1939年。经数十年发展，机车与坦克动力、舰船动力、管线动力与发电等都有燃气轮机的身影。从结构上划分，轻型与重型燃气轮机为工业燃气轮机类型。当前，俄、英、美等发达国家已经将燃气轮机完全应用到了水面舰艇上。此外，海上采油、输油输气的管线加压装置也由轻型燃气轮机构成，实现了41.6%的热效率。高度垄断是重型燃气轮机制造领域的特点，重要的核心企业为ABB、西门子/西屋、GE、三菱等。轻型燃气轮机制造领域中主导企业为PW、R.R与GE，其他国家也不甘落后，正在紧锣密鼓的航机改型。上世纪五十年代末，国内开始制造重型燃气轮机。当时的上汽厂、南汽厂、哈汽厂身肩国家工业复兴的大任，在厂校结合形式下，自主研发出的燃气轮机位列世界领先，如3500hp机车用机组，1MW、3MW发电机组。近年来，随着我国工业化的不断升级，重型燃气轮机也在不断的改造升级。为实现利用冶金企业的高炉煤气，美国GE与南汽厂通过技术交流，立足于MS6001B，6B-L型燃气轮机研发成功，实现再利用高炉煤气的环保要求。从科研实力分析，国内研究所或高校储备着大量科研设施与科研人员，如哈尔滨工业大学、清华大学、国家电网热工研究院、中科院工程热物理研究所等，研究出的一批批优秀成果。当然，设备不够集中，先进性尚待提高，完善工作仍需继续。国内航空系统是轻型燃气轮机的集结地，在航空发动机领域，研究设计院、制造厂数量众多，职工数量上万。在上世纪70年代，邮电、石化、油田等企业都应用到了331厂、410厂研发的WZ-6G、
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）
燃气轮机的技术发展趋势
燃气轮机的技术发展趋势 近年来,燃气轮机的技术发展非常迅速,性能日益完善,大型燃气轮机联合循环电厂的功率等级已与汽轮机电厂相当,发电效率普遍超过了50%,最高已达58%,远远超过汽轮机电厂的效率,加之还有初始投资省、占地面积少、耗水少、环境污染少、运行维护方便等优点,使燃气轮机联合循环电厂在世界范围内获得了迅速的推广应用,因而,各主要燃气轮机制造厂都已成套供应燃气一蒸汽联合循环发电机组,安装和使用都很方便。据统计,目前全世界新增发电设备中,燃气轮机及联合循环发电机组约占40%,已与汽轮发电机组平分秋色,而美、日等发达国家,燃气轮机已经超过了汽轮机。据美国电力研究所的专题报告预测,美国1993一2001年内新增发电设备的2/3将是燃气轮机发电机组,到2015年,世界新增发电设备中燃气轮发电机组约占63%。美好的应用前景进一步刺激了燃气轮机的研究和发展,下面将对近期的研究和发展情况分别进行介绍。 由于工业化国家对环境保护的要求越来越严格,促使燃气轮机制造厂将较多的精力放在努力减少排气污染方面,其经费已占燃气轮机研究经费的最大份朽。燃气轮机一般燃用天然气或蒸馏油等清洁燃料,其含硫和含尘量极低,因而,排气中烟尘和502含量极低。所以燃气轮机考虑的排气污染物主要有未燃烧的碳氢化合物(UHC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)3种,由于燃烧技术的成熟和燃烧室结构的完善,目前先进燃气轮机的燃烧效率几近100%,排气中的UHC和CO极其微少,可以满足工业化国家严格的环保要求。但是,由于燃气轮机燃烧室中的火焰温度比较高,在高温下产生了一定数量的NO、,一般可达200又10一6左右,超过了许多工业化国家的环保规定。因此,减少燃气轮机排气污染的努力,近年来主要是集中在减少NO二产生方面。向燃烧室的燃烧区按照一定比例注入水或蒸汽,可以降低最高燃烧温度,有效地抑制Ox的产生量,这是目前一种比较成熟而能有效减少燃气轮机NO、排放的方法,已获得了较广泛的应用。一般注水与燃料之比约为0.95左右。在燃气轮机的排气通道应用选择催化还原S(CR)技术,即布置催化床并注入氨气,使NOx还原成NZ和水蒸气,这也可有效地减少NOx的排放。但上述两种方法成本比较高,而且对环境又会造成另外的有害影响,如氨气泄漏等,所以,目前的研究重点已转向干式低NO、(DLN)燃烧室的研制,即不向燃烧室中注入水或蒸汽,而通过优化燃烧室结构和合理组织燃烧来减少NOx的产生。目前,GE、西屋、ABB、西门子、索拉等主要燃气轮机制造厂都已研制成各自的DLN燃烧室,具体措施大致有以下几种: 1预混稀相燃烧(或称预混贫燃料燃烧) 该方法通过燃料与空气预先混合成稀相,再组织燃烧,使燃烧更为完全,而且可降低燃烧室内的最高燃烧温度。例如,在大多数范围内,可使火焰温度低于1400’C。因而有效地抑制了NO二的产生量。该方法的缺点是运行范围比较窄,低工况时容易熄火。目前,大多数DLN燃烧室都是应用这种方法,但都采取了一些稳定燃烧的措施,如应用值班喷嘴、控制燃料的分配等。例如,爱利松公司的501型燃气轮机采用预混锥使燃料与空气产生稀相预混,再配合旋流器、值班喷嘴和空气掺混系统来控制燃料/空气比和火焰分布,实现了低NOx排放,同时在低负荷时无熄火和不稳定现象。索拉公司1993年以后应用该方法,使其燃气轮机在50%一100%负荷范围内NOx产生量少于42x10一6。西门子公司应用该技术,使其燃气轮机的NOx排放量低达9火10一6CO排放量少于5火106,而成本仅增加不到10%。GE公司应用该技术,计划要使NOx排放量降低至9又10一6。EGT公司在其
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 36
燃气轮机发展现状 燃气轮机是重要的军民两用动力装备，以其效率高、污染低、结构紧凑、质量轻、体积小、启动快、可靠性高、不用或少用水、投资低等一系列优点，迅速发展成为热机中的一支劲旅，大量用于发电、舰船动力、机械驱动等领域。我国未来能源市场需求巨大、舰船装备需求紧迫。 国内燃气轮机发展现状： 我国燃气轮机产业发展开始于上世纪50年代末，起步还是比较早的。产业分散在航空、航天、机械、兵器、舰船、石化、煤炭等多个工业系统，这些燃气轮机设计、制造、运行单位分属不同体系，力量分散，未能集中力量共同攻坚克难，发展自主知识产权的燃气轮机。我国水电部于1959年从瑞士BBC公司引进2套功率为6200kw的简单循环燃气轮机列车发电站用于大庆油田发电，从此开始了燃气轮机的发展研究之路。我国燃气轮机也按照航改燃机和单独设计燃机两条道路发展，但一直成效不大。 航机改型工作是从1974的wJ6GL燃气轮机开始，由南方航空动力机械公司与民用部门协作以航空发动机wJ6原型机改型完成的。这个改型燃机性能还是不错的，至1990年生产了74台，主要应用于石油行业发电用。同时代还有由哈尔滨东安发动机制造公司改型的WJ5G1和wJ5AIG1燃气轮机分别是由运七飞机的动力装置wJ5和wJ5I改型设计的。20世纪70年代末，沈阳黎明发动机公司也着手进行航空涡喷发动机改型为燃气轮机的研究工作，他们以wP6发动机为核心机改型设计的wP6G系列燃气轮机，应用于发电。20世纪80年代，常州兰翔机械总厂在Wz6涡轴发动机的基础上改型设计了wz6G燃气轮机，以燃用煤油、轻柴油以及天然气等作燃料，第1台wZ6G燃气轮机于1985年在中原油田注水泵站安装使用，1990年开始小批量生产。1982年，以西安航空发动机公司为主，将60年代后期英国研制的spey MK202涡扇发动机改型为舰船用燃气轮机Marine 410A。1986年，成都发动机公司与美国联合技术公司动力分部(TPM)及联合技术公司普惠集团签订了联合开发F1燃气轮机的合同。FT8燃气轮机以Pw公司的JT8D 一219航空涡扇发动机为基础。首台FT8燃气轮机在1991年应用于深圳福田电站。沈阳606所和沈阳黎明合作研制的“昆仑”航空涡喷发动机和某型航空涡扇发动机是国产最先进的航空发动机，以这2型发动机为母型机可以开发出不同功率、具有世界先进水平的燃气轮机，具备与国外同类机组竞争的技术实力。在某型发动机核心机的基础上改型的工业燃气轮机QD70是功率在7000kw左右的发电用轻型燃气轮机，在QD70燃气轮机的基础上改型舰船用燃气轮机的工作也已经开始。QD128燃气轮机是在保持“昆仑”航空涡喷发动机基本结构的基础上改装的。2003年7月，中国拥有完全自主知识产权的QD128和QD70航改燃气轮机机组在中原油田相继点火成功，并网发电。至此，我国的航改燃气轮机事业已有30年的历史，但主要以wJ5，wJ6，wz6，wP6等比较落后的航空发动机为母型机。
1.燃气轮机的发展概况 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。大功率重型燃气轮机除可用于发电外, 还可用作大型船舰动力, 是国家综合实力的重要象征。 燃气轮机自20世纪40年代问世以来，作为高效、节能、低污染的新型动力装置，经过战争需要的刺激和大批专家的努力，这一技术得到了高度发展并广泛应用于能源、电力、航空、航天、舰船、车辆、军事等领域。对于舰船，一般采用轻型或半重型燃机，燃气轮机由于受母型机的机型限制，单机功率不能很大。燃气轮机技术是一项多种技术集成的高技术，它的发展更是代表着一个国家和地区重大装备制造业的总体水平，代表着一个国家民族工业的能力，是发达国家国民经济的重要支柱产业，是典型的军民结合产品，它的发展对可以使我国的制造业总体水平取得快速进步，改善能源结构有着战略意义。当今，燃气轮机产业己经成为关系到能源和国防的重要产业，受到各国政府的重视。 1.1燃气轮机的历史和舰用燃气轮机的发展 燃气轮机是一种连续回转的内部燃烧、叶轮机械式的新型热机。其构造主要由压气机、燃烧室和涡轮三大部分组成如图1.1.1所示。在正常工作时，燃气轮机的压气机从外界吸入新鲜空气，并对空气进行压缩。经过压缩的空气进入燃烧室，与燃油喷 嘴喷入的雾化燃油混合，在点火器的作用下发火燃烧(正常工作时靠火焰维持燃烧)，形成高温、高压的燃气。燃气被导入涡轮，膨胀做功，同时推动涡轮旋转，使得与涡轮直接相连的压气机和外负荷转子也一起高速旋转。通常情况下，涡轮发出的机械功率大部分用来驱动压气机,以维持燃气轮机的持续工作，其余小部分的功率可以通过输出轴和传动装置驱动外负荷。与现代舰船上常用的蒸汽轮机动力装置和柴油机动力装置相比，燃气轮机的热效率要优于蒸汽轮机动力装置，比柴油机动力装置稍显逊色。 图1.1.1燃气轮机结构示意图 人类对燃气轮机原理的认识可以追溯到上千年。 中国北宋年间出现的走马灯，就是利用燃烧产生的高温气体来驱动叶轮转动的，这可以说是燃气轮机原理的雏形。 1550年左右，画家列奥纳多#达#芬奇设计了自动烤炉，这个装置在机构设计上比走马灯更加接近实用化。
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 = ?
中国燃气轮机的发展现状与杂谈 前几天去参加了一个名为“燃气轮机聚焦2014”的会议，从会上了解到一些燃气轮机行业的信息，特总结记录下来与大家一同分享，中间不免夹杂一些个人想法，仅供参考。 这个会议主要探讨了燃气轮机技术及其创新、检修运行、应用、发展等关键问题。我觉得之所以现在国内这么强烈的关注燃气轮机的发展，一是由于燃气轮机这个行业的特殊性和重要性，另一个就是中国能源的发展和国家对环境的关注决定的。我们都知道现在天然气能源在我国的发展前景，并且最近刚跟俄罗斯签订了合同，这都预示着天然气的利用必将进入一个高速发展的时期，如何利用好天然气，这给燃气轮机的发展带来了历史机遇。 这次会议首先由中国工程院院士、原上海交大校长翁史烈教授就中国的燃气轮机发展及战略展开阐述。目前国际上的燃气轮机技术已经形成高度垄断，国外制造商对燃气轮机部件核心技术、控制技术和维修技术等进行垄断和保密，使我国不能从国外获得关键技术。而我国燃气轮机行业发展了这么多年，这个发展是比较曲折的，以至于目前我国的燃气轮机技术水平还处于起步阶段，而当务之急是走自主创新之路，简单的说就是生产自己的燃气轮机，不过要面临体制机制、技术以及人才缺乏这三大瓶颈。 燃气轮机用途广泛，从发电机组、动力机组到舰船动力等。发电主要使用重型燃气轮机，此次会议有不少来自电厂的专家，他们在会上着重讨论了燃气轮机发电技术在中国的应用现状。全球发电量的五分之一来自燃气轮机的联合循环，而我国现在主要以燃煤发电机为主，我想这也是他们迫切希望发展重型燃气轮机产业的原因。他们讲现在发电用燃气轮机的发展面临着设备和天然气供应这两大难题。首先说下设备，发电所使用的重型燃气轮机主要为GE、西门子和三菱的，中国前些年通过打捆招标模式同时引进这3大动力集团的重型燃气轮机，意在通过市场换技术的方式解决已落后几十年的重型燃气轮机研制问题，而结果是市场
我国工业燃气轮机的现状与前景 南京汽轮电机（集团）有限责任公司薛福培 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
YF-ED-J6232 可按资料类型定义编号 简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展实用版 Management Of Personal, Equipment And Product Safety In Daily Work, So The Labor Process Can Be Carried Out Under Material Conditions And Work Order That Meet Safety Requirements. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
简析燃气轮机发电机组的现状及 未来发展实用版 提示：该安全管理文档适合使用于日常工作中人身安全、设备和产品安全，以及交通运输安全等方面的管理，使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行，防止伤亡事故、设备事故及各种灾害的发生。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 火力发电的历史久远，为世界经济发展提 供着充足的能源。但是，随着环境保护观念深 入人心，世界资源日益紧缺，火力发电已经成 为我国经济转型、产业结构调整的重点对象。 作为新型发电模式，燃气轮机发电具备快速启 停、高效率以及较小占地规模的有点，污染 小。在我国工业实践中，受到制造技术的商业 秘密制约，自主创造能力十分薄弱，进口是主 要来源，并没有在全国推广开来。本文主要浅 析燃气轮发电机组的当前发展情况，并展望未
来趋势，希望引起工业领域人员的重视。 1.燃气轮机及其发电机组现状浅析 1.1.燃气轮机浅析 作为旋转式动力机械，气体以连续流动的方式在燃气轮机中通过热能向机械能的转化，进而推动发电机组旋转。从世界范围来看，第一台燃气轮机由瑞士一家企业制造，时间为1939年。经数十年发展，机车与坦克动力、舰船动力、管线动力与发电等都有燃气轮机的身影。从结构上划分，轻型与重型燃气轮机为工业燃气轮机类型。当前，俄、英、美等发达国家已经将燃气轮机完全应用到了水面舰艇上。此外，海上采油、输油输气的管线加压装置也由轻型燃气轮机构成，实现了41.6%的热效率（简单循环）。高度垄断是重型燃气轮机制造
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。 自 20 世纪60 年代首次引进6000kW 燃气轮机发电机组以来，我国已建成不少烧油气的燃气轮机及其联合循环发电机组。但由于我国一次能源以煤为主的消费结构，并受到规定的“发电设备只准烧煤”的前燃料政策的制约，目前我国燃气轮机在现有发电设备装机容量中，占有量很小，只有700 万kW 左右，且绝大部分为进口的。但发展速度很快，正在建设和计划的就超过800 万kW，正在建设的一批大型35 万kW 级燃用天然气的联合循环电站。随 着天然气和液体燃料在一次能源中比例的上升和燃气轮机燃煤的技术成熟之后，燃气轮机在我国发电设备中的比例将会愈来愈大。研究表明，由于燃气轮机在效率，环保和成本方面的优势，我国在电站基本负荷发电、老电站技术更新改造、洁净煤发电技术、石油与天然气的输运和高效利用以及舰船、机车交通动力等领域对燃气轮机都将有较大的需求。许多专家还强调燃气轮机在西部大开发中的重要性，国家构想实施的新世纪四大工程：西气东输，西电东送，青藏铁路，南水北调，前三个都与燃气轮机有关。总之，以燃气轮机为核心的总能系统也将成为我国跨世纪火电动力的主要发展方向，我国将是世界最大的燃气轮机潜在市场。 第2章燃气轮机热力循环 2.1热力循环的概念 热力循环是指热力系统经过一系列状态变化，重新回复到原来状态的全部过程。热力循环分为正向循环及逆向循环。将热能转换为机械功的循环称为正向循
1 ）近20年来，新研大功率船用燃气轮机6型，中档功率船用燃气轮机3型，小档功率船用燃气轮机9型。可明显看出，世界范围内船用燃气轮机的发展重点是一大（大功率船用燃气轮机）一小（小功率船用燃气轮机），尤其是大功率船用燃气轮机也反映出实际的市场需求和技术需求。 2）对比前10年和近10年,新研大功率船用燃气轮机由4型降为2型，中档功率船用燃气轮机由3型降为0,小档功率船用燃气轮机由7型降为2型,也印证了前述的发展重点是一大一小的观点，同时也反映出世界范围内所使用的燃气轮机的机 型更集中的特点，更便于运行、维护、保养和降低全寿命成本。 3）上述特征在一定程度上也与现代舰船采用CODEAG/CODEOG、 COGEOG/COGEAG和综合电力推进系统（IEP）的趋势有关。 大功率船用燃气轮机性能发展趋势 单机功率有逐渐增大的趋势，目前最大功率为352. 8MW。热效率也正稳步提高, 简单循环船用燃气轮机已达40%,复杂循环船用燃气轮机已达42%,相应地最高压比达24,高压涡轮动叶入口最高温度达 1 240 C。LM6000PC的功率、效率均很高，但据了解迄今尚无军方用户订货。可以预期，功率29. 4~36. 75MW,效率39% ~42%的大功率船用燃气轮机将是未来10~15年内海军舰艇采用的主力机型。 中国的燃气轮机发电事业开始50年代末期，水电部于1959年从瑞士BBC公司引进2套功率为6200kw的简单循环燃气轮机列车发电站用于大庆油田发电。 国外坦克2008年第12期张均享《俄罗斯坦克装甲车辆动力的发展》 坦克燃气轮机 20世纪40年代末，马利诺夫斯基坦克学院进行了坦克燃气轮机的循环计算分析、结
燃气轮机原理与应用复习题 2013-05-28 1 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?：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 ==?
编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-2497-54 简析燃气轮机发电机组的现状及未 来发展 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 火力发电的历史久远，为世界经济发展提供着充足的能源。但是，随着环境保护观念深入人心，世界资源日益紧缺，火力发电已经成为我国经济转型、产业结构调整的重点对象。作为新型发电模式，燃气轮机发电具备快速启停、高效率以及较小占地规模的有点，污染小。在我国工业实践中，受到制造技术的商业秘密制约，自主创造能力十分薄弱，进口是主要来源，并没有在全国推广开来。本文主要浅析燃气轮发电机组的当前发展情况，并展望未来趋势，希望引起工业领域人员的重视。 1.燃气轮机及其发电机组现状浅析 1.1.燃气轮机浅析 作为旋转式动力机械，气体以连续流动的方式在
燃气轮机中通过热能向机械能的转化，进而推动发电机组旋转。从世界范围来看，第一台燃气轮机由瑞士一家企业制造，时间为1939年。经数十年发展，机车与坦克动力、舰船动力、管线动力与发电等都有燃气轮机的身影。从结构上划分，轻型与重型燃气轮机为工业燃气轮机类型。当前，俄、英、美等发达国家已经将燃气轮机完全应用到了水面舰艇上。此外，海上采油、输油输气的管线加压装置也由轻型燃气轮机构成，实现了41.6%的热效率（简单循环）。高度垄断是重型燃气轮机制造领域的特点，重要的核心企业为ABB、西门子/西屋、GE、三菱等。轻型燃气轮机制造领域中主导企业为P&W、R.R与GE，其他国家也不甘落后，正在紧锣密鼓的航机改型。 上世纪五十年代末，国内开始制造重型燃气轮机。当时的上汽厂、南汽厂、哈汽厂身肩国家工业复兴的大任，在“厂校结合”形式下，自主研发出的燃气轮机位列世界领先，如3500hp机车用机组，1MW、3MW发电机组。近年来，随着我国工业化的不断升级，重型
第2章 燃气轮机循环理论基础 §2.1 燃气轮机循环概述 与汽轮机装置的循环相比，燃气轮机装置的循环颇具多样性和复杂性。下面逐次展开作一个简要的介绍。 2.1.1 燃气轮机的理想循环与实际循环 单轴燃气轮机简单循环的示意图与温熵图见图2.1 理想循环是指构成燃气轮机循环的四个过程都是可逆的，即：压气机的压缩过程是等熵（绝热无损，熵流与熵产都等于零的）压缩过程，燃烧室的燃烧过程是等压（无流动损失，无散热和燃烧损失的）燃烧过程，透平的膨胀过程是等熵（绝热无损，熵流与熵产都等于零的）膨胀过程，排气的放热过程是等压（无流动损失的）放热过程。 实际循环是指构成燃气轮机循环的四个过程都是不可逆的实际过程，即：压气机的压缩过程是不等熵（绝热有损，熵流等于零而熵产不等于零的）压缩过程，燃烧室的燃烧过程是不等压（燃烧室有流动损失，流体流经燃烧室时滞止压力有所降低的）燃烧过程，透平的膨胀过程是不等熵（不绝热(对透平的高温部件进行冷却所致)有损，熵流与熵产都不等于零的）膨胀过程，排气的放热过程是不等压（排气管道有流动损失,流体流经排气管道时滞止压力有所降低的）放热过程。 对于理想过程各计算点的参数计算，有热力学与流体力学中的公式可以使用。对于实际过程，常常是使用损失模型对理想过程的计算结果加以修正，来获得实际过程各计算点的参数，进而获得实际循环的计算结果。损失模型是通过实验和生产实际中总结出的经验数据与公式得到的，这一点在下面的讲课过程中会处处遇到。而且，在对燃气轮机循环进行定性分析时，使用理想循环的模型会使得分析得以简化。 单轴燃气轮机简单理想循环的s T -图和v p -图参见图2.2。 在图2.2(a)中，不计压气机进气管道的流动损失，大气压和压气机第一级入口的滞止压力 相等，即* a p =*1p ，空气在压气机中等熵压缩，压气机出口空气总压为*2p ，滞止温度为* 2s T ， 之后，空气进入燃烧室与加入燃烧室的燃料进行无燃烧损失和散热损失的定压燃烧，不计