第5次课_航空燃气轮机基础知识..

【知识讲解】燃气轮机燃烧室展开全文燃烧室在燃机中的作用：1将天然气与空气混合后燃烧，生成的燃烧产物送入压气机中做功2控制燃烧温度3控制燃烧产物的温度使其能满足透平第一级做功的温度需求燃烧室的燃烧方式：1扩散燃烧：扩散燃烧时始终满足过量空气系数=1,燃烧火焰温度高，燃烧稳定，产生的NOx 多由催化剂还原，2预混燃烧：在预混燃烧时过量空气系数可根据燃烧温度的需要进行调节，燃烧温度可控，较扩散燃烧，不如扩散燃烧时稳定，但能控制NOx的生成。

以GE机组为例：GE机组使用的是分管式燃烧室，每个燃烧室都有五个喷嘴，每个喷嘴上都有扩散燃烧和预混燃烧的管线。

图上为一个喷嘴的结构图。

一部分燃气进过扩散通道进入喷嘴，在B处与空气边汇合边燃烧，此时为扩散燃烧。

一部分冷却空气从喷嘴的中心通过各结构，给各结构进行冷却后在B处参与燃烧。

另一部分燃气进入预混燃气通道，在A处和压气机的排气进行混合，然后在B处燃烧，此时为预混燃烧。

压气机的一部分排气进入喷嘴后，首先对燃料喷嘴组件进行冲击冷却，再逆流向前在A处前端的开口和燃气混合。

燃烧室有三根管线供燃料，分别是D5 ，PM1，PM4管线。

D5管线给燃烧室的每个燃烧喷嘴的扩散通道提供燃料。

PM1给每个燃烧室中的一个燃烧喷嘴的预混燃气通道提供燃料PM4 给每个燃烧室中的四个燃烧喷嘴的预混燃气通道提供燃料。

燃烧的方式有扩散燃烧，次先导预混燃烧，和预混燃烧在扩散燃烧时，D5管线供燃气，PM1，PM4不供燃气。

此时在B出口只有扩散燃烧的燃气，其余的管线出来的均为空气。

在次先导预混燃烧时，由D5管线，PM1管线供燃气，PM4管线不供气，此时只有扩散燃烧，和一个喷嘴进行预混燃烧，其余喷嘴的预混燃气通道在B出口均为空气在预混燃烧时，由D5管线，PM1，PM4管线供燃气，此时五个喷嘴均有扩散燃烧和预混燃烧。

后来经过改进变成下图将PM1移至中心位置，并去除中心喷嘴的扩散燃烧管线。

此时周围五个喷头既有扩散燃烧过线又有预混燃烧管线，而中心喷头只有预混燃烧管线。

燃气轮机知识点总结1122结构部分Ø压气机1.大型压气机的工作温度范围是常温-400℃左右；压气机不需要特殊的降温手段，但在结构上应满足强度和刚度要求。

(C1p2)2.压气机通流部分的四种型式为：等外径、等内径、等平均直径、混合型。

(C1p7-10)3.轴流式压气机静子主要由气缸和静子叶片组件组成。

它是压气机中不旋转的部分。

(C1p11)4.工业型机组的压气机气缸一般是铸造的。

为了减小气缸的厚度，通常采用在气缸外表面加筋的办法来增强刚性。

气缸一般采用分段布置。

(C1p13)5.压气机静叶的功能是把气流在动叶中获得的动能转变为压力能，同时使气流转弯以适应下级动叶的进口方向。

工作时静叶只承受气流作用力，与动叶相比较强度问题不大，但应考虑共振问题。

通常，压气机静叶设计成直叶片，且沿叶高各截面的型线一样。

(C1p22)6.转子的刚度问题主要反映在临界转速上，机组的工作转速应避开临界转速。

最大工作转速低于一阶临界转速的称刚性转子，它要求临界转速高于最大工作转速提高10℃左右。

航空燃机早已达到1400℃。

H级重型燃机燃气初温已达1430℃。

(C3p18)8.目前燃气透平叶片常用的冷却方式：对流冷却、冲击冷却、气膜冷却以及综合冷却。

(C3p30)9.透平叶片的典型涂层主要用于防腐蚀和隔热。

防腐蚀涂层对高硫燃料或含盐量较多的燃气下工作的透平叶片有效。

陶瓷涂层热障层可使金属温度降低100℃左右。

F级叶片普遍采用涂层，有效地减低表面温度值和防腐蚀。

(C3p49)原理部分2、什么是燃气轮机？有哪些组成部分？P33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叶轮动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。

四个组成部分包括：压气机、燃烧室、透平、控制系统。

3、影响燃气轮机效率的两个主要因素。

P66压气机的压比和燃气透平进口温度（称为燃气初温、或者温比）是影响燃气轮机效率的两个主要因素。

3、透平透平是将压气机和燃烧器产生的高温高压燃气热能转变为机械能的设备。

透平由转子和气缸组成。

透平转子一般是3-5级，容量越大的机组转子的级数越多。

气缸分为上下气缸，气缸的内部圆周上安装静止叶片，气缸上的静叶片，气缸上的静叶片组分别和转子的动叶片组构成一级。

三、燃气轮机的系统1、附件传动系统附件传动系统由附件齿轮箱及其驱动的设备组成。

启动时，附件齿轮箱将启动设备及变扭器组件输出的扭矩传递给燃气轮机轴。

启动完成后，又可逆向将燃气轮机轴输出扭矩经过相应的齿轮驱动下列各泵：燃油泵：燃料为油的系统中存在此设备，主要向燃烧器提供高压的、连续不断的燃料油。

主润滑油泵：为主机提供润滑油；主液压泵：提供液压油；主雾化空气压缩机：为燃料油提供雾化动力，燃料是油和液化天然气lng的机组存在此设备。

2、启动和盘车系统启动系统是区别于火电机组的重要特征之一，为燃气轮机组启动提供动力。

一般都采用起动机启动的方式：电动机启动、压缩空气或者柴油机启动、发电机变频启动。

在燃机点火达到自持转速时，启动系统自动脱开。

此外，启动装置还可以“冷拖”机组，对机组进行高速盘车。

盘车装置是机组在启动前或停机后使转子转动，防止转子的弯曲变形。

3、润滑油系统是任何一台燃气轮机中必备的系统，作用：在机组启动、正常运行以及停机过程中，向正在运行中的燃气轮发电机组的各个轴承、传动装置及其附属设备，供应数量充足、温度和压力合适的干净的润滑油，确保机组安全运行，防止发生轴承损坏，转子轴颈热弯曲，高速齿轮法兰变形等事故。

润滑油主要设备：油箱及油箱加热器等附件；主润滑油泵（附件齿轮箱驱动）：机组正常运行中使用；辅助润滑油泵（交流电机驱动）：启动和停机过程中使用；应急油泵（直流电机驱动）：厂用电消失情况下使用；冷油器：为系统提供温度适合的润滑油；滤油器：过滤油系统中小颗粒杂质，为油系统提供质量合格的润滑油；油系统阀门管道及热工等。

4、液压油系统液压油系统为燃料系统和进口可转导叶系统的控制执行元件提供所需要的高压油。