燃气轮机燃烧室共21页
- 格式:ppt
- 大小:2.96 MB
- 文档页数:21
燃气轮机燃烧室结构分类与分析目录1 .燃气轮机燃烧室的形式概述 (1)2 .顺流与逆流 (1)3 .圆筒型 (2)4 .分管型 (3)5 .环型 (4)6 .环管型 (5)1燃气轮机燃烧室的形式概述燃气轮机燃烧室按照气流流动可分为逆流式和顺流式,按总体结构划分则可分为圆管型、分管型、环型和环管型。
其基本结构包括一次空气的配气结构、火焰管壁的冷却结构、燃气混合机构、燃料供应机构、点火机构等。
2.顺流与逆流顺流指空气自燃烧室的前端流入,燃烧后燃气直接由后端排出,这时压力损失较小。
逆流分管燃烧室通常布置在压气机或透平外围。
圆筒型逆流式燃烧室布置在机组上,其形式可为顶立、顶卧、侧立、切向等,机组轴向长度较短,还能使燃烧空气得到火焰筒内燃气的预热,有利于燃烧,但因气流往返而压力损失较大。
3.圆筒型圆筒型燃烧室指一个或两个分置于燃气轮机机组近旁或直接座于机体之上的燃烧室,可直立或横卧于燃机上方,或直立于燃机侧面,具有圆筒形的外壳和火焰图。
广泛应用于小功率燃机及部分中等高功率燃机。
图5—3圆筒型燃烧室的结构示意图-1—喷油事#2—径向旋流器13一过波>4次空气射摄孔I5—双层室多孔冷却机构*6—推合嗖管,7—点火器其优点为结构简单,机组的全部空气在一个或两个燃烧室中完成燃烧加热过程,装拆容易。
由于在工业型机组中空间限制并不很严,燃烧室可以做得大些,因而燃烧过程比较容易组织。
燃烧效率高,流阻损失小,还宜于燃用重质燃料。
便于维修。
其缺点为燃烧热强度低。
金属材料消耗量较大,而且难于做全尺寸燃烧室的全参数试验,致使设计和调整比较困难。
且空间利用率差、容积热强度较低。
调试时所需风源较大。
4.分管型分管型燃烧室指一台燃气轮机中设置若干分开的小燃烧室,通常8・12个,围绕燃机轴线均匀布置,各燃烧室之间由联焰管联接。
每个燃烧室有单独的外壳、火焰管、喷油嘴,但仅有2个点火器,其它则靠联焰管点燃。
多应用于大功率工业型燃气轮机,但已较少应用。
第三章燃气轮机3.1概述(1)燃烧室功用及重要性1.保证燃机在各种工况下,将燃料化学能转换为热能,加热压气机压缩的空气,用于涡轮膨胀做功。
2.燃烧室是燃机的主要部件之一,燃机的性能、可靠性、寿命皆与它有密切关系。
(2)燃烧室的工作条件①燃烧室在高温、大负荷下工作②燃烧室在变工况下工作③燃烧室在具有腐蚀性的环境下工作④燃烧室内的燃烧过程是一个极其复杂的物理化学过程⑤燃烧室中的燃烧在高速气流及贫油混合气情况下进行(“空气分股”、“减速扩压”、“反向回流”)(3)燃烧室的设计要求①不同工况下,燃烧室工作应稳定②燃烧要安全③燃烧室具有最小的流体阻力④燃烧室出口温度场应能满足涡轮的要求⑤在任何使用条件下,燃烧室都应该迅速、可靠地启动点火,且联焰性好⑥工作寿命长⑦燃烧室的尺寸和质量要小⑧排气污染应能满足国家标准要求⑨检视、装拆和维修应当方便3.2三种基本类型燃烧室的结构概述(1)分管燃烧室1.结构特点管形火焰筒的外围包有一个单独的壳体,构成一个分管,沿燃气轮机周围6-16个这样的分管,各分管用传焰管连通,以传播火焰和均衡压力。
2.优点:①装拆、维修、检修方便②因各个分管的工质流量不大,调试容易,实验结果比较接近实际情况3.缺点:①装拆、维修、检修方便②因各个分管的工质流量不大,调试容易,实验结果比较接近实际情况(2)环管燃烧室1 .结构特点:若干个火焰筒均匀排列安装在同一个壳体内,相邻火焰燃烧区之间用传焰管连通。
2.优点:①适合与轴流式压气机配合,布局紧凑、尺寸小、刚性小;②气流转弯小,流体阻力小,热散失亦小;③调试比较容易,加工制造的工作量比分管小。
3.缺点:①燃烧室出口温度场沿周向不够均匀;②燃烧室的流体损失较大;③耗费的材料、工时较多;④质量较重。
(3)环形燃烧室1.结构特点:内、外壳体与环管燃烧室类似,但火焰筒却有很大差别。
在内外壳体之间的环形腔中,布置了一个呈环形的火焰筒,即火焰筒内外壁构成环形主燃区。
【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。
燃气轮机燃烧室压力范围概述说明以及解释1. 引言1.1 概述燃气轮机燃烧室是燃气轮机系统中关键的组成部分之一,其设计和性能直接影响着整个燃气轮机的效率、可靠性和排放控制等方面。
而其中一个重要的参数就是燃烧室的压力范围。
本文将对燃气轮机燃烧室压力范围进行概述、说明以及解释,以帮助读者更好地理解该关键参数对于燃气轮机性能和运行的重要性。
1.2 文章结构本文将按以下结构进行叙述:首先,我们会给出对燃气轮机燃烧室的定义,并简要介绍设计时需要考虑的因素;然后,我们会详细说明不同压力范围下可能出现的问题及相应的解决方案;随后,我们会进一步阐述压力范围对可靠性、寿命、排放控制以及功率输出和效率等方面的影响;最后,我们将总结指出该论题的重要性,并展望未来在此领域中可能进行的进一步研究与发展,并提供结束语。
1.3 目的本文旨在探讨燃气轮机燃烧室压力范围对整个燃气轮机性能的影响,并提供相关问题与解决方案的说明。
通过全面了解和理解燃气轮机燃烧室压力范围的重要性,读者可以更好地设计、优化和运行燃气轮机系统,以提高其效率、可靠性和环境友好程度。
2. 燃气轮机燃烧室压力范围概述2.1 燃气轮机燃烧室的定义燃气轮机是一种利用燃料进行燃烧产生高温高压气体,并将其能量转化为功率输出的设备。
而燃气轮机的燃烧室则是其中至关重要的组成部分之一,负责将供给的燃料和空气进行混合并在适当的条件下进行高效完全燃烧。
2.2 燃气轮机燃烧室设计要考虑的因素在设计和选择合适的燃气轮机压力范围时,需要考虑以下几个因素:首先是稳定性和可靠性。
合理控制和维持适宜的压力范围对于确保轮机连续、可靠地运行至关重要,过高或过低的压力都可能导致不稳定的运行状态和增加故障风险。
其次是排放控制。
适当的压力范围可以帮助减少有害排放物质的生成,并满足环境保护标准。
通过调整燃料气流速度和混合均匀性等参数,可以优化燃烧效率并降低污染物排放。
另外还要考虑功率输出和效率。
适当的压力范围对于实现最大化的轮机功率输出至关重要。
电站燃气轮机燃烧室的工作原理与结构分析燃气轮机是一种利用燃气燃烧产生高温高压气体驱动涡轮转动,进而产生动力的装置。
燃气轮机是电站的重要设备之一,其燃烧室的工作原理和结构对于电站的运行效率和安全性有着重要影响。
一、燃气轮机燃烧室的工作原理:燃气轮机燃烧室的工作原理主要包括压气、混合、燃烧和排烟四个过程。
在压气过程中,进气压缩机将空气压缩至较高的压力,并通过喷嘴进入燃烧室。
高压空气在燃烧室中经过狭窄的进气道,形成剧烈的旋涡,增加燃烧室内部空气的混合程度。
混合过程中,燃气轮机通过喷嘴喷入燃烧器中的燃料与压缩空气充分混合,形成可燃混合气体。
混合气体的比例和均匀度对燃烧效率和排放性能具有重要影响。
燃烧过程中,混合气体在燃烧室内被点火燃烧,产生高温高压气体。
燃烧室内的温度和压力高度集中,碳氢化合物与氧气发生化学反应,释放出大量的热能。
排烟过程中,燃烧产生的废气通过排气管道排出,经过热交换器将废气中的热能回收利用,提高燃气轮机的效率。
二、燃气轮机燃烧室的结构分析:燃气轮机燃烧室的结构主要包括燃烧器、进气道、燃气轮机壳体等部分。
燃烧器是燃气轮机燃烧室的核心组件,用于混合和燃烧燃料。
燃烧器通常由喷嘴、燃料喷嘴、风道、燃气轨迹修正器等组成。
喷嘴用于喷注压缩空气和燃料,燃烧器内部的风道和燃气轨迹修正器用于增加空气与燃料的混合程度,形成均匀燃烧的环境。
进气道是连接燃烧器和压气机的通道。
进气道通过增加燃气轮机进气时的空气动力学特性,提高气流的流速和质量,保证充足的氧气供应量和混合气体的均匀度。
燃气轮机壳体是燃烧室的外围结构,主要用于固定压气机与燃气涡轮的位置,保护内部的燃烧室和喷嘴等部件。
燃气轮机壳体通常由静子和动子组成,静子是与转子共同构成活动环的固定部分,动子是与静子相对运动的部分,两者之间形成螺旋状的空气通道。
燃气轮机燃烧室的结构和排烟系统设计合理与否,直接影响着燃气轮机的效率和排放水平。
通过不断的工艺创新和技术改进,燃气轮机燃烧室的结构越来越精细和高效,大大提高了燃气轮机的运行性能。
燃气轮机的燃烧室设计与性能分析燃气轮机是一种广泛应用于能源领域的热能转换设备,其核心部件之一就是燃烧室。
燃气轮机通过利用燃料燃烧产生高温高压的气体,驱动涡轮转动,从而完成能量转换。
燃烧室的设计和性能对燃气轮机的运行稳定性、燃烧效率和排放水平等方面起着至关重要的作用。
燃烧室的设计首先要考虑的是能够实现高效的燃烧过程,以提高燃气轮机的热效率。
在传统的燃气轮机燃烧室中,通常采用顶置式燃烧室,即燃烧室位于压气机与涡轮之间,压气机吸入的空气经过燃烧室后驱动涡轮运转。
而在现代燃气轮机的燃烧室设计中,越来越多地采用预混合式燃烧室,即在燃烧过程中预先将燃料和空气充分混合后再进行燃烧。
这种设计可以有效地提高燃烧效率和减少氮氧化物的排放。
燃烧室的性能分析主要包括燃烧效率、燃烧稳定性和排放水平等方面的参数评估。
燃烧效率是衡量燃烧室性能的重要指标之一。
燃气轮机的燃烧室在燃料燃烧过程中要尽可能地释放更多的热能,同时尽量减少未完全燃烧的产物。
通过优化燃烧室的结构和燃烧过程参数,如燃料供给量、空气配比等,可以提高燃烧效率。
燃烧稳定性是燃气轮机燃烧室设计中另一个重要考虑因素。
燃烧室的稳定性决定了燃烧过程的可控性和可靠性。
燃气轮机燃烧室的设计应该能够在不同负荷和工况下保持稳定的燃烧,不会出现过度火焰或火焰熄灭的情况。
为了提高燃烧稳定性,燃烧室通常采用一定的流场设计和稳定器等技术手段。
同时,对燃烧室进行流动仿真分析和实验验证也是提高稳定性的重要途径。
排放水平是燃气轮机燃烧室设计中不可忽视的问题。
燃烧室的燃烧过程中会产生大量的污染物和废气,如氮氧化物、二氧化硫和颗粒物等。
为了减少环境污染,燃气轮机燃烧室设计需要考虑降低这些污染物的排放量。
常用的方法包括提高燃烧效率、采用低氮燃烧技术、使用排放控制装置等。
通过综合考虑燃烧室结构、燃料供给系统和废气处理设备等因素,可以有效地降低燃烧室的排放水平。
总之,燃气轮机的燃烧室设计和性能分析是燃气轮机工程中的重要环节。