《燃气轮机与联合循环》第二章 燃气轮机的热力循环解析
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01燃气轮机热力循环原理燃气轮机是一种常用的热机,利用燃气燃烧产生高温高压气体,然后将这种高温高压气体通过涡轮叶片的作用转化为机械能,最后将机械能转换为电能或机械功。
燃气轮机的热力循环原理可以分为以下几个步骤:1.空气进气:燃气轮机的工作气体是空气,空气通过进气道进入燃烧室。
为了提高空气的进气能力,通常会采用压气机将空气压缩,然后再送入燃烧室。
2.燃烧:在燃烧室中,燃料和空气混合燃烧,产生高温高压气体。
这个过程可以通过喷嘴将燃料和空气喷射到燃烧室中,然后点燃燃料。
燃料可以是天然气、柴油、煤气等。
3.膨胀过程:高温高压气体通过涡轮叶片的作用产生转动力,驱动涡轮转动。
同时,气体在涡轮上进行膨胀,降低温度和压力。
涡轮的转动将机械能传给轴承,进而传给发电机或其他负载。
4.排出废气:流过涡轮后的低温废气,被排出燃气轮机系统,可以用于加热水或其他用途,以提高能量利用效率。
废气中仍然有一定能量可以利用。
5.返压涡轮:在一些使用燃气轮机供热和供电的应用中,还可以增加返压涡轮,将排出废气进一步膨胀,降低废气的温度和压力。
这样可以进一步提高系统的热利用效率。
燃气轮机的热力循环原理基于热力学第一定律,即能量守恒定律。
通过燃烧产生的高温高压气体,通过涡轮叶片的作用将热能转化为机械能,然后再将机械能转化为电能或机械功。
这个循环过程中,废气排放出去的同时,仍然有一定的剩余热能可以利用,提高热机的能量利用效率。
燃气轮机的热力循环原理具有以下几个特点:1.高效率:由于燃气轮机能够将热能高效地转化为机械能,再转化为电能或机械功,因此其能量利用效率非常高,一般可达40%~50%以上。
2.快速启动:相比于蒸汽动力系统,燃气轮机的启动时间较短,一般只需几分钟,从而方便应对突发情况和高峰用电需求。
3.环保性好:燃气轮机燃烧的是燃气,相比于传统的煤炭燃烧,废气中的污染物排放较少,对环境污染较小。
总之,燃气轮机的热力循环原理基于燃气的燃烧产生高温高压气体,通过涡轮叶片的作用将热能转化为机械能,最终将机械能转化为电能或机械功。