第7章 燃气轮机装置循环
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燃气轮机装置的工作原理燃气轮机装置是一种比较新型的动力装置。
最简单的燃气轮机装置包括三个主要部件:压气机、燃气轮机和燃烧室,下图是其流程示意图。
空气和燃料分别经压气机与泵增压后送入燃烧室,在其中燃料与空气混合并燃烧,释放出热能。
燃烧所产生的燃气吸热后温度升高,然后流入燃气轮机边膨胀边作功,作功后的气体排向大气并向大气放热。
重复上述升压、吸热、膨胀与放热过程,连续不断地将燃料的化学能转换成热能,进而转换成机械能。
第一章概述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(见图1—1)是燃气轮机的雏形,我国在11世纪就有走马灯的记载,它靠蜡烛在空气中燃烧后产生的亡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置,其原理与走马灯相同。
现代燃气轮机发动机主要山压气机、燃烧室和透平三大部件组成。
当它正常丁作时,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转化的热力循环。
图1—2所示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人空气,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人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;最后图l—1 走马灯是工质放热过程,透平排气可直接排到大气,自然放热给外界环境,也可通过各种换热没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。
一般,透平的膨胀功约2/3用于带动压气第1页机,1/3左右才是驱动外界负荷的有用功。
燃气轮机有重型与轻型两类结构型式,重型的零部件较厚重,设计寿命与大修寿命都长;轻型的结构紧凑而轻,所用的材料较好,但寿命较短。
燃气轮机热力循环的分类与改善燃气轮机性能的热力循环措施专业:热能与动力姓名:学号:燃气轮机热力循环的分类与改善燃气轮机性能的热力循环措施摘要: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。
本文主要介绍了燃气轮机的工作原理,基本结构,热力循环的分类及热力循环措施。
关键词:燃气轮机分类性能改善引言: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。
燃气轮机是一种先进而复杂的成套动力机械装备,是典型的高新技术密集型产品。
作为高科技的载体,燃气轮机代表了多理论学科和多工程领域发展的综合水平,是21世纪的先导技术。
发展集新技术、新材料、新工艺于一身的燃气轮机产业,是国家高技术水平和科技实力的重要标志之一,具有十分突出的战略地位。
正文:燃气轮机(Gas Turbine)是一种以连续流动的气体作为工质、把热能转换为机械功的旋转式动力机械。
在空气和燃气的主要流程中,只有压气机(Compressor)、燃烧室(Combustor)和燃气透平(Turbine)这三大部件组成的燃气轮机循环,通称为简单循环,如图1。
大多数燃气轮机均采用简单循环方案。
因为它的结构最简单,而且最能体现出燃气轮机所特有的体积小、重量轻、起动快、少用或不用冷却水等一系列优点。
一、工作原理压气机从外界大气环境吸入空气,并经过轴流式压气机逐级压缩使之增压,同时空气温度也相应提高;压缩空气被压送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧生成高温高压的燃气;然后再进入到透平中膨胀做功,推动透平带动压气机和外负荷转子一起高速旋转,实现了气体或液体燃料的化学能部分转化为机械功,并输出电功。
从透平中排出的废气排至大气自然放热。
这样,燃气轮机就把燃料的化学能转化为热能,又把部分热能转变成机械能。
通常在燃气轮机中,压气机是由燃气透平膨胀做功来带动的,它是透平的负载。