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燃机讲义

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9E燃机讲义第二讲

9E燃机讲义第二讲
燃烧室详图以及流程图燃烧室的火焰是通过安装在燃烧室外壳十一号和十二号的两个高压电火花塞放电来点这种火花塞通料被点燃的气流通过连接相邻燃烧室反应区的联焰管交叉点燃其他的燃烧室
9E燃机讲义
第二讲 燃机暖冰
传动齿轮和VIGV的控制布置
• 联焰管：
• 全部十四个燃烧室通过联焰管相互连接。这 些联焰管使火焰从点燃的燃烧室蔓延到未点 • 燃的燃烧室。
燃烧室详图以及流程图
• 1.4.3.火花塞及火焰检测器 • 火花塞： • 燃烧室的火焰是通过安装在燃烧室外壳(十一号 和十二号)的两个高压电火花塞放电来点 • 燃的。 • 这种火花塞通过点火变压器接收能量，在点火 时，一个或两个火花塞产生的火花点燃各 • 自燃烧室里的气体燃料，被点燃的气流通过连 接相邻燃烧室反应区的联焰管交叉点燃其他的 • 燃烧室。
火花塞点火器
• 火焰检测器： • 在起动过程中，检测火焰的出现和消失并将信号传输到控制系统是 很关键的。因此在四 • 个燃烧室上（十四号，一号，二号和三号）安装了由八个传感器组 成的火焰监控系统以及安 • 装在透平控制盘上的电子放大器。 • 由紫外线火焰传感器组成的火焰检测器包含一个充气探测器。这个 火焰传感探测器里的 • 气体对于碳氢化合物火焰发出的紫外线放射很敏感。由放大器提供 的一个直流电压覆盖至探 • 测器终端.火焰出现时,探测器里的气体离子允许连接,激活电路里的 电子输出火焰信号.相反的, • 没有火焰的时候会输出相反的信号”没有火焰”. • 火焰产生以后,如果传感器定义火焰损失(或缺少)的电压被复位,会向 燃机电子控制线路 • 的继电器面板发出信号,透平点火跳机回路,起动装置回路等的辅助 继电器会使机组停机.报警器会显示点火失败或熄火.如果只有一个 火焰检测器探测到熄火信号,控制回路在这种情况下 • 仅仅报警. • 关于火焰探测器的更多信息,见燃气轮机控制和保护系统.

V94.2燃机结构讲义

V94.2燃机结构讲义

压气机静叶

进口可转导叶

普通静叶
第一段静叶栅： 进口可转导叶； 1-4级静叶；
第二段静叶栅： 5-9级静叶；
第三段静叶栅： 10-16级静叶；
压气机缸体

压气机进气蜗壳 压气机前缸 燃机中缸（横跨压气机及透平） 压气机出口排气扩压器
压气机排气扩压器： 尽可能的将压缩空气 动能转换为静压力； 出口有一组导流静叶 栅确保气流不会发生旋 流； 内外缸结构。
SGT5-2000E（V94.2) 燃气轮机结构
机组简介
设计特点: •单转子, 双轴承； •转子由多个叶轮拼装组成； •外缸有水平中分面，独立的静叶持环, 可随温度自由涨 缩； •发电机在压气机侧(冷端输出功率)； •轴向排气； •两个立式筒型燃烧室上各装有8个燃烧器,火焰筒内装陶 瓷隔热瓦块； •快速启动；
基本组成

火焰筒 过渡段 导流衬套 混合式燃烧器 点火器（气体燃料引燃） 火焰探测器
火焰筒

火焰筒由带有陶瓷瓦块衬里的圆筒外壳组成。陶瓷瓦 块垂直立在气冷支承环上。瓦块由弹簧钢支架保持水 平就位。火焰筒上的肋片支承其位于压力套内，并保 持在中心位置。
混合式燃烧器

过渡段将火焰筒的高温燃气直接导入透平喷嘴； 由弧形圆锥弯管组成，还具有掺混冷却的作用。
火花塞

每个燃烧器组件均带有可产生点火火焰的专用气电点 火器。
火焰探测器

每个燃烧室均配备了2个紫外线式的火焰探测器； “ 点 火 失 败 ” ( Failure to fire) 或 “ 火 焰 丢 失 ”(Loss of flame)时，反馈至控制系统，触发报警， 关闭燃料系统。

M701F4燃机课件

M701F4燃机课件








透平叶片采用枞树型叶根。除第 4 级叶片外的 其他叶片均能在不吊出转子的情况下拆卸； 在不吊出转子的情况下可卸下静叶持环，并进 行检查； 在不揭缸的情况下可拆卸第 1 级静叶片； 压气机段静叶环的挠性设计便于控制气缸和转 子之间间隙； 预混燃烧方式减少 NOx 的生成； 用螺栓固定的压气机转子结构增加了转子动态 稳定裕度，而且便于转子的制造和维护； 燃机的通流设计采用了全三维流动分析；





支持轴承由 2 块可倾瓦和固定的轴承上半部组 成，以消除因轴承巴氏合金局部弹性问题引起 的上瓦颤动问题； 直接润滑推力轴承，减少所需的油流量和有关 的机械磨损； 整体式围带用于透平第 3 和 4 级动叶片。这将 使由二次流引起的非同步振动减少到最低限度； 在透平叶栅中采用扇形分割环的方案，使静叶 环变形减到最低限度； 完善的透平动叶片和静叶栅冷却方案增加可靠 性和透平的整体效率。



透平动叶由耐高热合金材料浇铸而成，采用枞树形 叶根，轴向插入轮盘，由轮盘中的相对应的叶根齿 支承。单个叶片可以分别拆卸。除第4 级叶片除外， 其余叶片均可在转子不吊出气缸的情况下进行检查。 叶片从第1 级到第4 级尺寸逐渐增大，当气体流过 每一级时，压力和温度都降低。由于压力降低，需 要增大环形面积容纳气体流量，因此，叶片需逐渐 增大。 叶片根部和轮缘通过进气和排气侧密封板将热气体 隔离。进气侧密封板提供一个环形的空气通风腔室， 该系统接受来自转子内部的经过过滤的冷却空气， 并将该空气轴向导入叶片根部和轮槽。然后，通过 第4 级叶片的排气侧密封板中的孔排出。第1、2 和 3 级叶片有一系列的叶片孔，通过这些孔将冷却空 气散射到烟气中。
M701F4燃气轮机技术交流

v94.2_燃机课件

v94.2_燃机课件

这些燃烧器称 为混合燃烧器。每 个燃烧器包括一个 扩散燃烧器，一个 预混燃烧器和一个 点火喷燃器。 在任何给定时 刻，只有一种类型 的燃烧器在工作， 不是扩散就是预混。
扩散燃烧
预混燃烧
天然气与空气通 过组合式燃烧器分别 进入燃烧区，一边混 合、一边进行燃烧。
天然气与空气预 先混合后再通过组合 式燃烧器送入燃烧区 域进行燃烧。
天然气压力监视
在燃气轮机燃烧室里燃烧的天然气数量是燃烧室压力、 NG CV和PG CV 的提升程度以及供气的压力和温度的函数。 燃气轮机无故障运行要求。 来自天然气紧急切断阀上游压力变送器的信号输入到信 号处理器以决定压力大小和压力梯度。为了保证燃气轮机在 所有运行模式（扩散，预混）下的可靠运行，需检查天然气 压力有无违反规定的最大和最小极限值。如果违反了这些极 限值就要启动与各个运行模式相关的行动。
2 燃烧方式注意事项
在直接天然气扩散模式中不需 要基于天然气压力进行的控制测量。
天然气扩散模式 (NG DM) 如果在天然气系统中由在NG ESV 上游测得的压力大小低于极限 值，就不准许从扩散模式到预混模式 的转换，因为稳定的燃烧不能由预混 燃烧器保证并可能损坏燃烧器。
如果NG SEV上游天然气压力跌落 到极限值以下，就发出“NG PRESSURE LOW IN PM”（天然气压 力低，在预混模式中）报警。
在燃气轮机长时间运行期间它会遭 受磨损（例如，在燃烧室高温气体外壳 中的间隙增大），其可能的后果就是到 达燃烧器的空气数量减少（由于间隙增 大而漏失）。这又反过来危及到稳定的 预混燃烧。
燃烧室两端之 间的压力降
燃烧室相对压力降通常可看成为燃 烧室冷却空气和助燃空气流动的指示。 它取决于燃烧室的几何形状，但实际上 与燃气轮机的输出无关。由于燃烧器或 燃烧室部件的磨损或损坏（几何形状 的改变，流道截面的改变等），燃烧室 相对压力降会起变化。所以长期对燃烧 室相对压力降进行监测可以有助于评估 燃烧室的状况。

燃机讲稿

燃机讲稿
指平均每架飞机每天出动的次数，指标愈大愈好。多国部队在海湾地 区布置飞机1740架，平均出动架次率为3-3.6(次／天、架)。
(2)任务成功率
FB-11A 战斗轰炸机 0.85 F-18 对地攻击机 0.9 (F404-GE-400) F-16 中低空攻击机 0.85 (F100-PW-220) 实际上，随着公司经理们对可靠性的认识的觉醒，可靠性越来越成为 商品广告的内容。 例如：1959年国外小汽车的保用期为90天或4000英里，而到70年代提 高到5年或5万英里，现在为20—30年或30-50万公里。
6.维修性(maintainability)
产 品： 系 统： 可修 产 品： 不可修产品： 维 修：保持或恢复产品的功能所采取的技术措施。 维 修 性：产品在规定条件下和规定的时间内，按规定的程序和方法 进行维修时,保持或恢复到其规定状态的能力。 维修度： 发动机维修性：是在规定的时间内，在不过度使用维修人力,试验设备 和维修保障设施及对维修人员技术水平要不过高的水平下,可能完成 维修发动机及其零件的能力。它是发动机设计的固有特性。
3.可靠性的五个要素：
(1)研究对象 (2)规定的条件 (3)规定的时间 (4)规定的功能 (5)概率
4.可靠性的表现形式
可靠性是在三规定的条件下，不出现故障或失 效。也就是说产品不可靠性的表现形式是以故障 或重大缺陷形式表现出来的。
5.可靠性定义的发展
从工程角度出发：
可靠性(reliability)可直观定义为产品无故障完成任务的能力。
9.广义可靠性
广义可靠性：包括固有可靠性、维修性和保障性。在广义可靠性 中,除考虑产品不易出现故障性质的可靠性外，还应考虑 发生故障后 维修的难易程度, 即维修性及保障性这种综合考虑才能获得最佳的结

教科版物理九年《内讲义燃机》课件

教科版物理九年《内讲义燃机》课件

教科版物理九年《内讲义燃机》课件一、教学内容本节课我们将学习教科版物理九年级《内讲义燃机》的相关内容。

主要涉及教材第十五章第三节“热机工作原理”，详细内容为内燃机的构造、工作原理及其在实际应用中的优势。

二、教学目标1. 理解内燃机的构造，掌握其工作原理。

2. 了解内燃机在实际应用中的优势，培养学生的创新意识。

3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

三、教学难点与重点教学难点：内燃机工作原理的理解。

教学重点：内燃机的构造及其在实际应用中的优势。

四、教具与学具准备教具：内燃机模型、多媒体设备、PPT课件。

学具：笔记本、教材、笔。

五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）利用多媒体展示汽车发动机的运作，引导学生思考内燃机的工作原理。

2. 知识讲解（15分钟）（1）内燃机的构造：活塞、连杆、曲轴、气缸、气门、火花塞等。

（2）内燃机的工作原理：燃烧产生的高温高压气体推动活塞运动，通过连杆、曲轴将动力输出。

3. 例题讲解（15分钟）（1）简述内燃机的工作过程。

（2）计算内燃机的功率。

4. 随堂练习（10分钟）让学生完成教材第十五章第三节后的练习题，巩固所学知识。

5. 小组讨论（10分钟）分组讨论内燃机的优缺点及其在生活中的应用。

六、板书设计1. 内燃机的构造活塞、连杆、曲轴、气缸、气门、火花塞2. 内燃机的工作原理燃烧产生的高温高压气体推动活塞运动，通过连杆、曲轴将动力输出。

七、作业设计1. 作业题目：（1）简述内燃机的工作原理。

（2）列举内燃机的三个优点。

2. 答案：（1）内燃机的工作原理：燃烧产生的高温高压气体推动活塞运动，通过连杆、曲轴将动力输出。

（2）内燃机的优点：功率大、热效率高、便于携带。

八、课后反思及拓展延伸本节课学生对内燃机的构造和工作原理有了深入的了解，但在计算内燃机功率时，部分学生还存在困难。

课后可布置相关练习，巩固这部分知识。

拓展延伸：让学生了解其他类型的内燃机，如柴油发动机、燃气轮机等，了解它们的工作原理和优缺点。

第一讲燃气轮机基本原理及9E燃机性能型号参数-图文

第一讲燃气轮机基本原理及9E燃机性能型号参数-图文9E燃机培训讲义之第一讲2003.10授课内容：第一章：绪论1）：燃气轮机发电装置的组成2）：燃气轮机发展史3）：我国燃气轮机工业慨况第三章：燃气轮机热力循环1）：燃气轮机热力循环的主要技术指标2）：燃气轮机理想简单循环3）：燃气—蒸汽联合循环第四章：9E燃机性能型号参数1）：PG9171E型燃机型号简介2）：PG9171E型燃机性能参数简介9E燃机培训讲义之第一讲2003.10第一章绪论第一节燃气轮机发电装置的组成燃气轮机是近几十年迅速发展起来的热能动力机械。

现广泛应用的是按开式循环工作的燃气轮机。

它不断地由外界吸入空气，经过压气机压缩，在燃烧室中通过与燃料混合燃烧加热，产生具有较高压力的高温燃气，再进入透平膨胀作功，并把废气排入大气。

输出的机械功可作为驱动动力之用。

因此，由压气机、燃烧室、透平再加上控制系统及基本的辅助设备，就组成了燃气轮机装置。

如果用以驱动发电机供应电力，就成了燃气轮机发电装置。

(幻灯)29E燃机培训讲义之第一讲2003.1039E燃机培训讲义之第一讲2003.10第二节燃气轮机发展史燃气轮机是继汽轮机和内燃机问世以后，吸取了二者之长而设计出来的，它49E燃机培训讲义之第一讲2003.10是内燃的，避免了汽轮机需要庞大锅炉的缺点;又是回转式的，免去了内燃机中将往复式运动转换成旋转运动而带来的结构复杂，磨损件多，运转不平稳等缺点。

但由于燃气轮机对空气动力学和高温材料的要求超过其他动力机械，因此，发展燃气轮机并使之实用化，人们为之奋斗了很长时间。

如果从1791年英国人约翰·巴贝尔(JohnBaber)申请登记第一个燃气轮机设计专利算起，经过了半个世纪的奋斗，到1939年，一台用于电站发电的燃气轮机(400OkW)才由瑞士BBC公司制成，正式投运。

同时Heinkel工厂的第一台涡轮喷气式发动机试飞成功，这标志着燃气轮机发展成熟而进入了实用阶段·在此以后，燃气轮机的发展是很迅速的。

燃机控制系统讲义

第一节燃气轮机的主控系统主控系统是指燃气轮机的连续调节系统，单轴燃气轮机控制系统设置了几种自动改变燃气轮机燃料消耗率的主控制系统(见表11—1)和每个系统对应的输出指令——FSR（FUEL STROKE REFERENCE燃料行程基准）．此外还设置了手动控制燃料行程基准。

上述6个FSR量进入最小值选择门，选出6个FSR中的最小值作为输出，以此作为该时刻实际执行用的FSR控制信号。

因而虽然任何时刻6个系统各自都有输出，但只有一个控制系统的输出进入实际燃料控制系统(见图11一1)。

一、启动控制系统启动控制系统仅控制燃气轮机从点火开始直到启动程序完成这一过程中燃料Gf (在Mark-V系统中通过启动控制系统输出FSRSU)。

燃气轮机启动过程中燃料需要量变化范围相当大。

其最大值受压气机喘振(有时还受透平超温)所限．最小值则受熄火极限或零功率所限。

这个上下限随着燃气轮机转速大小而变，在脱扣转速时这个上下限之间的范围最窄。

沿上限控制燃料量可使启动最快，但燃气轮机温度变化剧烈，会产生较大的热应力，导致材料的热疲劳而缩短使用寿命。

启动控制过程是开环的，根据程序系统来的一组逻辑信号来分段输出预先设置的FSRSU，整个启动控制的过程用图11-2曲线表示。

图11-3则给出了FSRSU的控制算法。

当燃气轮机被启动机带到点火转速(约20％n0 L14HM=1)并满足点火条件L83SUFI=1时，受其控制的伪触点闭合，控制常数FSKSU-F1（典型值为22 .0％FSR）和压气机气流温度系数CQTC(通常为0. 9—1．25)相乘通过NOT MAX最终赋给FSRSU,以建立点火FSR值。

为了点燃火焰并提供燃烧室之间的联焰，在火花塞打火时，点火FSR相对较大。

当下列条件之一满足时，就算作点火成功：①至少两个火焰检测器检测到火焰并超过2s; ②所有4个火焰检测器均检测到火焰。

如果点火成功，控制系统给出L83SUWU=1, L83SU-F1=0。

燃机培训教材

燃机培训教材第一章燃机的结构及原理一、燃机的结构燃机的结构主要是由以下四部分组成：•外壳•发电机•传动机构•发动机A、外壳•燃机是由一个撬体组成：•它的壳体装有进风口和出风口，在进风口安装有一个送风机和发电机本身携带的一个引风机，目的是用来降低发电机和透平机在工作时产生的温度。

它的舱内压力为正压，在出风口处安装了一个室外通风管道，利用自然压差把舱内热空气带出。

•机组外壳为机组提供隔音,绝热以及防风雨.外壳安装于机架上,有绝缘面板以及通风设施以降低外壳内热量的积聚.大多数外壳面板都做成门型,以利于接近机组元件并作维修.外壳安装有整体式火警检测/灭火设备,另配有可燃气体检测系统.•外壳结构具有滑轮轨道和横梁装置,便于发动机及主要部件沿外壳边缘拆除.B、发电机•发电机是有三大部分组成：•1、发电机•2、励磁机•3、电压调节器•发电机由涡轮发动机通过1500rpm转速下的减速驱动装置总成驱动.发电机是一台三相交流无刷发电机，有多种额定输出电压,可供选择.用户可以选择最合适的额定电压（我们现为6kV）.这套装置包括专门设计用于所供发电机的一个自动电压调节器.现在生产的装置使用了一套永磁励磁系统,无需现场防漏或励磁支持设备.（详细讲解单线圈发电机原理及图9.2.1典型发电机、励磁机和调压器系统图）C、传动机构•传动机构又被称为齿轮箱，它是由多个齿轮组成的。

•它的功能是将发动机的转速降到适合发电机需要的转速。

本机为14944 rpm/1500rpm.•减速驱动装置总成包括了启动马达和辅助设备,如高压液体燃料泵和主滑油泵的安装/传动装置安装座.D、发动机•发动机分为三部分：•1、压气机•2、燃烧室•3、透平压气机是有两大部分组成的•1、动叶轮，它有12级动叶片。

•2、静叶轮，又称为定叶轮，它是有13级动叶片组成，静叶轮的前四级为可调导叶用来调节燃烧空气进气量。

压气机图片燃烧室压气机透平动叶轮静叶轮燃烧室是提供燃料和空气混合燃烧膨胀做功的地方。

三菱燃机讲义

三菱燃机讲义一．GTCC综述1．三菱燃机压气机有17级，而透平则有4级，汽机分有高中低三缸，其中高压缸和中压缸采用反向布置，以平衡轴向推力。

启动装置为发电机。

2．三菱燃机透平进口初温约1400℃，燃机排气温度约为600℃。

燃气轮机功率为270MW，汽轮机功率为130MW，整套机组的总功率400MW。

3．燃机的效率约为36%，蒸汽轮机的效率约为33%，整套机组的效率=燃机效率+（1-燃机效率）*汽机效率=57%。

4．蒸汽和水循环概述：5．燃机透平冷却空气系统：压气机6级抽气冷却透平第四级静叶；14级抽气冷却#2级透平静叶；11级抽气冷却三级透平静叶；而一级静叶则由压气机出口排汽来冷却。

6．透平冷却空气由压气机出口抽气过来，经过一冷却器，将热量传递给气体燃料加热器后降温，再经透平冷却空气滤网到专门设立的转子冷却母管后到各级动叶内部冷却通道。

透平#1，2，3级动叶内部设有冷却通道，#4级则未设。

7．气体燃料设有一个燃料加热器来保证气体燃料在合适的温度下进行工作。

气体燃料系统经过气体截止阀后分为两路：一路主路，经一压力控制阀和流量控制阀后到主燃料喷嘴，；另一路是值班燃料，也是经一个压力控制阀和流量控制阀后到值班喷嘴，值班喷嘴作用主要是起到了稳定燃烧作用,它是扩散燃烧喷嘴。

每个燃料室装有8个主燃料喷嘴和一个值班喷嘴。

每台三菱M701F燃机都装有20个燃烧室。

8．在压气机进口装有一个可转导叶，该可转导叶的角度最小34°,最大-4°。

同时为了在点火和低负荷的时候把多余的空气排出来控制燃烧室的空燃比，防止燃料与空气的比率失衡,使得燃烧在最佳状态下进行，在燃烧室的过渡段装有一个透平旁路阀。

9．燃机#8，9号燃烧室装有两个点火器，在#18，19号燃烧室分别装有两个火焰探测器。

10．三菱燃机的轴承设置情况见下图：推力瓦设在了#2轴承后，也就是燃机压气机与汽轮机高压缸之间。

#1瓦采用可倾瓦块结构,共有六块瓦块.二．F型燃机性能特点介绍1．燃机的有效出力=透平产生的动力-压缩机的驱动力1 =2 - 12．透平入口温度和效率的关系：3．燃机透平入口温度的变迁：见上图4．三菱大型燃机出力提高及热效率的变迁：5. F型燃机的主要参数表:形式501F 701F 透平入口温度(℃) 1400 1400 发电机出力(MW) 185 270 发电机热效率(%/) 37.0 38.2 频率(HZ) 60 50进气流量453 651排烟温度(℃) 607 586压比16 17压气机级数16 17燃烧室16 20透平(轴流式) 4 4空冷叶静叶1,2,3级静叶1,2,3级动叶1,2 ,3级动叶1,2 ,3级6.三菱燃机的燃烧器采用多喷嘴预混燃烧器,另外在燃烧器末段装有一个空气旁路阀.7.透平叶片采用最新的冷却技术和高强度翼材料,并采用了三维气动设计,增强了透平叶片的冷却效果.8.三菱燃机也是采用冷端驱动的设计思想.9. 燃机的动叶冷却空气从压气机出口抽出来后还经过了一个冷却器,所以冷却空气的温度较低,通过这么一个冷却交换的方法,动叶冷却温度降到了200℃,这使的动叶的材质可采用普通的材质.10. F型燃机的#1级静叶的冷却方式有气膜冷却,冲击喷流冷却,尖头喷流冷却,销片冷却四种方式;#1级动叶则有气膜冷却,回流冷却,尖头喷流冷却,销片冷却四种方式.11. 该燃机的转子叶轮是用十二拉杆螺栓连接在一起.三．三菱燃机高效高性能技术1．低NOX预混燃烧室该燃烧室的构造有以下几个特点：、（1）喷嘴组采用了预混喷嘴和扩散喷嘴相结合的方式，这是降低NOX的关键，采用这种方法燃烧NOX的排放量大约是20ppm （2）设立了能用最小的燃烧量稳定火焰的值班喷嘴，稳定了燃烧，防止了燃料与空气的比率的失衡（3）使用了能大幅度减少冷却空气的新型冷却壁（4）尾筒装有一个能将空燃比控制在最佳状态的旁路阀2．高温冷却技术F型的燃机一级动叶内部冷却通道采用的是弯曲型的通道，最新的还有在叶片表面添加涂层的技术，大大加强了叶片的冷却效果。

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大型余热锅炉汽水流程图

中压部分由中压省煤器、中压汽包、中压蒸发器、中压过 热器、再热器组成。通过低压汽包出来的水由中压给水泵 注入中压省煤器继续加热，然后进入中压汽包，在中压蒸 发器内加热成饱和蒸汽上升到中压汽包。从中压汽包输出 的饱和蒸汽通过中压过热器加热，然后再与高压汽轮机排 出来的蒸汽混合，一同经过再热器加热，产生中压再热蒸 汽，用来驱动中压蒸汽轮机旋转做功。 高压部分由高压省煤器、高压汽包、高压蒸发器、高压过 热器组成。通过低压汽包出来的水由高压给水泵注入高压 省煤器加热，然后进入高压汽包，在高压蒸发器内加热成 饱和蒸汽上升到高压汽包。从高压汽包输出的饱和蒸汽通 过高压过热器加热，产生高压过热蒸汽，用来驱动高压蒸 汽轮机旋转做功。
把燃气轮机剖去1/4，可以看到内部的结构。 燃气轮机由三大部分组成，左边部分是压气机，有进气口，内部一排排 叶片是压气机叶片；中间部分是燃烧器段，围绕一圈的是燃烧室； 右边部分是燃机透平，其中有透平叶片，右侧是燃气排出口。
第二节、燃气轮机的设备结构
燃气轮机构造有三大部分：空气压缩机，燃烧室， 燃气透平系统。 1、燃气轮机之空气压缩机。 压气机负责从周围大气中吸入空气，增压后供给 燃烧室。为了生成高压空气，压气机装有多级叶 轮，若干叶轮固定在压气机的转轴上构成压气机 转子,转子上的叶片称为动叶。如下图所示：
苏丹石油焦项目部
燃气轮机电站技术培训学习资料
（基础篇）
编辑： 余东耀
校对： 批准：
曹 伟
第一章：燃气—蒸汽联合循环发电简介
第 一节、 天然气是绿色能源


天然气的主要成分是甲烷（CH4），其分子由一个碳原子（C） 与四个氢原子（H）组成。天然气无色、无味、无腐蚀性，天 然气燃烧生成水（H2O）与二氧化碳（CO2），不产生灰、渣、 二氧化硫等有害物质，天然气是世界公认的清洁能源。LNG就 是液化天然气，液化后的天然气体积是气体形态的六百份之一， 方便大量储存和远距离运输。采 用 LNG为原料，采用“燃气—蒸汽联合循环”技术来发电的 电厂称为燃气—蒸汽联合循环发电厂。采用天然气发电可大大 减少对环境的污染，采用“燃气—蒸汽联合循环”技术发电， 发电效率高达57%，燃煤电厂为40%左右，发同样的电能 CO2排放量仅为燃煤电厂的40%左右。

用来产生饱和蒸汽的上升管管簇称为蒸发器，电厂锅炉还 有省煤器与过热器，它们都由管簇组成。进汽包的水先在 省煤器加热，再通过汽包、下降管进入蒸发器，可以提高 蒸发器的效率与锅炉的效率。蒸发器生成的饱和蒸汽经汽 包输出，再进入过热器加热成过热蒸汽，用过热蒸汽推动 蒸汽轮机运转能保证系统的高效与安全。
燃气轮机发展史

随着空气动力学的发展，人们掌握了压气机叶片 中气体扩压流动的特点，解决了设计高效率轴流 式压气机的问题，因而在30年代中期出现了效率 达85％的轴流式压气机。与此同时，透平效率也 有了提高。在高温材料方面，出现了能承受 600℃以上高温的铬镍合金钢等耐热钢，因而能 采用较高的燃气初温，于是等压加热循环的燃气 轮机终于得到成功的应用。

打开锅炉的侧壁，可看到内部装有多个模块，实际锅炉有 近20个模块，其中多数是蒸发器、省煤器、过热器三类模 块，除此还有再热器模块。
第二节、余热锅炉汽水流程

大型燃机电厂采用三压再热循环余热锅炉，汽水系统主要 由低压、中压、高压三部分组成，可同时产生低压过热蒸 汽、中压过热蒸汽、高压过热蒸汽，分别驱动低压汽轮机、 中压汽轮机、高压汽轮机，可最充分的把燃气的热能转换 成机械功。 低压部分由低压省煤器、低压汽包、低压蒸发器、低压过 热器组成。从凝结水泵来的冷水，通过低压省煤器预热后 输入低压汽包，汽包下面连接着蒸发器，水在低压蒸发器 内加热成饱和蒸汽上升到低压汽包。饱和蒸汽从低压汽包 输出再通过低压过热器加热，产生低压过热蒸汽，用来驱 动低压蒸汽轮机旋转做功。
余 热 锅 炉 的 外 观 结构图。

余热锅炉本体采用模块化结构，以方便运输、安装。模块 由管簇组成,是几十根管子组成的蛇形管组件, 模块两端有 上联箱与下联箱，是锅炉的受热部件，水在模块内被外部 的高温气体加热。

为了更好的传递热量，在管道外表焊上鳍(qi)片（也称肋 （lei）片）来增大管道的传热面积，下图展示的是一小段 焊有鳍片的管道。
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。 燃气轮机的基本原理与蒸汽轮机很相似，不同处在 于工质不是蒸汽而是燃料燃烧后的烟气。燃气轮机 属于内燃机，所以也叫内燃气轮机。

燃气轮机是利用气体作为工质在燃烧室里燃烧，将 燃料的化学能转变为气体的内能。在喷嘴里，气体 的内能转变为气体的动能，燃气高速喷出，冲击叶 轮转动
3、燃气轮机之透平系统


燃气透平也称为燃气轮，从燃烧室喷出的 高压燃气推动透平叶轮旋转，把燃气的内 能转化为透平的机械能 燃气推动旋转的叶轮上的叶片称为动叶， 在每级动叶的前方还安装一组静止的叶片 （静叶），静叶起着喷嘴的作用，使气流 以最佳方向喷向动叶。一组静叶加一组动 叶为透平的一级。为了充分利用燃气的热 能，透平一般为3级或4级。如下图所示：
第二节、液化天然气 （LNG）燃机发电厂与燃煤发电厂性能比较示意图
第三节：燃气轮机发展史Fra bibliotek


中国在公元十二世纪的南宋高宗年间就已有走马 灯的记载，它是涡轮机(透平)的雏形。 15世纪末，意大利人列奥纳多·达芬奇设计出烟气 转动装置，其原理与走马灯相同。 至17世纪中叶，透平原理在欧洲得到了较多应用。 1791年，英国人巴伯首次描述了燃气轮机的工作 过程。 1920年，德国人霍尔茨瓦特制成第一台实用的燃 气轮机，其效率为13％、功率为370千瓦，按等 容加热循环工作，但因等容加热循环以断续爆燃 的方式加热，存在许多重大缺点而被人们放弃。
3、燃气轮机工作过程的分类

燃气轮机的工作过程是最简单的，称为简单循环； 此外，还有回热循环和复杂循环。 燃气轮机的工质来自大气，最后又排至大气，是 开式循环；此外，还有工质被封闭循环使用的闭 式循环。例如：燃气—蒸汽混合循环电厂。 燃气轮机与其他热机相结合的称为复合循环装置。


4、影响效率的主要因素
在每两级动叶之间有一组静止的叶片（简称静叶），一组动 叶与后面相邻的静叶，称为压气机的一个级。多数燃气轮机 的压气机有十几级，高速旋转的动叶把空气从进气口吸入压 气机，经过一级又一级的压缩，变成高压空气。由于压气机 内气体流动方向与旋转轴平行，称为轴流式压气机。如下图 所示 燃气轮机启动时，先把发电机当作电动机带动压气 机旋转，把空气压入燃烧区。燃机点火后，则逐渐转变至由 透平带动压气机旋转压气
第三章：燃气轮机概述
第 一节、燃气轮机工作原理及工作过程

1、燃气轮机的工作原理 燃气轮机的原理与中国的走马灯相同，据传走马灯在唐宋时期甚是流行。 走马灯的上方有一个叶轮，就像风车一样，当灯点燃时，灯内空气被加热， 热气流上升推动灯上面的叶轮旋转，带动下面的小马一同旋转。燃气轮机 是靠燃烧产生的高温高压气体推动燃气叶轮旋转 如下图：
对于一台燃气轮机来说，除了主要部件外还必须 有完善的调节保安系统，此外还需要配备良好的 附属系统和设备，包括：起动装置、燃料系统、 润滑系统、空气滤清器、迚气和排气消声器等。
第四章：余热锅炉的基本原理


余热锅炉包括上升管、汽包、下降管主要部件。上升管是 由密集的管道排成的管簇，由上联箱、下联箱连成一体； 上联箱通过汽水引入管连通汽包，汽包再通过下降管连到 下联箱；上升管管簇、汽包、下降管构成了一个环路。上 升管管簇在炉膛内，汽包与下降管在炉体外面。 把水注入汽包，水便灌满上升管管簇与下降管，把水位控 制在靠近汽包中部的位置。当高温燃气通过管簇外部时， 管簇内的水被加热成汽水混合物。由于下降管中的水未受 到加热，管簇内的汽水混合物密度比下降管中的水小，在 下联箱形成压力差，推动上升管内的汽水混合物进入汽包， 下降管中的水进入上升管，形成自然循环。如下图所示
2、燃气轮机的工作过程 压气机(即压缩机)连续地从大气中吸入空气幵将 其压缩。 压缩后的空气迚入燃烧室，与喷入的燃料混合后 燃烧，成为高温燃气，随即流入燃气透平中膨胀 作功，推动透平叶轮带着压气机叶轮一起旋转 加热后的高温燃气的作功能力显著提高，因而燃 气透平在带动压气机的同时，尚有余功作为燃气 轮机的输出机械功。 燃气轮机由静止起动时，需用启动设备，待加速 到能独立运行后，起动机才脱开。
1939年，在瑞士制成了四兆瓦发电用燃气轮机， 效率达18%。同年，在德国制造的喷气式飞机试 飞成功，从此燃气轮机迚入了实用阶段，幵开始 迅速发展。
燃气轮机发展史

随着高温材料的不断迚展，以及透平采用冷却叶 片幵不断提高冷却效果，燃气初温逐步提高，使 燃气轮机效率不断提高，单机功率也不断增大。 在70年代中期出现了数种100兆瓦级的燃气轮机， 最高能达到130兆瓦。

透平叶轮安装在透平转轴上构成透平转子。（如 下图所示）压气机转子与透平转子是安装在同一 根转轴上，称为燃气轮机转子，透平旋转时也就 带动压气机旋转工作。透平转子带动发电机发电， 额定转速是每分钟3000转。

下面是一个燃气轮机整体剖面图


燃烧室和透平不仅工作温度高，而且还承受燃气 轮机在起动和停机时，因温度剧烈变化引起的热 冲击，工作条件恶劣，故它们是决定燃气轮机寿 命的关键部件。 为确保有足够的寿命，这两大部件中工作条件最 差的零件如火焰筒和叶片等，须用镍基和钴基合 金等高温材料制造，同时还须用空气冷却来降低 工作温度。

下面是一个燃烧室的剖面模型。燃烧室由外壳与 火焰筒组成，在外壳端部有天然气入口，在火焰 筒尾部联接过渡段，在燃烧室内装有燃料喷嘴。

天然气通过燃烧室端部燃气入口进入燃烧室，喷 入的天然气与压气机压入的空气在燃烧室火焰筒 里混合燃烧。燃烧使气体体积剧烈膨胀，生成高 温高压燃气从燃烧室过渡段喷出，进入透平做功。