第三章-压气机转子
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第三章燃气轮机燃气轮机(Gas Turbine)作为新型的动力设备,由于具有结构紧凑、单位功率重量轻、启动迅速、运行平稳且安全可靠等显著的优点,受到世人的广泛关注,应用的范围越来越广,已成为世界主要动力设备之一。
燃气轮机在电力、石化、冶金、交通等行业都有广泛应用,也是海上平台大型发电机组的主要动力之一。
燃气轮机的特点:(1)质量轻、体积小燃气轮机与活塞式内燃机相比,由于以高速回转运动代替了活塞的往复运动。
因而做到质量轻、体积小、功率大。
其比质量仅为内燃机的几分之一到几十分之一,且振动小、噪声低。
开式循环单机功率可达几十万千瓦。
燃气轮机的金属消耗量约为同功率汽轮机的l/4~l/6。
(2)水、电和润滑油的消耗省燃气轮机装置运行所需的水、电极少,甚至可以不用水和无电源起动。
润滑油消耗也较汽轮机或内燃机省。
因此,适用于缺水、缺电地区。
(3)燃料适应性强、公害少燃气轮机能燃用多种燃料和廉价燃料,如重油、原油、天然气等。
同一台机子可燃用液体或气体等几种燃料而其设备不需作很大变动。
排气比较干净,除NOx需加考虑外,对空气污染较少。
(4)起动快、自动化程度高工业燃气轮机从冷态起动、加速直到带上满负荷,一般只需3~15分钟。
易于实现集控、程控和遥控,操作简单,运行维护也较方便,甚至可以不需要现场运行人员。
燃气轮机目前在中小功率动力机械中尚未普遍应用,是因为还有一些缺点有待进一步研究解决。
主要是:(1)涡轮内是高温燃气、需用耐高温材料制造涡轮叶片,这必然增加生产成本;若采用冷却措施,又必然引起机械的复杂性。
(2)由于目前受到材料和冷却技术的限制,不能选用过高的燃气温度,因而单机热效率不如内燃机高,经济性较差,燃油消耗率一般在270g/kw·h以上。
若用复合循环,热效率固然可以提高,但结构复杂。
第一节燃气轮机的工作过程燃气轮机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,主要由压气机、加热工质的设备(燃烧室)、透平机三大部分组成。