燃气轮机结构 ppt课件
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《燃气轮机与联合循环》燃气轮机各部件的工作原理PPT精选文档
✓ 3）防治措施
中间放气，旋转导叶，分轴压气
燃气轮机与联合循环
能源与动力学院
10
第三章 燃气轮机各部件的工作原理
燃气轮机与联合循环
能源与动力学院
11
第三章 燃气轮机各部件的工作原理
3-2 燃烧室原理与特性
一、燃烧室的作用、结构及特点 1、燃烧室的作用
利用一部分高压空气使燃料燃烧，燃烧产物 与其它高压空气混合后，送至燃气轮机。
能源与动力学院
25
第三章 燃气轮机各部件的工作原理
3-3 透平原理与特性
一、透平的类型、结构及特点 4、透平的结构
燃气轮机与联合循环
能源与动力学院
26
第三章 燃气轮机各部件的工作原理
3-3 透平原理与特性
一、透平的类型、结构及特点 4、透平的结构
燃气轮机与联合循环
能源与动力学院
27
第三章 燃气轮机各部件的工作原理
一、透平的类型、结构及特点 3、两种透平比较
燃气轮机与联合循环
能源与动力学院
24
第三章 燃气轮机各部件的工作原理
3-3 透平原理与特性
一、透平的类型、结构及特点 4、透平的结构 转子：转轴、动叶片
静子：气缸及装在气缸上的静叶片
级：由一列静叶片和其后的一列动叶片构 成的一组工作单元。
工作过程： 燃气轮机与联合循环
3-3 透平原理与特性
一、透平的类型、结构及特点 1、透平的作用
将来自燃烧室的燃气中的热能转化为机械功， 带动压气机并向外界输送净功。 2、压气机的分类
轴流式：燃气在总体上沿轴向流动。 向心式：燃气在总体上沿径向流动。
燃气轮机与联合循环
能源与动力学院
23
第三章 燃气轮机各部件的工作原理
中间放气，旋转导叶，分轴压气
燃气轮机与联合循环
能源与动力学院
10
第三章 燃气轮机各部件的工作原理
燃气轮机与联合循环
能源与动力学院
11
第三章 燃气轮机各部件的工作原理
3-2 燃烧室原理与特性
一、燃烧室的作用、结构及特点 1、燃烧室的作用
利用一部分高压空气使燃料燃烧，燃烧产物 与其它高压空气混合后，送至燃气轮机。
能源与动力学院
25
第三章 燃气轮机各部件的工作原理
3-3 透平原理与特性
一、透平的类型、结构及特点 4、透平的结构
燃气轮机与联合循环
能源与动力学院
26
第三章 燃气轮机各部件的工作原理
3-3 透平原理与特性
一、透平的类型、结构及特点 4、透平的结构
燃气轮机与联合循环
能源与动力学院
27
第三章 燃气轮机各部件的工作原理
一、透平的类型、结构及特点 3、两种透平比较
燃气轮机与联合循环
能源与动力学院
24
第三章 燃气轮机各部件的工作原理
3-3 透平原理与特性
一、透平的类型、结构及特点 4、透平的结构 转子：转轴、动叶片
静子：气缸及装在气缸上的静叶片
级：由一列静叶片和其后的一列动叶片构 成的一组工作单元。
工作过程： 燃气轮机与联合循环
3-3 透平原理与特性
一、透平的类型、结构及特点 1、透平的作用
将来自燃烧室的燃气中的热能转化为机械功， 带动压气机并向外界输送净功。 2、压气机的分类
轴流式：燃气在总体上沿轴向流动。 向心式：燃气在总体上沿径向流动。
燃气轮机与联合循环
能源与动力学院
23
第三章 燃气轮机各部件的工作原理
《燃气轮机》PPT课件
H
n 1s
p1 1
H2s 2s* H’2s
2s 2s’
Hu实际焓降 P2*
2*
2’*
p2
余速损失H c= c22/2
2
H r
s
三、涡轮级的能量损失
1、喷嘴损失 Hn
H n c 1 2 s2 c 1 2 ( 1 2 )c 2 1 2 s (1 2 1 )c 2 1 2
2、动叶损失 Hr 轮周损失
界无功的 交换
00 1d p1 2(c0 2c1 2)L R 1
c1>c0
01dp12(c12c02)LR1
压 能 绝 对 动 能
p0>p
1
⑵分析动叶栅(1-2)
转 减
压 动
增 喷
管 速
外界加
给气体
LT 12dp12(c12c22)LR2
c2<c1
(绝对坐标系）
的功
压能 动能 流 阻
L u u 1 c 1 u u 2 c 2 u
轴流式涡轮，设u1= u2= u
L u u ( c 1 u c 2 u )
cu wu L u u ( w 1 u w 2 u )
ucu
uwu
u(c1uc2u)
u(w 1uw 2u)
提高轮周功的途径
T>0
(1)un
取决于材料强度和技术要求
3 有效效率
——考虑外部损失Hm
eH H e s H H ismim
e* i*m
H e H i H m H u H H m H s ( n r c ) H H m
五、速度比对效率的影响
u轮周损失
(1流 ) 动 损 H n 失 H r叶栅效率
n 1s
p1 1
H2s 2s* H’2s
2s 2s’
Hu实际焓降 P2*
2*
2’*
p2
余速损失H c= c22/2
2
H r
s
三、涡轮级的能量损失
1、喷嘴损失 Hn
H n c 1 2 s2 c 1 2 ( 1 2 )c 2 1 2 s (1 2 1 )c 2 1 2
2、动叶损失 Hr 轮周损失
界无功的 交换
00 1d p1 2(c0 2c1 2)L R 1
c1>c0
01dp12(c12c02)LR1
压 能 绝 对 动 能
p0>p
1
⑵分析动叶栅(1-2)
转 减
压 动
增 喷
管 速
外界加
给气体
LT 12dp12(c12c22)LR2
c2<c1
(绝对坐标系）
的功
压能 动能 流 阻
L u u 1 c 1 u u 2 c 2 u
轴流式涡轮，设u1= u2= u
L u u ( c 1 u c 2 u )
cu wu L u u ( w 1 u w 2 u )
ucu
uwu
u(c1uc2u)
u(w 1uw 2u)
提高轮周功的途径
T>0
(1)un
取决于材料强度和技术要求
3 有效效率
——考虑外部损失Hm
eH H e s H H ismim
e* i*m
H e H i H m H u H H m H s ( n r c ) H H m
五、速度比对效率的影响
u轮周损失
(1流 ) 动 损 H n 失 H r叶栅效率
燃汽轮机分系统介绍ppt课件
灭火方式：自动灭火、应急电动灭火、应急手动灭火。 灭火装置包括：灭火装置箱体、二氧化碳贮液瓶及瓶头阀、
启动装置、启动管道、集流管、安全泄气阀、液流单向阀、 压力开关、灭火剂管道、喷嘴、火灾探测器、报警灭火控 制器、声光报警器、手动控制盒等。
9、通风和照明系统
通风（6B）：在轮机间罩顶上装有罩壳通风机88BT-1，机组启动点 火后，此风机自动投入，将轮机间的热空气抽到罩壳外使轮机间形成 负压，这样外界的新鲜空气通过辅机间和轮机间的通风窗进入轮机间， 加速轮机间内空气对流，从而降低轮机间正常运行时的空间温度，并 使可燃性气体混合物不易形成。 气体燃料小室采用强制通风，外部空气由罩壳门的底部百叶窗吸入， 然后由顶部抽风机排出小室，这样可尽量降低小室内可燃气体的浓度。 对于负荷齿轮箱装有罩壳的机组，齿轮箱罩壳顶部装有1台通风机， 将室内的热空气抽出，达到通风散热的目的。
空气处理站有一就地控制箱，将由马达控制中心来的220V电源分为两路，一 路直接送至空气干燥器的控制器，一路控制排放电磁阀。空气干燥器自身配 有控制器，可完成双联干燥元件的自动切换及其它功能。排放电磁阀的控制 由装在就地控制箱内的一只时间继电器控制开断时间，该时间断电器可调， 用户可根据排放阀的实际排放情况对开、断时间进行调整。
11、油气分离系统
任务：该系统主要作用是将发电机、负荷 齿轮箱及机组滑油箱冒出的含油气体分离。 分离出的油排入油箱。
系统构成：该系统主要由油气分离器、油 气分离器支架、管路及阀等组成 。
12 、注水系统
注水系统作用：控制氮氧化合物的生成， 使透平的排气符合环保要求。增加燃机出 力，以满足燃机调峰要求。一般根据不同 的水油比，机组出力可增加 3－5％。
从空气的流向可以把压气机分为进气缸、压气缸 和排气缸，进气缸和进气过滤装置连接（大气 端），排气缸和燃烧室相连（透平端），为燃气 的燃烧提供充足的空气量。
启动装置、启动管道、集流管、安全泄气阀、液流单向阀、 压力开关、灭火剂管道、喷嘴、火灾探测器、报警灭火控 制器、声光报警器、手动控制盒等。
9、通风和照明系统
通风（6B）：在轮机间罩顶上装有罩壳通风机88BT-1，机组启动点 火后，此风机自动投入，将轮机间的热空气抽到罩壳外使轮机间形成 负压，这样外界的新鲜空气通过辅机间和轮机间的通风窗进入轮机间， 加速轮机间内空气对流，从而降低轮机间正常运行时的空间温度，并 使可燃性气体混合物不易形成。 气体燃料小室采用强制通风，外部空气由罩壳门的底部百叶窗吸入， 然后由顶部抽风机排出小室，这样可尽量降低小室内可燃气体的浓度。 对于负荷齿轮箱装有罩壳的机组，齿轮箱罩壳顶部装有1台通风机， 将室内的热空气抽出，达到通风散热的目的。
空气处理站有一就地控制箱，将由马达控制中心来的220V电源分为两路，一 路直接送至空气干燥器的控制器，一路控制排放电磁阀。空气干燥器自身配 有控制器，可完成双联干燥元件的自动切换及其它功能。排放电磁阀的控制 由装在就地控制箱内的一只时间继电器控制开断时间，该时间断电器可调， 用户可根据排放阀的实际排放情况对开、断时间进行调整。
11、油气分离系统
任务：该系统主要作用是将发电机、负荷 齿轮箱及机组滑油箱冒出的含油气体分离。 分离出的油排入油箱。
系统构成：该系统主要由油气分离器、油 气分离器支架、管路及阀等组成 。
12 、注水系统
注水系统作用：控制氮氧化合物的生成， 使透平的排气符合环保要求。增加燃机出 力，以满足燃机调峰要求。一般根据不同 的水油比，机组出力可增加 3－5％。
从空气的流向可以把压气机分为进气缸、压气缸 和排气缸，进气缸和进气过滤装置连接（大气 端），排气缸和燃烧室相连（透平端），为燃气 的燃烧提供充足的空气量。
燃气轮机结构PPT课件
45
图3-33 DLN燃烧室的一个火焰筒示意图
46
2）催化燃烧
其基本思想是在燃烧室的适当部位引入催化燃烧组件（模 块），催化燃烧的特性是具有“化学恒温作用”。这种组件实 际上是由金属薄片衬底构成的蜂窝结构，衬底上涂敷催化剂， 可燃混合物通过时与催化剂有很大的接触面积。
催化剂组件由多个截面区域组成，每个区域具有专门的功能， 以达到特定的燃烧温度，因此不论可燃混合物浓度如何，即使 燃料-空气比很高，在催化剂组件中进行无焰燃烧时也可以控制 在较低的反应温度，从而将NOx的产生控制在极低的水平。
图 6 发散冷却叶片与表面温度
28
29
图 7 多排冲击和气膜冷却的综合冷却静叶
30
图 8 采用冷却技术后，典型的静叶出口温度与叶片温度
31
Xgl：冷却空气系数 Xgl=GL/Ga
这里 GL为从压气机抽出用于冷却燃气透平叶片空气量 Ga为进入燃气轮机压气机的流量
燃气轮机初温越高 所需冷却空气流量越大，冷却空气系数越大
1、对流冷却
冷却空气流经叶片内部流道后，自叶片的—端或出气边排出至主燃气流中， 空气靠与叶片内部通道壁面的对流放热来冷却叶片，因而称为对流冷却。
图2 板料焊接的对流冷却静叶片
21
图 3 板料焊接的对流冷却动叶片
22
图 4 冷却叶片自叶顶排出的动叶
23
2 冲击冷却
在空心的叶片内部加一导管，导管上开有许多小孔，冷却空气先流入导管，再 从导管上的小孔流出去冷却叶片。下图为一有冲击冷却的静叶导管上开的一排小 孔正对着片进气边内表面，冷却空气自小孔流出直接冲击进气边内表面进行冷却， 故称冲击冷却。
图 5 有冲击冷却的静叶
24
3、气膜冷却 冷却空气从空心叶片顺着燃气流动方向流出，在叶片表面形成
图3-33 DLN燃烧室的一个火焰筒示意图
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2）催化燃烧
其基本思想是在燃烧室的适当部位引入催化燃烧组件（模 块），催化燃烧的特性是具有“化学恒温作用”。这种组件实 际上是由金属薄片衬底构成的蜂窝结构，衬底上涂敷催化剂， 可燃混合物通过时与催化剂有很大的接触面积。
催化剂组件由多个截面区域组成，每个区域具有专门的功能， 以达到特定的燃烧温度，因此不论可燃混合物浓度如何，即使 燃料-空气比很高，在催化剂组件中进行无焰燃烧时也可以控制 在较低的反应温度，从而将NOx的产生控制在极低的水平。
图 6 发散冷却叶片与表面温度
28
29
图 7 多排冲击和气膜冷却的综合冷却静叶
30
图 8 采用冷却技术后，典型的静叶出口温度与叶片温度
31
Xgl：冷却空气系数 Xgl=GL/Ga
这里 GL为从压气机抽出用于冷却燃气透平叶片空气量 Ga为进入燃气轮机压气机的流量
燃气轮机初温越高 所需冷却空气流量越大，冷却空气系数越大
1、对流冷却
冷却空气流经叶片内部流道后，自叶片的—端或出气边排出至主燃气流中， 空气靠与叶片内部通道壁面的对流放热来冷却叶片，因而称为对流冷却。
图2 板料焊接的对流冷却静叶片
21
图 3 板料焊接的对流冷却动叶片
22
图 4 冷却叶片自叶顶排出的动叶
23
2 冲击冷却
在空心的叶片内部加一导管，导管上开有许多小孔，冷却空气先流入导管，再 从导管上的小孔流出去冷却叶片。下图为一有冲击冷却的静叶导管上开的一排小 孔正对着片进气边内表面，冷却空气自小孔流出直接冲击进气边内表面进行冷却， 故称冲击冷却。
图 5 有冲击冷却的静叶
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3、气膜冷却 冷却空气从空心叶片顺着燃气流动方向流出，在叶片表面形成
燃气轮机原理精讲ppt课件
16
涡轮入口温度的提高
17
1-4 燃气轮机的分类
简单循环：
开式循单环轴：、分轴、双轴、多轴燃气轮机 单轴：负荷固定、转速固定；发电用；压气机固有的转动惯量，有利
于防止在甩负荷时产生飞车；加入热交换器可以使整机热效率提高，但这 要损失10%功率。
分轴：起动机仅满足燃气发生器即可；甩负荷时会带来涡轮的飞车， 所以控制系统要有保证。
H. Cohen, G. F. Rogers, H. I. H. Saravanamuttoo
第一章 概论 1.1 燃气轮机的 组成及工作原理
C- compresser T- Turbine B – Combustion chamber
Simple gas turbine system
1-2 燃气轮机的发展
缺点：需要外部加热系统；这样加热器表面温度给主循环最高温度 设定了上限。
现代燃气轮机的结构特点
轻型结构<10KG/PS， 重型结构 >15KG/PS 燃气轮机简轻图型：结构： 航空机和航空改型舰用燃气轮机，工业轻型（重载轻型）
重型结构：工业燃气轮机
单位功率重量：
金属耐热极限---1100 ℃；涡轮进气温度：1460 ℃
多轴：如果不采用热交换器而获得高的热效率，就要有高压缩比。虽 然多级离心式压气机具有高的压比，但其效率要比轴流式的低，所以通常 都是采用轴流式压气机。而当压气机在低转速时，由于压气机后几级由于 出口面积减小，空气密度降低，气体轴向速度加大，叶片会出现阻塞。这 种不稳定区的出现，会发生在燃气轮机起动或低负荷情况。
12
海军舰船
13
机车车辆
英国98年英研国制984年00研0制马4力00机0马车力机车
14
涡轮入口温度的提高
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1-4 燃气轮机的分类
简单循环：
开式循单环轴：、分轴、双轴、多轴燃气轮机 单轴：负荷固定、转速固定；发电用；压气机固有的转动惯量，有利
于防止在甩负荷时产生飞车；加入热交换器可以使整机热效率提高，但这 要损失10%功率。
分轴：起动机仅满足燃气发生器即可；甩负荷时会带来涡轮的飞车， 所以控制系统要有保证。
H. Cohen, G. F. Rogers, H. I. H. Saravanamuttoo
第一章 概论 1.1 燃气轮机的 组成及工作原理
C- compresser T- Turbine B – Combustion chamber
Simple gas turbine system
1-2 燃气轮机的发展
缺点：需要外部加热系统；这样加热器表面温度给主循环最高温度 设定了上限。
现代燃气轮机的结构特点
轻型结构<10KG/PS， 重型结构 >15KG/PS 燃气轮机简轻图型：结构： 航空机和航空改型舰用燃气轮机，工业轻型（重载轻型）
重型结构：工业燃气轮机
单位功率重量：
金属耐热极限---1100 ℃；涡轮进气温度：1460 ℃
多轴：如果不采用热交换器而获得高的热效率，就要有高压缩比。虽 然多级离心式压气机具有高的压比，但其效率要比轴流式的低，所以通常 都是采用轴流式压气机。而当压气机在低转速时，由于压气机后几级由于 出口面积减小，空气密度降低，气体轴向速度加大，叶片会出现阻塞。这 种不稳定区的出现，会发生在燃气轮机起动或低负荷情况。
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海军舰船
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机车车辆
英国98年英研国制984年00研0制马4力00机0马车力机车
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燃气轮机培训课件
燃气轮机类型
根据用途和功率范围，燃气轮机可分为重型、轻型、航改型等类型，不 同类型的燃气轮机在结构和性能上有所差异。
燃气轮机燃烧系统
燃烧系统概述
燃烧系统是燃气轮机的核心部分 ，负责将燃料与空气混合燃烧，
为涡轮机提供能量。
燃烧方式
根据燃料喷射和混合方式的不同 ，燃烧系统可分为扩散式、预混 式和半预混式等类型，不同的燃 烧方式对燃气轮机的性能和排放
维护保养
定期对燃气轮机进行维护保养，确保设备处于良好工作状态。
燃气轮机排放控制与环保要求
排放标准
01
了解并遵守国家和地方的排放标准，确保燃气轮机的排放符合
环保要求。
废气处理
02
采取有效的废气处理措施，降低燃气轮机废气的排放对环境的
影响。
噪音控制
03
采取降噪措施，降低燃气轮机运行时的噪音污染。
燃气轮机安全防护与消防措施
THANKS
谢谢您的观看
机械功。
燃气轮机具有高效、清洁、启动 速度快、运行稳定等特点，广泛 应用于发电、船舶、车辆、航空
和工业等领域。
燃气轮机工作原理
燃气轮机的工作原理基于 牛顿第三定律，即作用力 和反作用力相等。
在燃烧室中，燃料与压缩 空气混合并燃烧，产生高 温高压气体。
压气机从外界吸入空气， 经过压缩后送入燃烧室。
高温高压气体推动涡轮机 旋转，涡轮机通过轴将机 械功输出。
安全防护
配备必要的安全防护设施，如防护罩、安全阀等，确保操作人员 安全。
消防设施
设置消防设施，如灭火器、消防水系统等，并定期检查其有效性 。
应急预案
制定燃气轮机事故应急预案，提高应对突发事故的能力。
05
案例分析与实践操作
根据用途和功率范围，燃气轮机可分为重型、轻型、航改型等类型，不 同类型的燃气轮机在结构和性能上有所差异。
燃气轮机燃烧系统
燃烧系统概述
燃烧系统是燃气轮机的核心部分 ，负责将燃料与空气混合燃烧，
为涡轮机提供能量。
燃烧方式
根据燃料喷射和混合方式的不同 ，燃烧系统可分为扩散式、预混 式和半预混式等类型，不同的燃 烧方式对燃气轮机的性能和排放
维护保养
定期对燃气轮机进行维护保养，确保设备处于良好工作状态。
燃气轮机排放控制与环保要求
排放标准
01
了解并遵守国家和地方的排放标准，确保燃气轮机的排放符合
环保要求。
废气处理
02
采取有效的废气处理措施，降低燃气轮机废气的排放对环境的
影响。
噪音控制
03
采取降噪措施，降低燃气轮机运行时的噪音污染。
燃气轮机安全防护与消防措施
THANKS
谢谢您的观看
机械功。
燃气轮机具有高效、清洁、启动 速度快、运行稳定等特点，广泛 应用于发电、船舶、车辆、航空
和工业等领域。
燃气轮机工作原理
燃气轮机的工作原理基于 牛顿第三定律，即作用力 和反作用力相等。
在燃烧室中，燃料与压缩 空气混合并燃烧，产生高 温高压气体。
压气机从外界吸入空气， 经过压缩后送入燃烧室。
高温高压气体推动涡轮机 旋转，涡轮机通过轴将机 械功输出。
安全防护
配备必要的安全防护设施，如防护罩、安全阀等，确保操作人员 安全。
消防设施
设置消防设施，如灭火器、消防水系统等，并定期检查其有效性 。
应急预案
制定燃气轮机事故应急预案，提高应对突发事故的能力。
05
案例分析与实践操作
GT25000燃气轮机讲稿ppt课件
水冷
12
结构特点
燃油系统
型式
油泵 燃料
电液调节式 齿轮泵 轻柴油 –10#/GJB3075-97
13
结构特点
起动系统
型式
起动机数量 平均功率 峰值功率 电压 频率
电动式 3 210 kW 410 kW
380 V
50 Hz
14
工作原理
通过交流起动电机带动低压转子起动发动机; 空气经过进气装置吸入低压压气机、压缩，然后进
入高压压气机、进一步压缩; 压缩后的高压空气一小部分作为冷却空气引入涡轮,
其余大部分进入燃烧室：与燃油混合燃烧、冷却火 焰筒壁和与燃气的混合; 燃油由齿轮泵、经1、2油路和喷油嘴供入燃烧室; 燃油的点火通过起动喷油嘴和等离子点火器完成;
15
工作原理
燃油和压缩空气混合燃烧形成具有作功能力的高温 高压燃气；
18
低压压气机
进气段2引导空气平滑进入低压压气机，它由外导流罩1和内 导流罩3构成。导流罩间的环形通道是发动机通流部分的起点。
前机匣4装有进口可转导向叶片7、前支撑6和传动组件5。传 动组件5用于在发动机起动时把起动电机的转矩传给低压压气 机转子，在发动机运行时用来驱动机带附件。
可转导向叶片机匣10用来安装零级可转导向叶片9和一级可 转导向叶片11的转动机构。
高压压气机
功能：高压压气机用来压缩从低压压气机流进的空 气，并将其送入燃烧室。
结构：轴流式九级，一级至九级，一列工作叶片和 随后的一列导向叶片组成一级。
组成：它由过渡段1、高压压气机机匣3、承力机匣 4、后机匣8、高压压气机涡轮转子9和高压压气机 放气阀14等组成。
详见图4
21
图4 高压压气机
5
12
结构特点
燃油系统
型式
油泵 燃料
电液调节式 齿轮泵 轻柴油 –10#/GJB3075-97
13
结构特点
起动系统
型式
起动机数量 平均功率 峰值功率 电压 频率
电动式 3 210 kW 410 kW
380 V
50 Hz
14
工作原理
通过交流起动电机带动低压转子起动发动机; 空气经过进气装置吸入低压压气机、压缩，然后进
入高压压气机、进一步压缩; 压缩后的高压空气一小部分作为冷却空气引入涡轮,
其余大部分进入燃烧室：与燃油混合燃烧、冷却火 焰筒壁和与燃气的混合; 燃油由齿轮泵、经1、2油路和喷油嘴供入燃烧室; 燃油的点火通过起动喷油嘴和等离子点火器完成;
15
工作原理
燃油和压缩空气混合燃烧形成具有作功能力的高温 高压燃气；
18
低压压气机
进气段2引导空气平滑进入低压压气机，它由外导流罩1和内 导流罩3构成。导流罩间的环形通道是发动机通流部分的起点。
前机匣4装有进口可转导向叶片7、前支撑6和传动组件5。传 动组件5用于在发动机起动时把起动电机的转矩传给低压压气 机转子，在发动机运行时用来驱动机带附件。
可转导向叶片机匣10用来安装零级可转导向叶片9和一级可 转导向叶片11的转动机构。
高压压气机
功能：高压压气机用来压缩从低压压气机流进的空 气，并将其送入燃烧室。
结构：轴流式九级，一级至九级，一列工作叶片和 随后的一列导向叶片组成一级。
组成：它由过渡段1、高压压气机机匣3、承力机匣 4、后机匣8、高压压气机涡轮转子9和高压压气机 放气阀14等组成。
详见图4
21
图4 高压压气机
5
燃气轮机课件(正式版本)
驱逐舰采用4台 机机组的发电量约 由一台1500kw燃
GT25000燃气轮机, 占3%。
气轮机驱动。
单台功率28670kw。
1.4 燃气轮机的优点
功率 密度 • 功大率 密度 是内 燃机 的三 倍， 汽轮
启动 速度 • 工快业
水电 消耗 • 燃少气
自动 化程 •度控高制
清洁 •环使保用
燃气 轮机 系统 最新
• 清洗压气机 • 通风冷却 • 清洁进气
17
3.2燃气轮机的控制系统
控制系统
触摸屏
3.3燃气轮机的润滑系统
19
3.3燃气轮机的润滑系统
20
3.3燃气轮机的润滑系统
油过滤器
轴承供油
3.4燃气轮机的启动系统 启动电机
3.5燃气轮机的燃料系统 启动电机
目录
01
燃气轮机概述
02
燃气轮机的结构
轮机指的
烧后产生的
轮高机温一高般压称连为 透续平流机动，的是气将 流体介体质中蕴
是设备 有的能量与机
械能相互转换
的转动机器。 1
1.1燃气轮机的定义
透平的动静叶
透平的动叶片 配合
1.2燃气轮机的用途
发电
舰船
燃机的用途
车辆
飞机
泵与风机
3
1.3燃气轮机的用途
国产最先进的055 2018年中国燃气轮 美国主战坦克M1
1.5 燃气轮机的工作原理：布雷登循环
1.5 燃气轮机的工作原理：布雷登循环
➢ 燃气初温和压气机的压缩比，是影响燃气轮机效率的两个主要因 素。提高燃气初温，并相应提高压缩比，可使燃气轮机效率显著 提高。
➢ 压气机(即压缩机)连续地从大气中吸入空气并将其压缩。 ➢ 压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合后燃烧，成为高温
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与此同时，原来发生脱流的叶片却因其后方叶片的脱流而 状况改善，并退出脱流。这种情况就像脱流区沿着周向在传 递一样。
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11
防喘振措施:
(1)在设计压气机时留有较大的“喘振裕度”，例如可以在设计工况时在前面各 级预先取一定的负攻角，这样在低转速变工况时即使攻角增加也不容易达到 旋转脱离的程度。
NOx生成温度1650度
干式低污染燃烧的基本措施就是“贫预混”，即以适当的过 量空气系数将空气与燃料预先混合均匀后再进入燃烧室燃烧， 这就从根本上改变了传统的以扩散燃烧为主的概念。
预混燃烧的特点是反应区内的燃料浓度和反应温度都是均 匀的，也是预先通过燃料和预混空气的配比加以严格控制的。
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44
图 1 燃气初p温pt课逐件 年提高情况
20
叶片冷却形式
1、对流冷却
冷却空气流经叶片内部流道后，自叶片的—端或出气边排出至主燃气流 中，空气靠与叶片内部通道壁面的对流放热来冷却叶片，因而称为对流冷却。
图2 板料焊接的对流冷却静叶片
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21
图 3 板料焊接的对流冷却动叶片
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22
图 4 冷却叶片自叶顶排出的动叶
8
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9
冲角加大
冲角减小
图3-17 压气机叶栅中旋转脱离现象的发生
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10
如果某一个叶片上由于正攻角过大而发生了脱流，但相 邻叶片还没有发生，则这一叶片处就会发生局部的气流堵塞， 迫使来流向两侧偏转。
在该叶片前方（相对于叶片运动方向而言）来流攻角会 变小而抑制了脱流的趋势，但其后方的来流攻角会进一步加 大而很快发生脱流。
机，并分别用两个转速可以独立变化的透平来驱动.
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12
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13
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14
2-2 燃气轮机透平
轴流式 大型燃气轮机,流量大.
径流式： 离心式和向心式 用于微燃机,小功率燃机.
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19
透平叶片的冷却
燃气轮机的发展靠高温材料和冷却技术，两者相 辅相成。
这时，空气流量会忽大忽小，压力会时高时低，甚至会出现 气流向压气机进口方向倒流的现象，同时还会发生巨大声响， 机组伴随有强烈振动。这种现象通称为喘振。
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6
几何入口角βlj与几何出口角β2j—中弧线在叶型入口边 和出口边的切线与前、后额线之间的夹角。
冲角i=1j-1
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7
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38
燃烧的稳定性； 燃烧效率； 火焰筒的有效冷却； 燃料喷嘴的合理布置； 多种燃料的适应性。
燃烧室
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39
燃烧室结构分类 1 分管燃烧室
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40
2、环管型燃烧室
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41
3 环行燃烧室
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42
4 圆筒形燃烧室
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43
低污染燃烧技术
1）干式低排放（DLN，或称为“dry low NOx”—DLN） 燃烧室
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23
2 冲击冷却
在空心的叶片内部加一导管，导管上开有许多小孔，冷却空气先流入导管， 再从导管上的小孔流出去冷却叶片。下图为一有冲击冷却的静叶导管上开的一排 小孔正对着片进气边内表面，冷却空气自小孔流出直接冲击进气边内表面进行冷 却，故称冲击冷却。
图 5 有冲pp击t课件冷却的静叶
24
3、气膜冷却
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28
图 7 多排冲击和气膜冷却的综合冷却静叶
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29
图 8 采用冷却技术后，典型的静叶出口温度与叶片温度
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Xgl：冷却空气系数 Xgl=GL/Ga
这里 GL为从压气机抽出用于冷却燃气透平叶片空气量 Ga为进入燃气轮机压气机的流量
燃气轮机初温越高 所需冷却空气流量越大，冷却空气系数越大
1-进口导流器；2-工作叶轮；3-无叶扩压器； 4-有叶扩压器；5-排气管；6-连接轴
一级离心式压气机就可以达到4.5或更高的压比
主要应用在小型、微型燃气轮机。
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3
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4
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5
在压气机特性线的左侧,有一条喘振边界线。这表明，压气 机在一定的转速下运行时，如果空气流量减小到一定程度，运 行工况点进入了喘振边界线左侧的区域，那么整台压气机就不 能稳定地工作。
2-1 燃气轮机压气机
按照空气流动方向与轴关系划分
轴流式与离心式压气机
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1
1-进口收敛器； 2-进口导流器；3-工作叶轮；4-扩压时列； 5-出口导流器；6-出口扩压器；
7-转子；8-气缸(或机匣)；9-端轴。
轴流式压气机的一个级只有1.15～1.35左右,实现高压比需
多级
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2
离心式压气机
冷却空气从空心叶片顺着燃气流动方向流出，在叶片表面形成 一层膜，把叶片表面而与燃气隔开而对叶片起到保护作用，同时 冷却叶片，为气膜冷却。
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25
当空心叶片用多孔的透气材料做成时，叶片内部的冷却空气就 象“出汗”那样自叶片表面流出，为发散冷却。
图 6 发散冷却叶片与表面温度
图3-33 DLN燃烧室pp的t课一件 个火焰筒示意图
(2)在选用现成的压气机时，将燃气轮机机组的设计运行点选在离压气机喘振边 界较远处，从而留出一定的安全裕量。
(3)在轴流式压气机的第一级，或者前面若干级中，装设可调旋转导叶，作为防 喘措施。对于高压比的压气机有时前面三级都装有可转导叶。
(4)在压气机通流部分的某一个或若干个截面上，安装防喘放气阀。 (5) 把一台高压比的压气机，分解成为两个压比较低的串联运行的高、低压压气
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33
燃机透平特性
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34
四个特征参数： 折合流量， 膨胀比， 折合转速，效率
知道其中任意两个可知其它参数。
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图 燃机透平通用p特pt课性件 曲线的表示方法
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qm1
A1cf 1 v1
qm2
A2cf 2 v2
qm
Acf v
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联合运行工况点确定： 压气机与透平转速相同，压比与膨胀比之间存在联系。
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Xgl (%)
30
25
20
15
10
5
0
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
T3(℃)
图 9 燃气轮机初温与冷却空气系数的关系
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未来冷却技术的发展 （1）采用综合冷却手段提高冷却效果 （2）提高工作可靠性 （3）蒸汽冷却
图 10 GE-H型燃气-蒸汽联合循环系统
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防喘振措施:
(1)在设计压气机时留有较大的“喘振裕度”，例如可以在设计工况时在前面各 级预先取一定的负攻角，这样在低转速变工况时即使攻角增加也不容易达到 旋转脱离的程度。
NOx生成温度1650度
干式低污染燃烧的基本措施就是“贫预混”，即以适当的过 量空气系数将空气与燃料预先混合均匀后再进入燃烧室燃烧， 这就从根本上改变了传统的以扩散燃烧为主的概念。
预混燃烧的特点是反应区内的燃料浓度和反应温度都是均 匀的，也是预先通过燃料和预混空气的配比加以严格控制的。
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图 1 燃气初p温pt课逐件 年提高情况
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叶片冷却形式
1、对流冷却
冷却空气流经叶片内部流道后，自叶片的—端或出气边排出至主燃气流 中，空气靠与叶片内部通道壁面的对流放热来冷却叶片，因而称为对流冷却。
图2 板料焊接的对流冷却静叶片
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图 3 板料焊接的对流冷却动叶片
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图 4 冷却叶片自叶顶排出的动叶
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冲角加大
冲角减小
图3-17 压气机叶栅中旋转脱离现象的发生
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如果某一个叶片上由于正攻角过大而发生了脱流，但相 邻叶片还没有发生，则这一叶片处就会发生局部的气流堵塞， 迫使来流向两侧偏转。
在该叶片前方（相对于叶片运动方向而言）来流攻角会 变小而抑制了脱流的趋势，但其后方的来流攻角会进一步加 大而很快发生脱流。
机，并分别用两个转速可以独立变化的透平来驱动.
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2-2 燃气轮机透平
轴流式 大型燃气轮机,流量大.
径流式： 离心式和向心式 用于微燃机,小功率燃机.
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透平叶片的冷却
燃气轮机的发展靠高温材料和冷却技术，两者相 辅相成。
这时，空气流量会忽大忽小，压力会时高时低，甚至会出现 气流向压气机进口方向倒流的现象，同时还会发生巨大声响， 机组伴随有强烈振动。这种现象通称为喘振。
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几何入口角βlj与几何出口角β2j—中弧线在叶型入口边 和出口边的切线与前、后额线之间的夹角。
冲角i=1j-1
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燃烧的稳定性； 燃烧效率； 火焰筒的有效冷却； 燃料喷嘴的合理布置； 多种燃料的适应性。
燃烧室
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燃烧室结构分类 1 分管燃烧室
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2、环管型燃烧室
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3 环行燃烧室
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4 圆筒形燃烧室
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低污染燃烧技术
1）干式低排放（DLN，或称为“dry low NOx”—DLN） 燃烧室
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23
2 冲击冷却
在空心的叶片内部加一导管，导管上开有许多小孔，冷却空气先流入导管， 再从导管上的小孔流出去冷却叶片。下图为一有冲击冷却的静叶导管上开的一排 小孔正对着片进气边内表面，冷却空气自小孔流出直接冲击进气边内表面进行冷 却，故称冲击冷却。
图 5 有冲pp击t课件冷却的静叶
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3、气膜冷却
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图 7 多排冲击和气膜冷却的综合冷却静叶
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图 8 采用冷却技术后，典型的静叶出口温度与叶片温度
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Xgl：冷却空气系数 Xgl=GL/Ga
这里 GL为从压气机抽出用于冷却燃气透平叶片空气量 Ga为进入燃气轮机压气机的流量
燃气轮机初温越高 所需冷却空气流量越大，冷却空气系数越大
1-进口导流器；2-工作叶轮；3-无叶扩压器； 4-有叶扩压器；5-排气管；6-连接轴
一级离心式压气机就可以达到4.5或更高的压比
主要应用在小型、微型燃气轮机。
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在压气机特性线的左侧,有一条喘振边界线。这表明，压气 机在一定的转速下运行时，如果空气流量减小到一定程度，运 行工况点进入了喘振边界线左侧的区域，那么整台压气机就不 能稳定地工作。
2-1 燃气轮机压气机
按照空气流动方向与轴关系划分
轴流式与离心式压气机
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1-进口收敛器； 2-进口导流器；3-工作叶轮；4-扩压时列； 5-出口导流器；6-出口扩压器；
7-转子；8-气缸(或机匣)；9-端轴。
轴流式压气机的一个级只有1.15～1.35左右,实现高压比需
多级
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离心式压气机
冷却空气从空心叶片顺着燃气流动方向流出，在叶片表面形成 一层膜，把叶片表面而与燃气隔开而对叶片起到保护作用，同时 冷却叶片，为气膜冷却。
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当空心叶片用多孔的透气材料做成时，叶片内部的冷却空气就 象“出汗”那样自叶片表面流出，为发散冷却。
图 6 发散冷却叶片与表面温度
图3-33 DLN燃烧室pp的t课一件 个火焰筒示意图
(2)在选用现成的压气机时，将燃气轮机机组的设计运行点选在离压气机喘振边 界较远处，从而留出一定的安全裕量。
(3)在轴流式压气机的第一级，或者前面若干级中，装设可调旋转导叶，作为防 喘措施。对于高压比的压气机有时前面三级都装有可转导叶。
(4)在压气机通流部分的某一个或若干个截面上，安装防喘放气阀。 (5) 把一台高压比的压气机，分解成为两个压比较低的串联运行的高、低压压气
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燃机透平特性
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四个特征参数： 折合流量， 膨胀比， 折合转速，效率
知道其中任意两个可知其它参数。
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图 燃机透平通用p特pt课性件 曲线的表示方法
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A1cf 1 v1
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A2cf 2 v2
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联合运行工况点确定： 压气机与透平转速相同，压比与膨胀比之间存在联系。
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Xgl (%)
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T3(℃)
图 9 燃气轮机初温与冷却空气系数的关系
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未来冷却技术的发展 （1）采用综合冷却手段提高冷却效果 （2）提高工作可靠性 （3）蒸汽冷却
图 10 GE-H型燃气-蒸汽联合循环系统