燃气轮机原理、结构及运行维护共71页文档
燃气轮机装置的工作原理
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。
《燃气轮机与联合循环》第三章 燃气轮机各部件的工作原理
气流被阻塞，压比和效率降低
2021/10燃/10气轮机与联合循环
能源与动力学院
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第三章 燃气轮机各部件的工作原理
3-1 压气机原理与特性
四、轴流式压气机的不稳定工况 3、喘振
✓ 1）原因
内因：压气机失速；外因：压气机下游有容积较大的管网部 件（燃烧室、透平等）。
✓ 2）现象
是一种气流震荡现象，流量忽增忽减，压比忽高忽低，剧烈 震动并伴有轰鸣声
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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
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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
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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
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第三章 燃气轮机各部件的工作原理
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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
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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
燃气轮机组的运行与维护
进排气系统
计时/程序器：
压力开关触点闭合之前，计时/程序器总是从一个位置 跳到下一个位置。程序控制板断电，
将返回到第一个位置。脉冲时间间隔可调整。
气动部分 压缩空气通过内径1英寸管路网供至各滤网模块。压缩空气母管压力可在5s内恢复，每一 层过滤器都装有关断阀。空气阀处压缩空气温度不能超过200°F，以防止阀门薄膜损坏。 系统其他问题： 由于失去电源，滤网不能得到自清洗，滤网承受较大的气流阻力，进气室真空达到6in水 柱时，将发出报警信号。真空达到10in水柱，将对机组进行遮断。 进口滤网系统设置两条保护措施： 进气室内真空达到8in水柱，内向爆破门被打开，大量未经过滤空气可进入机组。 二是进气室真空达到10in水柱时遮断停机保护。
排气系统
燃机排气在联合循环机组中直接排入大气或进入余热锅炉； 主要包括排气室、膨胀接头、过渡管道、低频消声器、弯头管道和烟囱，排气室 后壁装排气温度热电偶，将排气温度信号送入机组控制系统。 排气室：接收排气扩压器来的燃气，为侧面和顶部都敞开的箱体，焊在机组底座 的伸长部分上。通过折叠板式膨胀街头和排气框架组件连接起来。侧面和顶部有 罩壳加大排气室容积。
《电厂燃气轮机概论》
第11章 燃气轮机组的运行与维护
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第11章 燃气轮机组的运行与维护
一. 二.
三.
四. 五. 六. 七. 八.
进排气系统 可转导叶系统 冷却水系统 启动机系统 燃料系统 润滑油系统 水冲洗系统 蒸汽喷射系统
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一、进排气系统
燃机运行性能和可靠性，与进入机组的空气质量和清洁程度有密切关系。为 保证进气质量，必须配备良好的进气系统，对空气进行过滤，去除杂质。 要求进气系统能在各种湿度、温度和污染的环境下运行，改善机组进气质量。 高温燃气排放须符合环境保护要求，控制污染物排放和机组噪声水平。 采用蒸汽喷射降低Nox排放；通过在进气道和排气道安装消声器以降低噪声。
燃气轮机原理与结构解析
图说燃气涡轮发动机的原理与结构曹连芃摘要：文章介绍燃气涡轮发动机的工作原理；对燃气轮机的主要部件轴流式压气机、环管形燃烧室、轴流式涡轮分别进行了原理与结构介绍；对燃气涡轮发动机的整体结构也进行了介绍。
关键字：燃气涡轮发动机，燃气轮机，轴流式压气机，燃烧室，轴流式涡轮1. 燃气涡轮发动机的工作原理燃气涡轮机发动机（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。
燃气轮机是靠燃烧室产生的高压高速气体推动燃气叶轮旋转，见图1。
图1-走马灯与燃气涡轮燃气轮机属热机，空气是工作介质，空气中的氧气是助燃剂，燃料燃烧使空气膨胀做功，也就是燃料的化学能转变成机械能。
图2是一台燃气轮机原理模型剖面，通过它来了解燃气轮机的工作原理。
从外观看燃气轮机模型：整个外壳是个大气缸，在前端是空气进入口；在中部有燃料入口，在后端是排气口（燃气出口）。
燃气轮机主要由压气机、燃烧室、涡轮三大部分组成，左边部分是压气机，有进气口，左边四排叶片构成压气机的四个叶轮，把进入的空气压缩为高压空气；中间部分是燃烧器段（燃烧室），内有燃烧器，把燃料与空气混合进行燃烧；右边是涡轮（透平），是空气膨胀做功的部件；右侧是燃气排出口。
图2-模型燃气轮机结构在图3中表示了燃气轮机的简单工作过程：空气从空气入口进入燃气轮机，高速旋转的压气机把空气压缩为高压空气，其流向见浅蓝色箭头线；燃料在燃烧室燃烧，产生高温高压空气；高温高压空气膨胀推动涡轮旋转做功；做功后的气体从排气口排出，其流向见红色箭头线。
图3-燃气轮机工作过程在燃气轮机中压气机是由涡轮带动旋转，压气机的叶轮与涡轮安装在同一根主轴上组成燃气轮机转子，如图4所示。
图4-燃气轮机转子燃烧室产生的高温膨胀气体是同时作用到涡轮叶片与压气机叶片上，如何保证涡轮带动压气机正向旋转呢，简单说涡轮叶片工作直径大于压气机出口处的叶片工作直径，涡轮叶片的面积也大于压气机出口处的叶片面积，这就初步保证在同一压力下涡轮的输出力矩大于压气机所需的力矩，当然更重要的是压气机叶片与涡轮叶片的良好空气动力学设计才能保证两者高效运行。
燃气轮机构造及其原理
燃气轮机构造及其原理燃气轮机是一种利用压缩机压缩空气混合燃料并在燃烧室内进行燃烧，从而驱动涡轮转动，最终产生推力或动力的装置。
燃气轮机的构造包括压气机、燃烧室、涡轮和辊道等部分，其主要工作原理是压缩空气、加热并燃烧混合燃料、将高温高压燃气喷向涡轮，推动涡轮旋转产生功率。
一、压气机部分压气机部分是燃气轮机的前置部分，主要功能是将大气中的空气压缩成高压气体，并将其传递到燃烧室中。
压气机通常采用多级叶轮式结构，每一级叶轮上都覆盖着叶片，在叶片的作用下，气体被一次次地压缩，最终达到一个非常高的压力。
在压力增加的气体也会受到相应的温度升高。
在压缩过程中需要对气体进行适当的冷却，以避免过热对整个系统的危害。
二、燃烧室部分燃烧室部分是燃气轮机的核心部分，主要功能是将经过压缩的空气与燃料混合并点燃进行燃烧，从而产生高温高压的燃气，这些燃气将用于驱动涡轮旋转。
为了达到理想的燃烧效果，燃烧室内的燃料与空气必须以适当的比例混合，并且需要在足够高的温度、压力和时间下进行燃烧，以充分释放能量。
常见的燃烧室构造包括环形燃烧室、喷嘴型燃烧室和壳体燃烧室等。
三、涡轮部分涡轮部分是燃气轮机的重要部分，主要由高压涡轮和低压涡轮构成。
在燃气通过高压涡轮和低压涡轮时，这些涡轮都会受到燃气高速流动的冲击，从而旋转产生动力。
低压涡轮主要作用是从高压涡轮中回收能量，并将其输送到输出轴上。
涡轮部分的输出轴连接到主机，提供动力。
四、辊道部分辊道部分是燃气轮机的输出部分，它主要通过喷射燃气来产生推力或者驱动风扇进行输出。
辊道是一个曲面形的导管，对于燃气准确地定向，将其高速射出来，从而产生推力或者风力。
辊道部分常用对空气流动进行控制的可调谐导向叶片和可控复合材料等技术进行设计和制造。
燃气轮机的设备构造十分复杂，由于其集电机、载荷和控制系统于一身，难度非常大，但其输出功率和效率要远远高于内燃机，特别适用于航空、船舶、发电等领域要求高功率输出和高效率的场合。
燃气轮机运行与维护说明
同一轴系的透平和轴流式压气机连接到： 位于前端的辅助齿轮箱和起动装置。 位于后端的发电机。 燃气轮机各组成部件的功能的详细描述如后文所示。 注：燃气轮机特有的设计惯例是： 前面/前端：燃气轮机的进气边在前面/前端。 后面/后端：燃气轮机排气边在后面/后端 左边/右边：燃机和各部件的左侧和右侧由位于机组前方/前端站立向后面/后端看而定。 各个部件的前后端方向的确定方式与整个机组的定位一致。 1.1.2. 燃气轮机功能描述 （燃机简单流程图如下所示） 额定转速时功能描述： 燃气轮机运转时，过滤后的环境空气通过进气装置被吸入，然后进入十七级轴流式压气机压 缩。压缩后的空气通过十四个燃烧室外围的环形空间，流经燃烧外壳和燃烧室火焰管之间的 环形通道，通过火焰管的测量孔进入燃烧区。 燃料通过燃料喷嘴进入十四个燃烧室与燃烧空气混合燃烧。
1.7.1.概述 ......................................................................................................................46 1.7.2 辅助齿轮和负荷联轴器 ................................................................................... 46
1.2
燃机底盘和支撑.................................................................................................5
1.2.1. 燃机底盘 .........................................................................................................5 1.2.2. 燃机支撑 .........................................................................................................6
燃气轮机工作原理
燃气轮机工作原理燃气轮机是一种利用高速旋转的气流来驱动涡轮机转子工作的热力机械设备。
它是一种将燃气能转化为机械能的动力装置，广泛应用于航空、发电、船舶等领域。
燃气轮机工作原理的了解对于工程师和操作人员来说至关重要，下面我们将详细介绍燃气轮机的工作原理。
首先，燃气轮机的工作原理可以分为三个基本过程，压缩、燃烧和膨胀。
在压缩过程中，空气被压缩并送入燃烧室，然后与燃料混合并燃烧，释放出高温高压的燃气。
最后，这些高温高压的燃气通过涡轮机转子膨胀，驱动涡轮机转子旋转，产生机械能。
其次，燃气轮机的压缩过程是通过压气机完成的。
压气机是由若干个叶片组成的转子，当转子旋转时，叶片将空气压缩并送入燃烧室。
在燃烧室中，燃料被喷入，并在高温高压的环境中燃烧，产生燃气。
这些燃气将通过高速喷射进入涡轮机转子，推动转子旋转。
最后，燃气轮机的膨胀过程是通过涡轮机完成的。
涡轮机转子被燃气推动旋转，产生机械能，驱动发电机或其他设备工作。
最后，燃气轮机的工作原理可以简单概括为“压缩、燃烧、膨胀”。
在实际应用中，燃气轮机通常与发电机相连，利用旋转的涡轮机转子产生的机械能驱动发电机发电。
燃气轮机具有结构简单、启动快速、响应灵活等优点，因此在发电厂、航空、船舶等领域得到广泛应用。
总之，燃气轮机是一种重要的动力装置，其工作原理的了解对于工程师和操作人员来说至关重要。
通过对燃气轮机的压缩、燃烧、膨胀过程的详细介绍，相信读者对燃气轮机的工作原理有了更深入的了解。
希望本文能够帮助读者更好地理解燃气轮机的工作原理，为相关领域的工程实践提供帮助。
燃气轮机原理及其介绍
燃气轮机被称为制造业的王冠，作为一个体形庞大的工业机械巨兽，它既要追求高效性能，又需考虑经济效益，这是一种让制造业纠结于鱼和熊掌的痛苦。
目前，航空发动机和燃气轮机“两机”科技重大专项已经顺利成为国家第20个重大技术专项，与空天飞机和高超音速飞行器专项一起成为国家航空航天领域的重要突破。
今天这篇文章就来跟大家聊聊被誉为工业皇冠上明珠的燃气轮机！燃气轮机原理燃气轮机（GasTurbine）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。
按照燃烧室温度目前分为E级，F级和目前最先进的H级。
其中，E级重型燃气轮机透平进口约1200℃，F级透平进口温度约为1400℃，目前最先进的H级透平进口温度达到1430℃-1600℃。
温度越高，技术等级越高。
现代燃气轮机发动机主要由压气机（蓝色）、燃烧室（红色）、透平（黄色）。
当它正常工作时，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的转化的热力循环。
压气机从外界大气环境吸入空气、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入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，也可通过各种换热设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。
燃气轮机属热机，空气是工作介质，空气中的氧气是助燃剂，燃料燃烧使空气膨胀做功，也就是燃料的化学能转变成机械能。
下图是一台燃气轮机原理模型剖面，通过它来了解燃气轮机的工作原理。
从外观看燃气轮机模型：整个外壳是个大气缸，在前端是空气进入口；在中部有燃料入口，在后端是排气口（燃气出口）。
燃气轮机主要由压气机、燃烧室、涡轮三大部分组成，左边部分是压气机，有进气口，左边四排叶片构成压气机的四个叶轮，把进入的空气压缩为高压空气；中间部分是燃烧器段（燃烧室），内有燃烧器，把燃料与空气混合进行燃烧；右边是涡轮（透平），是空气膨胀做功的部件；右侧是燃气排出口。