燃气轮机14_-_储运
燃气轮机简介
我国工业燃气轮机的现状与前景一、世界工业燃气轮机的发展趋势1、世界工业燃气轮机的发展途径与现状自1939年瑞士BBC公司制成世界上第一台工业燃气轮机以来，经过60多年的发展，燃气轮机已在发电、管线动力、舰船动力、坦克和机车动力等领域获得了广泛应用。
由于结构上的分野，工业燃气轮机分为重型燃气轮机和轻型燃气轮机（包括航机改型燃气轮机）。
80年代以后，燃气轮机及其联合循环技术日臻成熟。
由于其热效率高、污染低、工程总投资低、建设周期短、占地和用水量少、启停灵活、自动化程度高等优点，逐步成为继汽轮机后的主要动力装置。
为此，美国、欧洲、日本等国政府制定了扶持燃气轮机产业的政策和发展计划，投入大量研究资金，使燃气轮机技术得到了更快的发展。
80年代末到90年代中期，重型燃气轮机普遍采用了航空发动机的先进技术，发展了一批大功率高效率的燃气轮机，既具有重型燃气轮机的单轴结构、寿命长等特点，又具有航机的高燃气初温、高压比、高效率的特点，透平进口温度达1300℃以上，简单循环发电效率达36%～38%,单机功率达200MW以上。
90年代后期，大型燃气轮机开始应用蒸汽冷却技术，使燃气初温和循环效率进一步提高，单机功率进一步增大。
透平进口温度达1400℃以上，简单循环发电效率达37%～39.5%，单机功率达300MW以上。
这些大功率高效率的燃气轮机，主要用来组成高效率的燃气-蒸汽联合循环发电机组，由一台燃气轮机组成的联合循环最大功率等级接近500MW，供电效率已达55%～58%，最高60%，远高于超临界汽轮发电机组的效率（约40%～45%）。
而且，其初始投资、占地面积和耗水量等都比同功率等级的汽轮机电厂少得多，已经成为烧天然气和石油制品的电厂的主要选择方案。
由于世界天然气供应充足，价格低廉，所以，最近几年世界上新增加的发电机组中，燃气轮机及其联合循环机组在美国和西欧已占大多数，亚洲平均也已达36%，世界市场上已出现了燃气轮机供不应求的局面。
GBT14411-2008轻型燃气轮机控制和保护系统
GB/T14411-2008轻型燃气轮机控制和保护系统Controlandprotectivesystemforaero-derivativegasturbine本标准代替GB/T14411-I993((轻型燃气轮机控制和保护系统》。
本标准与G13/T14411-1993相比主要变化如下:—修改了标准适用范围(本版的第1章);—修改了清吹要求(本版的3.2.1.5);—补充了正常停机和紧急停机要求(本版的3.2.3.2、3.2.3.3);—增加了同步控制、瞬时超速限制和输出功率限制要求(本版的33.5,3.4.8、3.4.9);--—补充了数字电子控制系统的性能指标要求(本版的3.4.3.2);—删除了环境试验条款(1993年版的5.3);—修改了数字控制系统要求，整合成3.1(1993年版的第7章);—修改了保护装置中信号器和监控参数相关要求(本版的4.3.4、4.3.5);—增加了环境条件要求(本版的第7章)。
本标准由中国航空工业第一集团公司提出。
本标准由中国航空工业第一集团公司归口。
本标准起草单位:中航世新燃气轮机股份有限公司、中国航空综合技术研究所、江苏中航动力控制有限公司。
本标准主要起草人:田祥泰、于培敏、张华、孟凡涛、俞建峰。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为:—GB/TI441I-1993。
目录目录 (2)1范围 (4)2规范性引用文件 (4)3控制系统 (4)3.1基本要求 (4)3.2控制功能 (4)3.2.1起动 (4)3.2.2加、减负荷 (5)3.2.3停机 (6)3.2.4防止喘振 (7)3.3燃料调节 (7)3.3.1概述 (7)3.3.2稳态转速调整 (7)3.3.3恒速控制 (7)3.3.4变速控制 (8)3.3.5同步控制 (8)3.4性能指标 (8)3.4.1死区 (8)3.4.2漂移 (8)3.4.3转速控制系统的稳定性 (8)3.4.4温度控制系统的稳定性 (8)3.4.5电功率控制系统的稳定性 (9)3.4.6机械驱动控制系统的稳定性 (9)3.4.7整个系统的稳定性 (9)3.4.8瞬时超速限制 (9)3.4.9输出功率限制 (9)4保护系统 (9)4.1保护要求 (9)4.1.1燃料切断 (9)4.1.2超速保护 (10)4.1.3过低转速保护 (10)4.1.4火普保护 (10)4.1.5熄火保护 (10)4.1.6控制及保护系统故障保护 (11)4.2保护功能 (11)4.2.1概述 (11)4.2.2超速保护 (12)4.2.3超温保护 (12)4.2.4超扭保护 (12)4.2.5低转速保护 (12)4.2.6振动保护 (12)4.2.7喘振保护 (12)4.2.8滑油压力低 (12)4.2.9点火不成功 (12)4.2.10熄火保护 (12)4.2.11转速悬挂保护 (12)4.2.12轴位移保护 (13)4.2.13进气过滤器压差高 (13)4.2.14轴承温度高保护 (13)4.2.15控制及保护系统故障 (13)4.2.16滑油冷却器出口处滑油温度高 (13)4.2.17滑油或姗料过滤器压差高 (13)4.2.18滑油供油或回油温度低 (13)4.2.19滑油回油温度高 (13)4.2.20燃料压力低 (13)4.2.21燃料压力高 (13)4.2.22燃料温度低 (13)4.2.23燃料泄漏 (13)4.2.24起动装置出现故障 (14)4.2.25油箱油位高 (14)4.2.26油箱油位低 (14)4.2.27热电偶故障 (14)4.2.28滑油泵故障 (14)4.2.29动力涡轮转速信号消失 (14)4.2.30燃气轮机转速信号消失 (14)4.2.31有危险的大气条件检测 (14)4.2.32辅助设备的保护 (14)4.2.33其他的过程或被驱动设备的功能故障 (14)4.2.34火替保护 (14)4.3保护装置 (14)4.3.1概述 (15)4.3.2电动、机械和手动保护 (15)4.3.3音响报警 (15)4.3.4信号器 (15)4.3.5监控参数 (15)4.3.6信息传递、监控、故障诊断和预测 (15)4.3.7保护装置的功能检查 (15)5试验要求 (15)5.1性能试验 (15)5.1.1概述 (16)5.1.2校准试验 (16)5.1.3模拟试验 (16)5.1.4装机试验 (16)5.2室温持久试验 (16)5.3试用 (16)6电气设备 (16)6.L电源 (16)6.2接地与屏蔽 (17)6.3配线 (17)6.4安装 (17)7环境条件 (17)7.1概述 (17)7.2环境温度 (17)7.3环境相对湿度 (17)7.4环境振动 (17)7.5环境的大气压力 (18)7.6电磁干扰 (18)8维护和寿命 (18)1范围本标准规定了轻型燃气轮机(以下简称燃气轮机)控制系统的控制功能和性能要求、保护系统的保护功能和保护装置及其试验要求。
燃气轮机简介
西门子SIEMENS 燃气轮机 ❖ we
GE 燃气轮机
1、燃气轮机基本原理
❖ 地面燃气轮机旳评价参数：
效率：42.9% ，联合循环效率高达58%；（油耗率、热耗） 功率： 最大334MW； 涡轮前温度、压比； 寿命：50000~100000小时； 停机检验时间：4000~8000小时； 单位功率旳重量：重型旳一般不小于2～5kg/kW，轻型则
在1872瑞士人Stole取得了一种燃气轮机旳专利，他设计 旳燃气轮机涉及多级轴流式压气机、反动式涡轮、燃烧 室、回热器等部件。
1895年,美国人 Charles提出了完整旳燃气轮机旳设计专 利。
2、燃气轮机发展史
❖ 在1923年，法国人 Stolze制造了第一台“真正”
旳燃气轮机，而且进行了试验，但是成果却是失败 了。装置除了带动本身旋转外，几乎不能对外输出 功。 ❖ 同步，其他旳人也尝试制造燃气轮机，但是几乎都 失败了。 ❖ 失败旳主要原因有两个：
部件旳效率偏低（主要是压气机，当初旳压气机效率只有 60%左右）。
材料旳限制（没有耐热钢和冷却技术，涡轮前温度只有 740K左右，在后来旳学习中会发觉涡轮前温度循环效率旳 影响最大）。
2、燃气轮机发展史
❖ 到了20世纪30年代，因为空气动力学旳发展应用在 压气机设计领域，使得压气旳效率和压比均得到了 提升；同步冶金技术旳发展出现了耐热钢，能够承 受500~600摄氏度左右旳高温。为燃气轮机旳制造成 功提供了基本旳确保。
一、燃气轮机简介
1. 燃气轮机基本原理 2. 燃气轮机发展史 3. 燃气轮机旳特点 4. 燃气轮机旳应用 5. 发展前景
燃气轮机手册
燃气轮机手册燃气轮机是一种热力机械，将燃料的化学能转化为机械能。
下面是一份简要的燃气轮机手册，介绍燃气轮机的基本原理、类型、应用和维护。
一、燃气轮机基本原理燃气轮机的工作原理是基于热力学循环，通常采用布雷顿循环。
在布雷顿循环中，气体在高温高压条件下膨胀，产生动力，然后通过冷却在低压低温条件下收缩，形成一个闭合的循环。
燃气轮机的四个主要部分是：燃烧室、喷嘴、涡轮和压缩机。
1. 燃烧室：燃烧室是将燃料和空气混合并燃烧的地方。
燃料可以是天然气、石油气、煤炭气等多种形式。
2. 喷嘴：喷嘴是将高温高压的气体排放到涡轮的地方。
喷嘴的设计对燃气轮机的性能至关重要。
3. 涡轮：涡轮是燃气轮机的核心部分，利用高温高压气体的能量驱动。
涡轮的叶片设计要承受高速气流的冲击，因此需要高温合金等先进材料。
4. 压缩机：压缩机是将空气压缩并送入燃烧室的地方。
压缩机的工作效率直接影响到燃气轮机的性能。
二、燃气轮机类型1. 轴流式燃气轮机：轴流式燃气轮机的气体流动方向与轴线平行，具有结构简单、体积小、重量轻、维护方便等优点。
2. 径流式燃气轮机：径流式燃气轮机的气体流动方向与轴线呈径向，具有效率高、抗振性能好等优点。
3. 反动式燃气轮机：反动式燃气轮机在涡轮后方设有反作用轮，可以提高输出功率和效率。
三、燃气轮机应用燃气轮机广泛应用于电力、石油、化工、航空、航天等领域。
在电力领域，燃气轮机主要用于应急发电、调峰发电和热电联产等。
在航空航天领域，燃气轮机是飞机和火箭的动力装置。
四、燃气轮机维护1. 定期检查：定期对燃气轮机进行检查，确保各部件工作正常，及时发现并排除故障。
2. 清洁保养：保持燃气轮机清洁，避免灰尘和污物进入机内，影响性能和寿命。
3. 燃料系统维护：定期检查燃料系统，确保燃料供应稳定，防止泄漏。
4. 冷却系统维护：保持冷却系统畅通，避免过热损坏。
5. 润滑系统维护：定期更换润滑油，保证各部件润滑良好。
燃气轮机是一种高效、环保的热力机械，具有广泛的应用前景。
工程热力学习题集附答案
工程热力学习题集一、填空题1．能源按使用程度和技术可分为 能源和 能源。
2．孤立系是与外界无任何 和 交换的热力系。
3．单位质量的广延量参数具有 参数的性质，称为比参数。
4．测得容器的真空度48V p KPa =，大气压力MPa p b 102.0=，则容器内的绝对压力为 。
5．只有 过程且过程中无任何 效应的过程是可逆过程。
6．饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域，位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态：未饱和水 饱和水 湿蒸气、 和 。
7．在湿空气温度一定条件下，露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越 、水蒸气含量越 ，湿空气越潮湿。
（填高、低和多、少）8．克劳修斯积分/Q T δ⎰ 为可逆循环。
9．熵流是由 引起的。
10．多原子理想气体的定值比热容V c = 。
11．能源按其有无加工、转换可分为 能源和 能源。
12．绝热系是与外界无 交换的热力系。
13．状态公理指出，对于简单可压缩系，只要给定 个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。
14．测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，则容器内的绝对压力为 。
15．如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使 都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。
16．卡诺循环是由两个 和两个 过程所构成。
17．相对湿度越 ，湿空气越干燥，吸收水分的能力越 。
（填大、小）18．克劳修斯积分/Q T δ⎰ 为不可逆循环。
19．熵产是由 引起的。
20．双原子理想气体的定值比热容p c = 。
21、基本热力学状态参数有：（ ）、（ ）、（ ）。
22、理想气体的热力学能是温度的（ ）函数。
23、热力平衡的充要条件是：（ ）。
24、不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（ ）。
25、卡诺循环由（ ）热力学过程组成。
26、熵增原理指出了热力过程进行的（ ）、（ ）、（ ）。
31.当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时，该热力系为_______。
工程热力学本科生期末复习题2答案
一判断题1.均匀则一定平衡。
反之平衡也一定均匀；（X）2.稳定状态一定是平衡状态；（X）3.判断一个热力过程是否可逆的条件是准平衡过程且无耗散效应；（V）4.次含只有在流动工质中才存在；（X ）5.对于定压过程热力学第一定律的表达式可写为q =湖；（V）6.闭口热力系吸收一定热量后，其!W一定增大；（A/）7.用压力表可以直接读出绝对压力值；（X ）8.白发过程为不可逆过程，非白发过程必为可逆过程；（X）9.w = Jpd v可用于准平衡过程求功量；（X ）10.热力系没有通过边界与外界交换能量，系统的热力状态也可能变化；（X）11.初、终态相同的热力过程，不可逆过程的炳变大于可逆过程的!W 变；（X）12.任意可逆循环的热效率都是门t=1-TJT1；（X）13.经不可逆循环，系统和外界均无法完全恢复原态；（X）14.理想气体的G,C v值与气体的温度有关，则它们的差值也与温度有关；（X）15.气体的比热可以从-8变化到+8的任何值；（X）16.理想气体的比热容与工质、温度和过程有关；（/）17.理想气体任意两个状态参数确定后，气体的状态就一定确定了；（X）18.理想气体的的次含只和温度有关，是状态参数，而实际气体的次含不是状态参数；（x）19.工质稳定流经热力设备时，所做的技术功等于膨胀功减去流动功；（V）20.多变过程即任意过程；（X）21.工质进行了一个吸热、升温、压力下降的多变过程，则多变指数n 满足0<n<1 ; （V）22.定温压缩是压气机最理想的工作模式；（v7）23.余隙容积的存在是耗功量增大；（X）24.制冷系统的制冷系数肯定大于1; （X）25.三种动力系统中蒸汽动力系统的效率是最高的，因为其最接近卡诺循环；（X）26.绝热节流的温度效应可用一个偏导数来表征，这个量称为焦耳- 汤姆逊系数。
它是一个状态的单值函数。
实际气体节流后温度可能升高、降低或不变；（/）27.理想气体流过阀门，前后参数变化为△ s>0, △ T=0;（"）28.对于缩放喷管，出口压力随着背压的变化而变化，故其流量也随着背压的变化而变化；（x）29.对于减缩喷管，当P b 4 P er时，减低P b流量保持不变；（A/）30.渐缩喷管出口气流的马赫数可以是任意非负数；（X ）31.喷管的流动过程中肯定能达到当地音速；（X）32.湿空气的相对湿度下降，湿空气中所含水分不一定减少；（A/）33.水蒸气的次含炳图上，湿蒸气区的等温线既为等压线，是一组斜率相同的倾斜直线；（X）34.对于饱和空气，t=t w=t d ；（V）35.对未饱和空气进行降温，含湿量先保持不变，再降低；（/）36.对于水（蒸汽），任意两个状态参数可确定其状态；（错）37.相对湿度较高的空气，其露点温度也较高；（X ）38.湿饱和蒸汽的次含等于饱和水的次含加上干度乘以汽化过程中1kg饱和水变成干饱和蒸汽所吸收的热量；（V）39.过热蒸汽的温度总是大于未饱和水的温度；（X）40.湿空气在总压力不变，干球温度不变的条件下，湿球温度愈低，其含湿量愈小。
燃气轮机培训试题(3)
一、填空题1.三菱M701F3燃机压气机共（17 ），压比（17 ）。
透平进口温度（1400℃）2.三菱M701F3燃机抽气分别位于压气机第（6，11，14）其作用是（密封防喘）3.三菱M701F3燃机每个燃烧器有（8 ）个主燃料喷嘴和（1 ）个值班燃料喷嘴。
4.三菱M701F3燃机透平上下缸温差大于（90℃）压气机上下缸温差大于（65℃。
）禁止启动机组。
5.燃气供气系统中燃料压力控制阀的作用是：（控制流量控制的前后压差）流量控制阀的作用是：（控制天然气的流量）6.天然气主要成分是：（CH4）其爆炸极限为：（5%-15% ）爆炸下限10%LEL等于实际浓度：（0,5%）VOL7.汽包水位三冲量是通过：（汽包水位，给水流量，蒸汽流量）三个量来自动控制的。
8.轴封蒸汽来源是：（机组辅助蒸汽和高压主蒸汽）9.交流电A，B，C三相的标识色分别为：（黄，绿，红）直流电正极为：（赭）色，负极为：（蓝）色。
10.电气设备状态的定义有：（检修，热备用，冷备用，运行）。
11.电气五防的内容：（①防止误分、合断路器。
②防止带负荷分、合刀闸③防止带电挂（合）接地线（接地开关）。
④防止带接地线（接地开关）合断路器（隔离开关）。
⑤防止误入带电间隔。
）12.6KV电动机测绝缘是应选择摇表电压等级为：（2500V）其值不低于（6MΏ）380V电动机测绝缘时应该选择摇表电压等级为：（500V）其值不低（0.6MΏ）13.两票三制中的两票是指：（工作票，操作票）二、判断题1、燃机的压比越高，输出功率越大。
（×）2、燃机防揣措施有，IGV，静叶可调，级间放气，双转子。
（√）3、燃机调压站监控调压器的设定值比工作调压器的设定值低。
（×）4、余热锅炉实际上是一种复杂化的热交换器。
（√）5、锅炉升压速度的大小取决于汽包升温速度的限制。
（√）6、凝汽器真空越高，汽轮机组效率越高。
（×）7、汽轮机主气门的主要作用就是在危急情况下，迅速切断汽轮机的气源。
(完整版)燃气轮机
燃气轮机简介1、燃气轮机发展史1939年世界上第一台燃气轮机投入使用以来，至今已有65年的历史。
在这65年中燃气轮机的发展非常快，其性能、结构不断地提高和完善。
燃气轮机的用途已从过去的军事领域扩展到铁路运输、移动电站、海上平台、机械驱动和各种循环方式的大中型电站等。
例如：简单循环、回热循环、间冷循环、再热循环、燃气—蒸汽联合循环（单压、双压、三压再热）、增压硫化床燃烧—联合循环（PFBC—CC）、整体式煤气化联合循环（IGCC）等。
由于燃气轮机具有用途广泛、启动快、运行方式灵活、用水量少、热效率高、建设周期短以及对燃料的适应性非常广（各种气体燃料、液体燃料和煤）等特点，因此可以这样说，燃气轮机已经成为热机中的一支劲旅，汽轮机长期独霸发电行业的格局已经开始动摇。
近二十年来，燃气轮机在电站中的应用得到了迅猛发展。
这是因为燃气轮机启动速度快、运行方式灵活，且能在无电源的情况下启动（黑启动Black），机动性能好且有极强的调峰能力，可保障电网安全运行。
进入八十年代以后，燃气轮机技术得到了迅猛发展，技术性能大幅度提高。
到目前为止单机容量已达334MW，简单循环的燃气轮机热效率达43.86%，已超过大功率、高参数的汽轮机电站的热效率。
而燃气—蒸汽联合循环电站的热效率更高达60%。
先进的燃气轮机已普遍应用模块化结构，使其运输、安装、维修和更换都比较方便，而且广泛应用了孔探仪定期检查、温度控制、振动保护、超温保护、熄火保护、超速保护等措施，使其可靠性和可用率大为提高。
此外，由于燃气轮机的燃烧效率很高，未燃烧的碳氢化合物、一氧化碳、二氧化硫等排放物一般都能达到严格的环保要求。
注水/蒸汽燃烧室和DLN燃烧室的应用使NO X的排放降至9-25ppm。
2、我国燃气轮机工业概况我国解放前没有燃气轮机工业，解放后全国各地试制过十几种型号的陆海空用途的燃气轮机。
1956年我国制造的第一批喷气式飞机试飞，1958年起又有不少工厂设计试制过各种燃气轮机。
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2、压比平衡 T*= C*
压气机压比 涡轮膨胀比 总压保持系数 =CBT
3、功率平衡
平行双轴机组
机械联系的各部件的驱动力矩，应等 于总的阻力矩（包括压气机耗功）， 即每根轴上的功率应平衡。 单轴机组： 或 NT=NC+Nm+Ne NT=NC/m+Ne
压气机内功率
N 单轴燃气轮机变工况特性
一、燃机平衡运行条件
机组在不同负荷下稳定运行时，各部件的 参数（流量、转速、压比、功率）应满足 的相互配合的条件。
分析讨论燃气轮机变工况的基础：
各部件的特性和平衡运行条件
平行双轴机组
1、转速平衡
每根轴上的转子转速相同。
单轴机组：nC=nT=n 分轴机组：nC=nHT nLT=n
喘振边界
“O”设计工况
恒速机组
“C”空载工况
⑶加载性好
变工况时空气流量增大
nc不变，增加负荷 Ne
—B到设计量而不会引起超温；
部分负荷下 c*、c*、* e 空载工况下 Gc压气机耗功 适用：高速下长期运行
—Nc变化不大，NT增加； —NT立即增加。
设计工况
O
2、单轴变速机组
二、单轴燃机联合运行线（等温比线）
燃机的联合运行工况点： —压气机、燃烧室和涡轮协调工作时的平衡 运行工况点 燃机的联合运行线：
*= T3*/T1*
—在压气机特性线上绘出的等温比曲线族
求解方法
（1）联合求解法：
利用已获得的压气机、燃烧室和涡轮的特性线， 根据平衡运行条件来联合求得。
（2）近似计算法：
螺旋桨型负荷 N e= cn3 ①变工况运行线 o→b’→c’
负荷Ne时，n nc
新的平衡点b’ c*、Gc、*
变速机组 喘振点
恒速机组
⑵稳定性变坏
—逐渐靠近喘振边界 —低负荷时可能进入喘振工况
负荷Ne时，nc ，Gc 首先在第一级发生喘振 点c’
⑶加载性较差
空气流量减小较多；增加负荷 Ne时，不能急速增加燃料 — 否则T3*易超过允许值超温 — 甚至会使压气机进入喘振工况 — 缓慢加载（适应能力差）
组成燃气发生器；
低压涡轮与负荷共轴 (LT-L)。
宜用于变速负荷。
2.2 平行双轴方案
高压压气机由高压涡轮 带动（HC-HT）； 低压压气机由低压涡轮 带动（LC-LT）。
负荷的带动有两种形式：
HT-L或LT-L 以高压轴带动负荷HC-HT-L 宜用于恒速负荷。
以低压轴带动负荷LC-LT-L，宜用于变速负荷。
3．三轴方案
3.1 低压涡轮带动负荷
LT-L
高压压气机由高压涡轮 带动（HC-HT）； 低压压气机由中压涡轮 带动（LC-MT）。
可用于变速负荷。
3.2 中压涡轮带动负荷
（MT-L）
高压压气机由高压涡轮 带动（HC-HT）；
低压压气机由低压涡轮
MT-L
带动（LC-LT）。
宜用于常在部分负荷下 工作的高效机组。
2、变工况性能分析
与单轴相比
经济性 稳定性 加载性
恒速机组 好些 差些 差不多
变速机组 差 好 差不多
负荷Ne时，
保持p1*、T1*不变；调节使nco不变； 同时关小油门，使B；
T3*，即3* —新的平衡点“b”
运行线o→b 负荷Ne至零，点c所示， b→c “c”空载工况
整个机组： Neb<Neo Bb<Bo eb<eo
单轴恒速机组
②变工况性能分析
⑴经济性较差 ⑵稳定性好
—压气机远离喘振边界 —涡轮不超温
e
3600 N e BH
u
变速负荷
恒 速 负 荷 超 速 边 界
最佳运行线 变频调速
6-3 分轴燃气轮机的变工况特点
一、优点
1 变工况外界负荷的变化对压 气机的工作影响较小
2 可带动各种负荷，应用广泛
恒速、变速、牵引等
3 两轴转速不同
nc=nHT>nLT C和HT体积小，节省耐高温材料
4在HT和LT之间可采用再热
第六章 燃气轮机的变工况
6-1
概述
燃气轮机的变工况研究目的 基本要求及性能指标 负荷特性 不同的轴系方案
具体的组合方式
五、燃气轮机的轴系方案
1．单轴方案（C-T-L）
压气机、涡轮及负荷共用一根轴。 宜用于恒速负荷。
2．双轴方案
2.1 分轴方案
压气机与高压涡轮共轴
(C-HT)和燃烧室一起
二、分轴燃气轮机的平衡运行带 及其变工况性能分析
1、平衡运行带
转速平衡 nC=nHT nLT=n 外界负荷变化引起转速n变化， 直接影响到nLT，进而影响LT 的工作特性； LT性能变化影响到HT时，使 压气机的工作也受到一定影响 。 压气机特性图上，同一个转速下，机组运行区域是一条 窄的运行带；其流量和压力可在较小范围内变化。
如果没有涡轮特性线，可利用涡轮的椭圆方程来 近似计算获得。
（3）测试法：利用压气机特性实验装置来测得。
测试方法
在压气机后面加装一个燃烧室；将燃烧室后 面的排气阀固定在某一开度来代替涡轮。
测试时，改变燃气初温和压气机转速，测得 不同工况下的流量和压比。 在压气机特性线上，把各种转速下的燃气初 温相同的点连起来，得到一组等温比曲线。
*=常数 *
温比增加时，等 温线向着左上方 移动。
* ,T3*
燃气比体积 v 3 （阻力增大） p 2 C
*
三、单轴燃机的变工况特性
1、单轴恒速机组
nc = nT = n = const ①变工况运行线 o→b→c
“O”设计工况点 压气机： c*、流量* 涡轮： T*、流量* 恒速机组
NHT=NHC/m2
涡轮内功率
分轴机组：
机组附件消耗和 机械损失功率 机械效率 NLT=Ne/m2
NHT=NC/m1
4、流量平衡 GT= GC+Gf - G
燃气流量
冷却用和泄 露的空气量
进气量
燃料消耗量
变工况时，可近似认为： G/G ≈const C
粗算时，可取
GT ≈GC
②变工况性能分析 ⑴经济性较好
* 慢，较高；处于c*较高区域
不宜用于：车辆等机械牵引负荷
变速机组 O-b’-c’
恒速机组 o-b-c
四、单轴燃气轮机变工况特性曲线的应用
——通过实验，把燃气轮机的主 要性能指标，如功率、转速、 温比、燃料消耗量（或耗油率） 在变工况时的相互关系绘制在 一张图上。 ——只要已知转速和温比，即可 确定功率、燃料消耗量，进而 求得有效效率。 ——P137 图6-4 采用设计参数的相对值。