燃气轮机及其在石油化工领域的应用(一)
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
燃气轮机在海洋石油平台上的应用
片转向控制装置液压动力源的液压油, 来调整叶片 转向。
2) 启动系统。 燃气轮机启动系 统通常为电启 动。该系 统简 单, 操作方便。系统即由开关控制交流电, 经电抗 器和变频装置至启动电机来启动燃气透平, 可有效 防止该系统过电流和控制启动电机速度, 当燃气轮 机转速升至 60% 时, 启动电机自动脱离, 启动完 成。 3) 燃料系统。 海上采油平台燃气轮机的燃 料系统通常有两 种, 双燃料系统 # 燃油 ( 柴油 ) 和燃气系统。 ( 1) 双燃料系统是燃油 ( 柴油 ) 和燃气两个 各自独立的系统组成。其中燃气系统简单。透平的 燃气管道上设有关断阀和控制阀, 来控制着燃气进 入透平燃气管汇再分配给各燃气喷嘴。系统上的各 种阀件是由气 /电或电动, 自动连锁控制着, 保障 该系统安全运作。 与燃气系统不同, 燃油系统还设有燃油增压泵 和燃油供给泵。如: 渤南 BN 26- 2 平台透平发电 机组就配备了双燃料系统。 ( 2) 燃气系统。由于燃 气系统是个独 立的系 统, 其系统特点, 在双燃料系统中已叙述。 4) 供气及泄放系统。 供气及泄放系统中的供气, 就是将大气经过燃 气轮机的压缩器, 压缩成高压气体。空气经压缩的 高压气体又分成两部分, 其中一部分供给燃气轮机 燃烧室与燃气混合燃烧爆炸, 产生巨大能量推动透 平高速旋转。另一部分气体作用为: ∃ 吹除透平冷 却空腔由于燃 烧爆炸而产生的 巨大热量, 冷却透 平; % 利用其高压高温的特点, 清除管路、喷嘴的 污染结碳等; & 雾化透平燃油供透平燃烧。通常这 部分气体被称为 PCD 气, 这是燃气轮机系统的 主要特点。 5) 通风系统。 燃气轮机的另一个特点就是透平装置机组用围 板箱围起来。虽然透平内空腔被 PCD 气吹扫冷 却, 但透平装置外壳还存有大量的热在围板箱内。 围板箱内的高 温严重影响着各 种电气、仪 表等设 备, 附件的正常工作, 所以燃气轮机围板箱设有通 风装置 ( 系统 ) , 将透平装置外壳的热量从围板箱 内排出箱外, 以保证各种电气、仪表等设备, 附件
燃气轮机技术发展及应用
燃气轮机技术发展及应用摘要：燃气轮机是国家资源节约战略发展下的一项工业产品，也是能源管理方向的最高技术水平的设备，因此发展燃气轮机技术，扩大燃气轮机的应用范围，是当下制造业的重点发展方向。
本文从燃气轮机技术发展的趋势出发和燃气轮机技术发展的内容出发，分析了燃气轮机技术的应用方向，供从事燃气轮机技术探究与应用的工作人员参考。
关键词：燃气轮机；技术发展；应用方式0引言燃气轮机的应用在现代企业生产中十分广泛，能够对国民经济发展中所需要的电力和能源进行输送与分配，还是国防领域中的重要应用设备，总体来说燃气轮机在现代社会运行中有着不可取代的作用。
随着科学技术的不断进步，近几年的燃气轮机发展技术已经达到了较高的水平，燃气轮机领域也取得了显著的科研成果。
1燃气轮机技术发展的趋势今后燃气轮机技术的发展趋势是，通过提高生产设备的温度和压力，来提高机组的运行功率及效率；燃气轮机要适应多种燃料的性质；改变燃气轮机的热力循环系统，运用新型的工质完善操作系统，优化操作的性能。
重型的燃氣轮机要不断朝着高参数、高性能、高效率、低污染的方向发展，经过相关技术人员与专家的研究，未来的燃气机轮最高温度可以达到1700度，联合运行的功率可达到65%，并将持续上升。
科学先进的气动设计技术能够进一步的提高高压气机和透平部件的性能，气动设计技术中的可控漩涡技术、自由涡技术、扭叶片技术、多圆弧叶技术、散叶技术、抽吸技术、主动控制技术、被动控制技术、可调叶片技术、间隙控制技术等，能够有效的减少燃气轮机在工业生产中的损失与浪费。
比方说运用可调叶片技术能够确保内压气机的工作效率，让内压气机能够在更宽的范围内运转；运用抽吸技术和主动控制技术，能够减少多级轴流压气机的级数和重量、扩大了多级轴流压气机的工作范围[1]。
为了拓宽燃料的适用范围，减少燃料燃烧过程中带来的污染，燃气轮机技术的研发专家要发展高效率低污染的稳定燃技术。
目前很多国家的燃气轮机制造厂家都在研究减少污染排放的技术，并投入了一定的物力资源、人力资源和财力资源，建立了专门的实验基地，从事对燃气轮机节能减排技术的研究，并将研究的技术应用在自己生产的燃气轮机中。
燃气轮机行业分析报告
燃气轮机行业分析报告一、定义燃气轮机是一种通过燃烧燃气来产生动力的一种先进的热能转换设备。
燃气轮机技术先进，效率高，运行稳定，可靠性强，广泛应用于电力、石油化工、航空等领域。
目前，燃气轮机行业已成为国家战略性新兴产业，具有重要地位和作用。
二、分类特点根据燃气轮机结构和功能的不同，可以将其分为航空发动机、工业燃气轮机和燃气透平机等几个大类。
航空发动机主要用于飞机、直升机、火箭等领域，工业燃气轮机主要用于发电、石油化工、制冷空调、船舶等领域，燃气透平机主要用于输气、输油、化工、制冷空调等领域。
不同类型的燃气轮机有着不同的特点和应用范围，但都具有高效、清洁、环保、经济等特点。
三、产业链燃气轮机行业的产业链主要包括原材料采购、组件制造、设备制造、设备安装、设备调试、设备维护和售后服务等环节。
其中，组件制造和设备制造是燃气轮机产业链的核心环节，直接决定了燃气轮机的品质和性能。
而设备安装、调试、维护和售后服务等环节则是燃气轮机行业的附加环节，对燃气轮机的品质和性能也有着重要的影响。
四、发展历程燃气轮机技术的发展从20世纪4、50年代开始，在短短几十年时间里，燃气轮机已从一种新奇的技术发展成为一个成熟的行业。
我国的燃气轮机技术是在20世纪50年代开始发展的，经过几十年的努力，已取得了重大进展。
目前，我国的燃气轮机企业已成为世界上具有竞争力的企业之一。
五、行业政策文件及其主要内容1、《国务院关于加快推进燃气轮机装备产业结构调整和技术创新工作的指导意见》。
主要内容：政策指出，要加快推进燃气轮机装备产业结构调整和技术创新，加快燃气轮机产业化进程，推动燃气轮机行业健康发展。
2、《国家能源局有关燃气轮机发电项目管理办法》。
主要内容：政策规定，对燃气轮机发电项目实行分类管理，加强监管，确保燃气轮机发电项目的安全、可靠、经济运行，保障国家电力供应。
六、经济环境、社会环境、技术环境经济环境：燃气轮机行业在国民经济中占据重要地位，发展前景广阔。
先进燃气轮机的性能提升与应用
先进燃气轮机的性能提升与应用在当今能源领域，燃气轮机作为一种高效、灵活的动力装置，发挥着至关重要的作用。
从发电到航空航天，从工业驱动到船舶推进，燃气轮机的应用范围广泛且不断拓展。
随着科技的飞速发展，对于燃气轮机性能的提升成为了研究的焦点，这不仅有助于提高能源利用效率，减少环境污染，还能推动相关产业的进步与创新。
燃气轮机的工作原理其实并不复杂。
它主要由压气机、燃烧室和涡轮这三大核心部件组成。
空气被压气机吸入并压缩，然后在燃烧室中与燃料混合燃烧，产生高温高压的燃气。
这些燃气随即推动涡轮旋转，涡轮的转动一方面带动压气机继续工作，另一方面输出机械功。
然而，要实现燃气轮机性能的显著提升，就需要在各个环节进行精心的设计和优化。
在压气机的设计上，先进的技术能够显著提高其压缩效率。
通过采用更先进的叶片造型和优化的流道设计，可以减少气流的损失，增加压力比。
例如，采用三维叶片设计和先进的空气动力学计算方法，能够使压气机在相同的尺寸和转速下，提供更高的压缩比，从而为燃烧过程提供更优质的条件。
燃烧室是燃气轮机的核心部分之一，其性能的提升对于整个系统的效率和排放有着关键影响。
先进的燃烧技术致力于实现更高效的燃烧过程和更低的污染物排放。
例如，采用贫油预混燃烧技术，可以在保证燃烧稳定性的同时，显著降低氮氧化物的生成。
此外，通过优化燃烧室的结构和燃料喷射方式，能够提高燃烧的均匀性和完全性，进一步提高能源利用率。
涡轮部分的性能提升同样至关重要。
新材料的应用是其中的一个重要方向。
例如，高温合金和陶瓷基复合材料的使用，可以承受更高的温度和更大的应力，从而允许燃气轮机在更高的温度下运行，提高热效率。
同时，优化涡轮叶片的冷却技术，能够有效地降低叶片表面的温度，延长涡轮的使用寿命，并且提高燃气轮机的可靠性。
除了硬件方面的改进，控制策略的优化也对燃气轮机的性能提升有着不可忽视的作用。
精准的控制系统可以实时监测和调整燃气轮机的运行参数，使其在不同的工况下都能保持最佳的性能。
燃气轮机
论燃气轮机一、燃气轮机概述燃气轮机是以连续流动的燃气作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。
它是以燃气而不是以水蒸气作为工质，因此可省去锅炉、冷凝器、给水处理等大型设备。
不仅如此，燃气轮机与以煤为燃料的蒸汽轮机相比，它具有重量轻、体积小、装置效率高、污染少、开停灵活等优点。
二、燃气轮机的类型及其工作原理（一）燃气轮机的类型燃气轮机从负荷情况上划分可分为重型和轻型两类。
一般工业上用于拖动发电机组发电，或用于机械驱动的燃气轮机都是重型燃气轮机；而用于飞机发动机的燃气轮机为轻型燃气轮机。
燃气轮机从结构上划分，燃气轮机可分为单轴、双轴和多轴燃气轮机。
单轴燃气轮机因其压气机、透平与负载共轴，负载的转速变化规律直接影响压气机转速，使吸入压气机的空气量发生变化，甚至使压气机喘振而发生事故。
为了使负载变化规律对压气机转速的影响降低到最小程度，即负载变化规律不直接影响压气机的转速，负载转速的变化规律只能通过内部气体工质的工作过程来间接影响压气机的工况，人们设法使压气机与负载不共轴，因而产生了双轴和多轴燃气轮机。
由上可见，在实际选型时，选用单轴、双轴还是多轴燃气轮机，取决于系统中负载的变化情况，当系统负载变化不大时，一般选用单轴燃气轮机，如大型火力发电厂用于拖动发电机的燃气轮机；当系统负荷变化较大时，可视其具体情况选用双轴或多轴燃气轮机。
（二）燃气轮机的工作原理燃气轮机的工作过程是压气机（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，成为高温燃气，随即流入燃气涡轮中膨胀作功，推动涡轮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，因而燃气涡轮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，需用起动机带着旋转，待加速到能独立运行后，起动机才脱开。
燃气轮机的工作过程是最简单的，称为简单循环。
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。
燃气轮机概述
MS9001E 简单循环、单轴、重型燃气轮机
燃气轮机的叶轮转子
压气机转子
等压燃烧的加热过程
燃气轮机的优点
1.
2. 3.
4. 5. 6. 7. 8.
结构紧凑，质量轻。即单位功率的质量小。 重型机组为2 ~ 5 kg/kw, 轻型机组为 1 kg/kw. 体积小，占地面积小。 起动快，从冷态起动至带满负荷，有些机组只需数分钟，在紧急 情况下起动时间还可缩短一半。 安装周期短，在做好基础设施等准备工作后，机组到位，很快就 能投入运行（约1~2 个月）。 运行平稳，可靠性高。 效率高，现简单循环的燃气轮机的热效率已达到 42.9 % 污染排放低。 耗水少或者不用水。
燃气轮机的四个工作过程
1、压气机的压缩过程：在压气即中，空气被压缩，比容 减少，压力、温度增加 2、燃烧室中的加热过程：在燃烧室中。从压气机中排除 的高压空气与燃料混合燃烧，将燃料中的化学能释放出 来，转化成热能，使工质温度升高，比容增大 3、透平中的膨胀过程：从燃烧室出来的高温高压燃气， 进入透平后，对外界输出一定数量的机械功，与此同时， 工质的温度、压力下降，比容增加 4、排气在大气中放热：燃气经排气机匣和烟道排入大气， 温度降到环境温度，此时压力、温度和比容都回到压气 机进口状态。
燃气轮机在静止状态时，压气机和透平都不 做功，机组 的通道中无气体流动，这时在燃烧室中无法加入，燃 料去燃烧。因此燃气轮机是无法依靠其自身来起动， 只有依靠外界动力。一般是用 起动机，用它带动压气机 转子旋转加速，使机组的流道中建立起气流，在燃烧 室中气流达到稳 定燃烧的条件后才能喷入燃料，点火 燃烧, 这时 透平输功率迅速增大，燃气轮机的速迅速增 加，当起动到燃气轮机自身能独立工作后，起动机才 脱开而停止工作 。
燃气轮机课件
燃气轮机课件燃气轮机课件燃气轮机是一种将化学能转化为机械能的设备，它在现代工业中起着至关重要的作用。
本文将介绍燃气轮机的工作原理、应用领域以及未来发展趋势。
一、工作原理燃气轮机基于布雷顿循环原理工作，即将空气压缩、燃烧、膨胀和排气四个过程连续进行。
首先，空气经过压气机被压缩，使得空气的温度和压力升高。
接下来，燃料被喷入燃烧室中与压缩空气混合并燃烧，释放出巨大的能量。
燃烧产生的高温高压气体通过涡轮机膨胀，驱动涡轮机旋转。
最后，排气经过排气管排出，完成一个循环。
二、应用领域燃气轮机广泛应用于电力、航空、船舶等领域。
在电力领域，燃气轮机通常与发电机组合使用，通过涡轮机的旋转驱动发电机发电。
相比传统的燃煤发电厂，燃气轮机发电具有快速启动、高效率和低污染的优势。
在航空领域，燃气轮机被用作喷气式飞机的动力装置。
其高功率密度和可靠性使得飞机能够在高空高速环境下安全运行。
此外，燃气轮机还广泛应用于船舶动力系统、石油钻机和工业压缩机等领域。
三、未来发展趋势随着能源需求的增长和环境保护意识的提高，燃气轮机的发展正朝着更高效、更清洁的方向发展。
一方面，燃气轮机的热效率不断提高，通过提高压缩比和燃烧温度，减少能量损失，提高机组的发电效率。
另一方面，燃气轮机的排放控制也得到了重视。
采用低NOx燃烧技术和燃烧后处理装置，可以显著降低燃气轮机的氮氧化物排放。
此外，燃气轮机与可再生能源的结合也是未来的发展方向。
通过将燃气轮机与太阳能、风能等可再生能源相结合，可以实现能源的高效利用和碳排放的减少。
总之，燃气轮机作为一种高效、可靠的能源转换设备，在工业领域发挥着重要作用。
通过了解其工作原理、应用领域和未来发展趋势，我们可以更好地认识和利用燃气轮机，推动工业的可持续发展。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
燃气轮机及其在石油化工领域的应用(一)
关键词：燃气轮机，石油化工，应用摘要：简单介绍了燃气轮机的发展史、燃气轮机的分类、工作原理、主要结构材料、影响燃气轮机效率的因素及其在石油化工领域的应用等。
一、引言
燃气轮机是以连续流动的燃气作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。
它是以燃气而不是以水蒸气作为工质，因此可省去锅炉、冷凝器、给水处理等大型设备。
不仅如此，燃气轮机与以煤为燃料的蒸汽轮机相比，它具有重量轻、体积小、装置效率高、污染少、开停灵活等优点。
作为燃气轮机的重要部件—--透平，其雏形在古代就已出现。
公元前150年，古埃及亚历山大城的希罗（HERO）描述的希罗球；我国南宋高年间记载的走马灯和1510年意大利人达﹒芬奇（LEONARDODAVINCI）提出的烟气装置，其工作原理基本相同，是现代涡轮机（透平）的雏形。
之后，燃气轮机的发展经历了漫长的试验过程。
直至1906年，法国人阿尔芒研制成世界历史上第一台能输出功的燃气轮机，这台燃气轮机的压比只有4，效率只有3，因而没有推广使用。
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370KW，但因按等容加热循环工作，存在重大缺陷而放弃。
随着空气动力学的发展，人们逐渐掌握了压气机叶片中气体扩压流动的特点，解决了压气机的高效率问题。
与此同时，透平的效率也有了相应提高。
在高温材料方面，出现了能承受高温的铬镍合金等耐热钢，因而可以采用较高的燃气初温，等压加热循环的燃气轮机终于得到了成功应用，从此燃气轮机进入了实用阶段，并开始迅速发展。
随着科学的不断进步，计算机等辅助设计的出现，耐更高温度的高温材料的发现和透平叶片冷却效果的提高，使燃气初温逐步提高，燃气轮机的效率也不断提高，燃气轮机开始在国民经济各行业中获得了广泛的应用。
在荷兰等欧美发达国家，为了合理利用燃料资源，已有50的化工部门安装了燃气轮机。
在我国燃气轮机的发展和应用起步较晚，目前在石油化工装置的应用更是凤毛麟角。
但随着国内能源市场的发展和变化，国家对环境的日益重视，以及燃气轮机技术的进一步改进，燃气轮机的市场前景十分广阔。
在油田、炼厂、化工厂、海上平台、油气田的注水注气、天然气的压缩和储存以及西气东输管线上的增压站等都可用燃气轮机作为压缩机及泵的动力。
二、燃气轮机简述
燃气轮机从负荷情况上划分可分为重型和轻型两类。
一般工业上用于拖动发电机组发电，或用于机械驱动的燃气轮机都是重型燃气轮机；而用于飞机发动机的燃气轮机为轻型燃气轮机。
从结构上划分，燃气轮机可分为单轴、双轴和多轴燃气轮机。
单轴燃气轮机因其压气机、透平与负载共轴，负载的转速变化规律直接影响压气机转速，使吸入压气机的空气量发生变化，甚至使压气机喘振而发生事故。
为了使负载变化规律对压气机转速的影响降低到最小程度，即负载变化规律不直接影响压气机的转速，负载转速的变化规律只能通过内部气体工质的工作过程来间接影响压气机的工况，人们设法使压气机与负载不共轴，因而产生了双轴和多轴燃气轮机。
由上可见，在实际选型时，选用单轴、双轴还是多轴燃气轮机，取决于系统中负载的变化情况，当系统负载变化不大时，一般选用单轴燃气轮机，如大型火力发电厂用于拖动发电机的燃气轮机；当系统负荷变化较大时，可视其具体情况选用双轴或多轴燃气轮机，如石油化工工业上用于机械驱动的燃气轮机。
燃气轮机的工作原理
燃气轮机主要由压气机、燃烧室和透平三部分组成。