燃气轮机蒸汽轮机联合循环讲义PPT课件

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3、燃气轮机工作过程的分类
燃气轮机的工作过程是最简单的，称为简单循环； 此外，还有回热循环和复杂循环。
燃气轮机的工质来自大气，最后又排至大气，是 开式循环；此外，还有工质被封闭循环使用的闭 式循环。例如：燃气—蒸汽混合循环电厂。
燃气轮机与其他热机相结合的称为复合循环装置。
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4、影响效率的主要因素
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2、燃气轮机的工作过程 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，随即流入燃气透平中膨胀 作功，推动透平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 气透平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，需用启动设备，待加速 到能独立运行后，起动机才脱开。
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。
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下面是一台燃气轮机模型，通过它来了解燃气轮机的工作过程。
模型的前端是空气进入口；环绕燃气轮机安装的是燃烧室；在燃烧室端面有 天燃气的入口；燃气轮机的后面是燃烧后的高温气体排出口。
燃气轮机电站技术培训学习资料
（基础篇）
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第一章：燃气—蒸汽联合循环发电简介
第 一节、 天然气是绿色能源
天然气的主要成分是甲烷（CH4），其分子由一个碳原子（C） 与四个氢原子（H）组成。天然气无色、无味、无腐蚀性，天 然气燃烧生成水（H2O）与二氧化碳（CO2），不产生灰、渣、 二氧化硫等有害物质，天然气是世界公认的清洁能源。LNG就 是液化天然气，液化后的天然气体积是气体形态的六百份之一， 方便大量储存和远距离运输。采
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燃气轮机是以连续流动的气体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，是一种旋转叶轮式热力发动机。 燃气轮机的基本原理与蒸汽轮机很相似，不同处在 于工质不是蒸汽而是燃料燃烧后的烟气。燃气轮机 属于内燃机，所以也叫内燃气轮机。
燃气轮机是利用气体作为工质在燃烧室里燃烧，将 燃料的化学能转变为气体的内能。在喷嘴里，气体 的内能转变为气体的动能，燃气高速喷出，冲击叶 轮转动
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把燃气轮机剖去1/4，可以看到内部的结构。 燃气轮机由三大部分组成，左边部分是压气机，有进气口，内部一排排 叶片是压气机叶片；中间部分是燃烧器段，围绕一圈的是燃烧室； 右边部分是燃机透平，其中有透平叶片，右侧是燃气排出口。
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第二节、燃气轮机的设备结构
燃气轮机构造有三大部分：空气压缩机，燃烧室， 燃气透平系统。 1、燃气轮机之空气压缩机。 压气机负责从周围大气中吸入空气，增压后供给 燃烧室。为了生成高压空气，压气机装有多级叶 轮，若干叶轮固定在压气机的转轴上构成压气机 转子,转子上的叶片称为动叶。如下图所示：
气轮机，其效率为13％、功率为370千瓦，按等 容加热循环工作，但因等容加热循环以断续爆燃 的方式加热，存在许多重大缺点而被人们放弃。
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燃气轮机发展史
随着空气动力学的发展，人们掌握了压气机叶片 中气体扩压流动的特点，解决了设计高效率轴流 式压气机的问题，因而在30年代中期出现了效率 达85％的轴流式压气机。与此同时，透平效率也 有了提高。在高温材料方面，出现了能承受 600℃以上高温的铬镍合金钢等耐热钢，因而能 采用较高的燃气初温，于是等压加热循环的燃气 轮机终于得到成功的应用。
1939年，在瑞士制成了四兆瓦发电用燃气轮机， 效率达18%。同年，在德国制造的喷气式飞机试 飞成功，从此燃气轮机进入了实用阶段，并开始 迅速发展。
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燃气轮机发展史 随着高温材料的不断进展，以及透平采用冷却叶
片并不断提高冷却效果，燃气初温逐步提高，使 燃气轮机效率不断提高，单机功率也不断增大。 在70年代中期出现了数种100兆瓦级的燃气轮机， 最高能达到130兆瓦。
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第二章：燃气—蒸汽联合循环发电系统的流程
下图是燃气—蒸汽联合循环发电系统设备与生产流程图，显示了天然气发电的主要流程
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在经过加热后的天然气进入燃气轮机的燃烧室，与压气机压入 的高压空气混合燃烧，产生高温高压气流推动燃气轮机旋转做 功。
从燃气轮机排出的气体温度高达摄氏600度，仍然具备很高的 能量，把这些高温气体送到锅炉，把水加热成蒸汽去推动蒸汽 轮机，带动发电机发电。国在公元十二世纪的南宋高宗年间就已有走马 灯的记载，它是涡轮机(透平)的雏形。
15世纪末，意大利人列奥纳多·达芬奇设计出烟气 转动装置，其原理与走马灯相同。
至17世纪中叶，透平原理在欧洲得到了较多应用。 1791年，英国人巴伯首次描述了燃气轮机的工作
过程。 1920年，德国人霍尔茨瓦特制成第一台实用的燃
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第三章：燃气轮机概述
第 一节、燃气轮机工作原理及工作过程
1、燃气轮机的工作原理 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 是靠燃烧产生的高温高压气体推动燃气叶轮旋转 如下图：
用 LNG为原料，采用“燃气—蒸汽联合循环”技术来发电的 电厂称为燃气—蒸汽联合循环发电厂。采用天然气发电可大大 减少对环境的污染，采用“燃气—蒸汽联合循环”技术发电， 发电效率高达57%，燃煤电厂为40%左右，发同样的电能 CO2排放量仅为燃煤电厂的40%左右。
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第二节、液化天然气 （LNG）燃机发电厂与燃煤发电厂性能比较示意图
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在每两级动叶之间有一组静止的叶片（简称静叶），一组动 叶与后面相邻的静叶，称为压气机的一个级。多数燃气轮机 的压气机有十几级，高速旋转的动叶把空气从进气口吸入压 气机，经过一级又一级的压缩，变成高压空气。由于压气机 内气体流动方向与旋转轴平行，称为轴流式压气机。如下图