燃气透平发电机构造功能详解ppt课件
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燃气轮机教学课件12-透平1
一、二级间轮盘 二、三级间轮盘
一级轮盘 二级轮盘 三级轮盘
转子采用外围拉杆结构，共12根拉杆螺栓。
透平冷却
采用从压气机中抽气来冷却的方法。
分为两部分：
转子和静子的冷却 叶片冷却
根据冷却部位所需压力的高低，
冷却空气自压气机的不同级处引来。 冷却空气量： 约占压气机进口空气流量的10%以上。
静叶栅(0-1)
减 静
压 止
增 喷
管 速
气体与外界无功的交换
0
1 0
dp
1 2
(c02
c12 )
Lr1
c1>c0 p0>p1
1
2
(c12
c02
)
1 dpБайду номын сангаас
0 - Lr1
1 2
(c12
c22 )
(c2c0)
绝对动能 压能
冲动力做功
c12
c02 2
i0
i1
动叶栅
减压增速 转动喷管
且气流方向改变、转折 较大，2>>1 ；
那么气流以绝对速度c2 流出动叶栅，与叶栅额 线的夹角为2。
c2 w22 u22 2w2u2 cos 2
一般1=14~20°
u 动叶
c2 w2 u
sin 2
w2
sin c2
2
基元级的速度三角形
进出口速度三角形画在一起。 注意：
①一般轴向分速度不相等，c2z c1z ；
亚声速气流
画法:
(1)静叶在前,动叶在后
1
标注三个特征截面
(2) 叶片间通道截面渐缩
(3)叶片运动方向
2
叶腹→叶背
燃气轮机第四章 燃气透平 PPT课件
轮和气缸）的高温强度和使用寿命问题。 一是不断研制新的耐高温的合金材料； 一是采用冷却透平热端高温部件。 着重研究叶轮和叶片的冷却问题： 工作叶轮的应力最大； 叶片承受的温度最高。 叶片冷却效果显著、费用低，称为突破性进展！
一、先进的透平材料和涂层
图4-26透平叶片材料发展趋势
图4-27先进涂层及其降温效应
二、叶片的冷却技术
两类冷却方式： 叶根冷却
一类把冷却空气吹向叶片外表进行冷却； 叶片冷却 一类把冷却空气通入叶片内部的专门流道进行冷却。
非常复杂：
叶片整个浸浴在高温燃气中，无法实现外部冷却； 叶片本身尺寸小，形状也较复杂，内部冷却复杂。
采用空气冷却叶片——从压气机引来一定量的空气，使 其流过叶片内部的冷却通道后，排入主燃气流中。
措施：在冷却空气入口处加装滤网；自压气机内径处引来冷 却空气；在动叶顶开清除孔 。
三、透平叶片的闭环蒸汽冷却
从外部引来蒸汽，对透平的静叶和动叶片冷却后再 引至外部，即蒸汽与燃气隔开而不流入燃气中.
优点：
①消除了冷却空气掺入导致的燃气温度降低； ②无冷却空气掺混引起的扰动，消除扰动损失； ③不需要从压气机中引气，减少了抽气损失。
i > 12~15°
用特性曲线定量估算这种影响。
二、透平特性线的表示方法
通常采用相似参数来绘制
以相似参数为坐标绘制的特性线为通用特性， 不受具体参数变化的影响。
qT T3* p3*
n T3*
T
p3* p4*
T
PT T3*
流量相似参数 转速相似参数
Macz
MauBiblioteka 流动相似=几何相似+运动相似+动力相似
一、先进的透平材料和涂层
图4-26透平叶片材料发展趋势
图4-27先进涂层及其降温效应
二、叶片的冷却技术
两类冷却方式： 叶根冷却
一类把冷却空气吹向叶片外表进行冷却； 叶片冷却 一类把冷却空气通入叶片内部的专门流道进行冷却。
非常复杂：
叶片整个浸浴在高温燃气中，无法实现外部冷却； 叶片本身尺寸小，形状也较复杂，内部冷却复杂。
采用空气冷却叶片——从压气机引来一定量的空气，使 其流过叶片内部的冷却通道后，排入主燃气流中。
措施：在冷却空气入口处加装滤网；自压气机内径处引来冷 却空气；在动叶顶开清除孔 。
三、透平叶片的闭环蒸汽冷却
从外部引来蒸汽，对透平的静叶和动叶片冷却后再 引至外部，即蒸汽与燃气隔开而不流入燃气中.
优点：
①消除了冷却空气掺入导致的燃气温度降低； ②无冷却空气掺混引起的扰动，消除扰动损失； ③不需要从压气机中引气，减少了抽气损失。
i > 12~15°
用特性曲线定量估算这种影响。
二、透平特性线的表示方法
通常采用相似参数来绘制
以相似参数为坐标绘制的特性线为通用特性， 不受具体参数变化的影响。
qT T3* p3*
n T3*
T
p3* p4*
T
PT T3*
流量相似参数 转速相似参数
Macz
MauBiblioteka 流动相似=几何相似+运动相似+动力相似
燃气轮机教学课件12-透平1
承力构件
转子由转盘、轴和动叶组成，有盘式和盘鼓式结构。 本体结构
良好的空气冷却系统 使动叶、转子和静子都有效地冷却。
透平气缸
排气扩压机闸
静动 叶叶
静动 叶叶
静动 叶叶
排气扩压器
排气道
一级轮盘 二级轮盘 三级轮盘
透平后半轴
1、静子
扩压机闸 —由排气扩压器内、外流道组成，扩压器内外环
间用筋板连接为一体。 —两种型式：铸造和焊接 气缸 —一般不再轴向分段，仅分为上下两半的单个气
缸，且铸造得到。
原因：透平级数少，轴向尺寸短；双层结构；空气冷却， 其工作温度相差不大。
1、静子
静叶
又称喷嘴，使高温高压的燃气在静叶中膨胀加速，把 燃气的热能转化为动能，然后推动转子旋转做功。
静叶通过持环和护环而固定在气缸上。 静叶组：两叶、三叶、四叶、五叶组 等等
刚性增强，不易扭曲或弯曲变形，广泛应用。
燃气在动叶中的膨胀程度
u
常用反动度T表示。
压气机用反力度C衡量在动叶栅中直接
把机械功转变为压力能的能力特性。
a．级示意图
一台燃气轮机模型 负荷
进气
轴
进气
C
工人
B 轴T B
排气 排气
轴流式压气机和轴流式透平
排气
T
排气
B轴
B C
进气
轴
进气
轴流式压气机和轴流式透平
带动压气机
带动负荷
分轴燃气轮机装置
高速喷流→推力
喷气推进
继续膨胀
减压增速
涡轮喷气发动机
发电机
燃烧室 压气机
透平 火焰筒
燃气轮机装置
4-2 轴流式透平级的工作原理
转子由转盘、轴和动叶组成，有盘式和盘鼓式结构。 本体结构
良好的空气冷却系统 使动叶、转子和静子都有效地冷却。
透平气缸
排气扩压机闸
静动 叶叶
静动 叶叶
静动 叶叶
排气扩压器
排气道
一级轮盘 二级轮盘 三级轮盘
透平后半轴
1、静子
扩压机闸 —由排气扩压器内、外流道组成，扩压器内外环
间用筋板连接为一体。 —两种型式：铸造和焊接 气缸 —一般不再轴向分段，仅分为上下两半的单个气
缸，且铸造得到。
原因：透平级数少，轴向尺寸短；双层结构；空气冷却， 其工作温度相差不大。
1、静子
静叶
又称喷嘴，使高温高压的燃气在静叶中膨胀加速，把 燃气的热能转化为动能，然后推动转子旋转做功。
静叶通过持环和护环而固定在气缸上。 静叶组：两叶、三叶、四叶、五叶组 等等
刚性增强，不易扭曲或弯曲变形，广泛应用。
燃气在动叶中的膨胀程度
u
常用反动度T表示。
压气机用反力度C衡量在动叶栅中直接
把机械功转变为压力能的能力特性。
a．级示意图
一台燃气轮机模型 负荷
进气
轴
进气
C
工人
B 轴T B
排气 排气
轴流式压气机和轴流式透平
排气
T
排气
B轴
B C
进气
轴
进气
轴流式压气机和轴流式透平
带动压气机
带动负荷
分轴燃气轮机装置
高速喷流→推力
喷气推进
继续膨胀
减压增速
涡轮喷气发动机
发电机
燃烧室 压气机
透平 火焰筒
燃气轮机装置
4-2 轴流式透平级的工作原理
燃气透平发电机构造功能详解
现状
目前，燃气透平发电机已成为一种高效、清洁的发电方式。随着环保要求的提高和可再生能源的发展，燃气透平 发电机的地位将进一步巩固。同时，燃气轮机技术的不断创新和进步，使得燃气透平发电机的效率、可靠性和经 济性不断提高。
应用领域与前景
应用领域
燃气透平发电机广泛应用于电力、石油、化工、钢铁 、造纸等领域。在电力领域，燃气透平发电机可作为 调峰机组、热电联产机组和分布式能源系统的重要组 成部分。在石油、化工等领域，燃气透平发电机可用 于驱动压缩机、泵等设备。
控制系统及辅助设备
控制系统
01
监测并控制发电机组的运行参数，确保安全稳定运行。
辅助设备
02
包括润滑油系统、冷却水系统、启动系统等，为发电机组的正
常运行提供必要的支持。
数据采集与监控系统（SCADA）
03
实时监测发电机组的运行状态，记录并分析运行数据，为运行
人员提供决策支持。
03
燃气透平发电机工作原理与过程
空气压缩过程
进气系统
燃气透平发电机通过进气系统吸入空 气，该系统包括空气滤清器和进气管 道，确保吸入的空气清洁。
压缩机
空气经过压缩机进行压缩，提高空气 的压力和温度，为后续的燃烧过程做 好准备。
燃料燃烧过程
燃料喷射系统
燃料通过燃料喷射系统喷入压缩后的空气中，该系统能够精确控制燃料的喷射量和喷射时间。
工业领域应用现状及前景
燃气透平发电机在工业领域的应用
燃气透平发电机在工业领域主要用于自备电厂、热电联产等方面，为企业提供稳定、可 靠的电力和热力供应。
市场前景
随着工业领域的快速发展和能源需求的增长，燃气透平发电机在工业领域的市场前景广 阔，特别是在高耗能行业、工业园区等领域。
目前，燃气透平发电机已成为一种高效、清洁的发电方式。随着环保要求的提高和可再生能源的发展，燃气透平 发电机的地位将进一步巩固。同时，燃气轮机技术的不断创新和进步，使得燃气透平发电机的效率、可靠性和经 济性不断提高。
应用领域与前景
应用领域
燃气透平发电机广泛应用于电力、石油、化工、钢铁 、造纸等领域。在电力领域，燃气透平发电机可作为 调峰机组、热电联产机组和分布式能源系统的重要组 成部分。在石油、化工等领域，燃气透平发电机可用 于驱动压缩机、泵等设备。
控制系统及辅助设备
控制系统
01
监测并控制发电机组的运行参数，确保安全稳定运行。
辅助设备
02
包括润滑油系统、冷却水系统、启动系统等，为发电机组的正
常运行提供必要的支持。
数据采集与监控系统（SCADA）
03
实时监测发电机组的运行状态，记录并分析运行数据，为运行
人员提供决策支持。
03
燃气透平发电机工作原理与过程
空气压缩过程
进气系统
燃气透平发电机通过进气系统吸入空 气，该系统包括空气滤清器和进气管 道，确保吸入的空气清洁。
压缩机
空气经过压缩机进行压缩，提高空气 的压力和温度，为后续的燃烧过程做 好准备。
燃料燃烧过程
燃料喷射系统
燃料通过燃料喷射系统喷入压缩后的空气中，该系统能够精确控制燃料的喷射量和喷射时间。
工业领域应用现状及前景
燃气透平发电机在工业领域的应用
燃气透平发电机在工业领域主要用于自备电厂、热电联产等方面，为企业提供稳定、可 靠的电力和热力供应。
市场前景
随着工业领域的快速发展和能源需求的增长，燃气透平发电机在工业领域的市场前景广 阔，特别是在高耗能行业、工业园区等领域。
(优选)燃气透平发电机构造功能详解
Curvic® Coupling Between Compressor Stages
Titan 130 Forward Compressor Blades
Forward Trim Balance Plane
After Trim Balance Plane
Axial Flow Path
Titan 130 Compressor Stages (Variable and Fixed Stator Vanes)
Titan 130 Thrust Bearing
Tilt-Pad Thrust Bearing
Fixed Tapered Land Bearing
Rotor Seals
Labyrinth Seal
7th Stage Bleed Air Tap
Engine External Accessories
Combustion and Cooling Air Flow Path
Titan 130 Torch Igniter (In place)
Titan 130 Torch Igniter (Removed)
Reduction/Accessory Drive
Titan 130 Major Turbine Engine Components
Temperature Stations
Air Flow Across Stator and Rotor Blades
External View of Variable Vane System
Compressor Variable Vane Assembly (Internal)
Titan 130 Variable Vane and Bleed Air Operational Schedule
燃气透平发电机构造功能详细讲解
Tilt-Pad Thrust Bearing
Fixed Tapered Land Bearing
Rotor Seals
Labyrinth Seal
7th Stage Bleed Air Tap
Engine External Accessories
Temperature Stations
Reduction/Accessory Drive
Titan 130 Major Turbine Engine Components
Accessory Drive/Gearbox Assembly
Air Inlet Assembly
Titan 130 Forward and Aft Compressor Case (External)
Diffuser/Combustor/Turbine Air Flow
Combustor Cooling Air
Third-Stage Nozzle Assembly
Rotor Bearing Locations
Radial Tilt-Pad Bearing
Titan 130 Thrust Bearing
Titan 130 Temperature and Pressure Relationships at 100% Ngg
Combustion and Cooling Air Flow Path
Titan 130 Torch Igniter (In place)
Titan 130 Torch Igniter (Removed)
Forward Trim Balance Plane
After Trim Balance Plane
Axial Flow Path
燃气透平发电机构造功能详解演示教学
Combustion and Cooling Air Flow Path
Titan 130 Torch Igniter (In place)
Titan 130 Torch Igniter (Removed)
Reduction/Accessory Drive
Titan 130 Major Turbine Engine Components
1st Stage Turbine Blade Cooling Air
Diffuser/Combustor/Turbine Air Flow
Combustor Cooling Air
Third-Stage Nozzle Assembly
Rotor Bearing Locations
Radial Tilt-Pad Bearing
Titan 130 Thrust Bearing
Tilt-Pad Thrust Bearing
Fixed Tapered Land Bearing
Rotor Seals
Labyrinth Seal
7th Stage Bleed Air Tap
Engine External Accessories
Air Flow Across Stator and Rotor Blades
External View of Variable Vane System
Compressor Variable Vane Assembly (Internal)
Titan 130 Variable Vane and Bleed Air Operational Schedule
Accessory Drive/Gearbox Assembly
燃气透平发电机构造功能详解ppt课件
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49
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27
Titan 130 Fuel Manifolds
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28
Compressor Diffuser/Combustor Assembly (Internal)
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29
Titan 130 Low Emission Fuel Injector
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30
Titan 130 Low Emissions Injector Tip
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17
Forward Trim Balance Plane
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18
After Trim Balance Plane
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19
Axial Flow Path
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20
Titan 130 Compressor Stages (Variable and Fixed Stator Vanes)
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10
Accessory Drive/Gearbox Assembly
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11
Air Inlet Assembly
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12
Titan 130 Forward and Aft Compressor Case (External)
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13
Titan 130 Seventh Stage Bleed Plenum
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21
Air Flow Across Stator and Rotor Blades
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22
External View of Variable Vane System