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1、燃气轮机基础知识目录,一、燃气机组与我们的工作 二、燃气机组概况 （一）组成 （二）类型 （三）特点 （四）应用 三、燃气轮机循环概况 （一）简单循环及其特性 （二）改进循环措施 （三）燃气-蒸汽联合循环 四、电站燃气机组控制要求特点 启动、控制 转速、负荷控制 温度控制 防喘振,1,燃气轮机基础知识,一、燃气机组与我们的工作 1. 能源趋势 煤 火力发电 油气 燃气轮机电厂（联合循环） 原子能 核电站 水力、风力、太阳能 水电站、风力电站、太阳能电站 2. 电站发展趋势 1）火电站 超临界（高效、环保）、大容量（60100万行瓦级） 2) 燃气 蒸汽联合循环电站是方向（高效、环保） 3) 大
2、力发展可再生能源电站 3. 电站控制趋势 火电站燃气电站水电、风电、核电 4. 我们工作领域将会逐渐转化 我们必须跟上时代，不断学习新知识进入新的领域。,2,二、燃气机组概况,一组成： 压气机：多级轴流式压气机 燃烧室：多管或筒式 燃气透平：高温、燃气气轮机 拖动负载：发电机、螺旋浆、泵等 一般说燃气轮机装置主要是：压气机、燃烧室、燃气透平三大件。在TS图上工作过程如图所示。,图一单轴燃气机组,3,二类型 单轴机组（图一） 单轴发电机组： 转速变化很小 变负荷效率低 双轴机组（图二） 高压变转速 低压定转速 变负荷效率高,图二双轴燃气轮机装置,4,三装置特点 单位重量下功率大轻 启动快 环保好
3、 单机效率不高，联合循环效率很高（57%以上） 四应用 1. 燃气轮机发电机组（带发电机） 列车电站（移动电站） 燃气轮机电站（尖峰负荷机组） 燃气蒸汽联合循环电站 2.船用燃气轮机（带螺旋浆） 3. 输气管线增压站（带压缩机） 4. 飞机（各类喷气发动机）,5,三、燃气轮机循环概况,一简单循环及其特性（Braition） 1. 压气机及其特性 过程：绝热压缩（消耗功） 压比： 功率： 转矩： 压气机效率（）： 压气机特性曲线（图四）,图三燃气循环,图四压气机特性曲线,6,2. 燃气轮机及其特性 过程：绝热膨胀、对外做功 压比： 功率： 转矩： 汽机特性： (图五) 在亚音速区：,图五燃气轮机
4、特性曲线,7,3. 燃烧室及其特性 过程：等压燃烧过程 GK 压气机流量，即进入燃烧室空 气流量 Gn 燃料流量 GT 燃气流量，进入透平流量 在等压下（P2P3），燃烧后燃料热转化为燃气温度升高。 热平衡方程：,8,4. 循环效率： 理论效率： 可推出： 考虑各种损失后，实际循环效率（图六） 提高燃气温度T3，增加压比可提高循环效率。 GE公司9FA燃机机组 T31300 15 37%与中压火电机组差不多,图六燃气机组循环效率,9,运行工况点 带发电机的燃气机组（图七）： 各工况下转速基本不变，工况点在等转速线上。压气机特性、透平特性、等压燃烧特性综合其工况变化如图七。 通过温度来调节，适应
5、工况变化，而流量变化不大，属于质的调节。部分负荷效率低。工况线为AB。 2） 带压气机或推进器（浆叶）的燃气机组（图八） 转速随着工况而变化，转速变化大，即流量变化大，而温度变化不大，属于量的调节。 部分负荷效率较高。 工况线为：AC,图七等转速工况曲线,图八变转速工况曲线,10,二改进循环的措施 为了进一步提高燃机装置的效率，提出一些新的措施，改进循环。 回热循环 增加回热器，回收部分燃气排气热。 2) 多级压缩中间冷却 减少压气机消耗的功。 3）中间燃烧 提高透平平均进气温，即提高循环效率，以上措施可分别使用也可同时使用。当高温材料问题未突破前，以上这些措施还是采用比较多的。,图九复杂循环,11,三燃气蒸汽联合循环 燃气循环和蒸汽循环联合在一起的循环即燃气蒸汽联合循环。 燃气机组效率：,图十燃气蒸汽联合循环,图十一联合循环T-S图,12,四、电站燃气机组控制要求和特点 启动控制：外加动力源，带到一定转速时点火、升速。设计专门启动控制逻辑和回路。 转速、负荷控制：与汽轮机差不多，控制燃料量。 温度控制：任何情况下都要防止超温、设计专有温度控制回路，参与负荷限制。 压气机防喘振控制：轴流式压气机易进入喘振区，引起机组损坏，必须设计专门防喘振保护回路。 燃气机组对象特性控制系统，有专门的培训内容讲解。,13,
