第8章-船舶汽轮机和燃气轮机要点

第8章船舶汽轮机和燃气轮机

涡轮机（也称透平）是以连续流动的蒸汽或燃气为工质，以叶片为主要工作部件，通过工质在叶片机构中膨胀将热能转换成机械功的旋转机械。汽轮机和燃气轮机都是涡轮机，前者以蒸汽为工质，后者以燃气为工质，尽管两者所用的工质不一样，但都是属于旋转式热力发动机，其基本工作原理是一样的，都是利用高速流动的工质推动叶轮转动而对外输出机械功的。涡轮机和往复式热力发动机相比，最突出的特点是运转平稳、单机功率大。

8.1 涡轮机概述

涡轮机械按其使用的功用，通常可以分成两大类：

1）用作产生动力的涡轮机，如蒸汽轮机、燃气轮机；

2）消耗机械的涡轮机械，如各种泵、压缩机、风扇等涡轮机械。

上述每一大类，又可以按照流体通过机器的流道特征，再分成三类。工作流体的流向与旋转轴基本平行的涡轮机械，称为轴流式涡轮机械；工作流体主要在与旋转轴垂直的平面上流动的涡轮机械，称为径流式涡轮机械；转子出口处径向与轴向速度分量兼有的涡轮机械，称为混流式涡轮机械，分别见图8-1 a)、b)、c)。不论是涡轮机、泵、还是压缩机，都可以设计成轴流式、径流式或混流式。

图8-1涡轮机三种型式

研究船用涡轮机的热力设计和工作特性，它的主要理论依据是热力学和气体动力学。所运用的基本定律是质量守恒定律、动力学定律、能量守恒定律等基本定律，这些定律与气体的特定性质无关，适用于任何气体，是揭示涡轮机中工质流动及其能量转换的基本方程。具体的研究包括：

1）阐述涡轮机中能量转换以及工质流动所遵循的基本规律；

2) 分析通流部分中的能量损失以及各种气动热力参数、几何参数对效率的影响；

3) 气动热力设计和试验研究的理论和方法；

4）分析非设计工况的工作特性。

但是，涡轮机通流部分中气体的运动是一种性质极为复杂的，同时又伴随能量传递和热交换的高温可压缩粘性气体的，三元不定常的流动过程。在实际工程设计计算和试验研究中，通常假定气体在涡轮机中的流动，包括在静叶片内的绝对运动和动叶片内的相对运动，都是定常流动，在附面层外的主流区可以忽略粘性力的，与外界绝热的，轴对称流动。在流道横

截面变化不大，流线曲率甚小的涡轮短叶片中，气体的运动常常采用一元流动近似。实践证明，以上的近似和简化对于涡轮机中的气体流动的计算，基本上能获得足够的精确度。

涡轮机一般由一列固定于静子上的静叶片和—列装在转子上与转子一起转动的动叶片所组成的级串联起来，加上进、排气装置组成。因此涡轮级是将高温高压的工质所具有的热能转换为机械功的基本单元。涡轮机是由若干个工作条件和结构相类似的独立的涡轮级依次排列而沟成，涡轮机的工作以级的工作为基础，进而形成整个涡轮机的工作原理。所以，人们总是在研究涡轮级的工作原理的基础上进而讨论整个涡轮机的工作原理。

8.1.1涡轮级的概念

1.涡轮级中流体参数的变化

涡轮级是由固定于静子上的静叶片和装在转子上与转子一起转动的动叶片所组成，将高温高压的工质所具有的热能转换为机械功的基本单元。涡轮级中通过旋转中心轴的剖面图称为纵剖面图，见图8-2。以半径为r的圆周将所有静、动叶片切割展开成平面，得到两排叶栅截面展开图，见图8-3。由涡轮级纵剖面图可见，0-0截面为静叶进口截面，1-1截面为静叶出口，亦即动叶进口截面，2-2截面为动叶出口截面。各特征截面的参数用相应下标0、1或2表示。气体流经涡轮时，主要气动参数的变化如图8-3所示。

图8-2涡轮级的纵剖面图图8-3涡轮级中流体参数的变化

气体通过静叶栅时，从压力P。膨胀到P1,伴随有—定的加速(C1>C0)。动叶栅以转速n运动。其进、出口圆周速度为u,分别用u1、u2表示。相对速度为W1的气流通过动叶栅时，从压力p1膨胀到p2，同时对外输出机械功。其出口相对速度为W2，绝对速度为C2。通常希望绝对

接接近90°，以减小绝对出口速度C2相应的动速度C2接近轴线方向Z，即绝对出口气流角

2

C／2。

能2

2

2.速度三角形

涡轮级中气流速度大小及其方向的变化，或者说是动量的变化，可以清楚地用图8-5所示的速度三角形来表示。除了反映涡轮级中气流的运动情况以外，速度三角形还大致给出了叶栅的形状以及叶栅和涡轮级的某些重要特征，因而也就规定了涡轮级工作过程的特点。各级以及某一级沿叶高各个截面上速度三角形的选择和确定是涡轮机气动设计的重要内容。各

图8-5 涡轮级速度三角形

级动叶栅前后的绝对速度为相对速度和牵连速度的矢量和：

i i i u W C →

→→+= （8-1）

式中： 60/n d r u i i i πω== （m/s ）

其中n 是转子转动的转速(转／分)，d i 是动叶栅前或后的某一直径(米)，u i 是与d i 相应的圆周速度(米／秒)。式(8-1)指出三个速度矢量组成封闭的三角形，称为速度三角形。气流角如图8-5所示。气体在静叶栅中膨胀，以绝对速度C 1喷离静叶栅，与叶轮旋转平面的夹角为1α，此为静叶出口气流方向角，气流角度见图8-5所示。当气体进入动叶栅时，由于动叶栅是以圆周速度为u 在转动，当以旋转叶轮为参照物时，进入动叶栅的气体速度就不是C 1,而是气体与动叶栅的相对速度1W 。1W 与叶轮旋转的夹角为1β，1β为动叶进口气流的方向角。由三角形的余弦定理、正弦定理可以得到速度与气流角之间的相互关系。动叶进口气流的相对速度及其方向角为：

112211cos u 2C -u C α+=W （8-2） )/sin (sin )/(sin 11111111W C W C m αβ--== （8-3） 同理，可得动叶出口气流的绝对速度及其方向角为：

222222cos u 2W -u W β+=C （8-4） ) /sin (sin 22212C W βα-= （8-5）

8.1.2涡轮机的基本工作原理

图8-6所示为小型单级冲动式汽轮机的简图，其主要零件包括喷嘴和装在叶轮上的动叶（图8-6a）。工质连续不断地流过喷嘴和动叶流道（图8-6b）。工质首先在喷嘴中膨胀，工质压力p降低，绝对速度c增大，将所含热能转换成动能。然后高速流动的工质再进入动叶流道，压力继续再降低，并在动叶上产生作用力，推动叶轮转动，由于叶轮是和涡轮机主轴连接成一体的，故蒸汽的动能转换成了主轴输出的机械功。

图8-6 单级冲动式汽轮机的简图

除了冲动式涡轮机外，还有一种反动式涡轮机，它是一种同时利用冲动力和反动力推动叶轮旋转输出机械功的。根据反动作用原理产生反动力推动物体运动的例子，以发射运载火箭最为典型。当火箭燃料燃烧，燃气高速喷离火箭射向大气，此时，高速的气流就给火箭体一个与气流方向相反的反作用力，推动火箭向前运动。反动式涡轮机与冲动式涡轮机的不同点在于工质在它的动叶栅通道中同时实现热能变动能与动能变机械功的两重能量变化，反动式涡轮机总是多级的，在结构上它以静叶代替喷嘴，而以鼓式转子代替轮式转子。图8-7表示一部反动式涡轮机的简图，图的上方曲线ⅠⅡ分别表示其中工质压力与速度的变化。

图8-7 反动式涡轮机

1静叶，2汽缸，3动叶，4转子

8.2 船舶汽轮机

现代汽轮机的结构较复杂，往往由若干级组成，每一级包括一列静叶（或喷嘴）和一列动叶。根据用途，船舶汽轮机可以分成主汽轮机和辅汽轮机两种，前者是在船舶主推进系统中驱动推进器的，后者则是用来驱动各种船用辅机的。船舶主汽轮机机组主要由主汽轮机、冷凝器和齿轮减速器组成。图8-8为典型的船舶主汽轮机结构剖视图。

图8-8 船舶主汽轮机机组

1-高压汽轮机 2-低压汽轮机 3-冷凝器 4 -齿轮减速器 5-主推力轴承 6-支承轴承

8.2.1船舶汽轮机的分类

船舶汽轮机种类很多，并有不同的分类方法，下面作简要介绍。

按结构形式分类有单级汽轮机和由若干级组成的多级汽轮机；各级装在一个汽缸内的单缸汽轮机和各级分装在几个汽缸（分高、中、低压汽缸）内的多缸汽轮机；各级装在一根轴上的单轴汽轮机和各级装在两根平行轴上的双轴汽轮机。

按工作原理分类有蒸汽主要在各级喷嘴(或静叶)中膨胀的冲动式汽轮机、蒸汽在静叶和动叶中都膨胀的反动式汽轮机和蒸汽在喷嘴中膨胀后的动能在几列动叶上加以利用的速度级汽轮机。

按热力特性分类分为凝汽式、供热式、背压式、抽汽式和饱和蒸汽汽轮机等类型。

1）凝汽式汽轮机汽轮机排出的蒸汽流入凝汽器，排汽压力低于大气压力。具有良好的热力性能，是最为常用的一种汽轮机。

2）供热式汽轮机既提供动力驱动发电机或其他机械，又提供生产或生活用热，具有较高的热能利用率。

3）背压式汽轮机排汽压力大于大气压力的汽轮机。

4）抽汽式汽轮机从中间级抽出蒸汽供热的汽轮机。

5）饱和蒸汽轮机以饱和状态的蒸汽作为新蒸汽的汽轮机。

按汽流方向分类有蒸汽沿轴向逐级流动的轴流式汽轮机，蒸汽沿径向从内径向外径逐级流动的径流式汽轮机。

8.2.2船舶汽轮机组的构造主要部件

船用主汽轮机都是多级汽轮机，现代船用主汽轮机的级数一般为20～30级，且分置在两个或三个汽缸里。我们知道，汽轮机按上述工作原理是不能倒转的，为了保证船舶能够倒航，在汽轮机上必须安装由若干级组成的倒车级。船用主汽轮机的倒车级一般都安装在中压缸和低压缸内(三缸式机组)，或者只装在低压缸内(双缸式机组)，它的叶片安装方向与正车级正好相反。当正车旋转时，没有蒸汽通往倒车级，倒车级只是空转，因此会增加一些能量损失。当船舶要倒航时，关闭正车进汽阀而打开倒车进汽阀，蒸汽被引入倒车级，主汽轮机就反转。通常倒车汽轮机的功率取为正车汽轮机功率的40%～50%，因为并不要求具备高度的经济性，所以级数都不多。

对于军舰用汽轮机，为了提高在低负荷时的经济性，还可采用附加的低速级。低速级分为在巡航速度下用的巡航级和在经济速度下用的经济级。

为了使蒸汽能从一个汽缸流入另一个汽缸，并使低压缸流出的蒸汽进入凝汽器，在装置中安装有一定长度的大直径容汽管。为了便于操纵，还设有各种仪表和阀等。这些均是汽轮机组的重要辅助设备。

凝汽器是汽轮机组的重要的组成部分，在其中进行着蒸汽凝结。汽轮机组的第三个组成部分为传动设备，它安放在汽轮机与推进器轴系之间。图8-9所示为带一级减速齿轮的三缸式汽轮机一齿轮机组示意图。

图8-9 船舶汽轮机-齿轮机组示意图

该机组由三个顺航汽轮机(高囚缸汽轮机、中压缸汽轮机和低压缸汽轮机)和两个倒航汽轮机(倒航高压缸汽轮机和倒航低压缸汽轮机)组成。后者分别安置在顺航中压缸和低压缸汽轮机内。

新鲜蒸汽顺次地在各汽轮机内膨胀，工作后的废汽排入横挂在低压缸汽轮机下的凝汽器中。高速的汽轮机将热能转化为机械能，通过齿轮减速机构和传动轴系，带动螺旋桨产生推力，克服船舶阻力使船以一定速度前进。

汽轮机本体由静止部分和转动部分构成。静止部分称作“静子”，包括喷嘴、隔板、汽缸和轴承等主要部件；转动部分就是转子，它由动叶、叶轮及主轴等组成。

1.喷嘴

汽轮机第一级喷嘴是直接装在汽缸上的。近代汽轮机采用喷嘴调节方式，这种汽轮机的第一级常称为调节级。调节级喷嘴总是分成若干组布置在汽缸上，其喷嘴的组数通常与调节汽阀个数相对应，称为喷嘴组或喷嘴弧段。中压机组常采用单个铣制的喷嘴块焊接而成，见图8-10中的件4。图中首块3与末块5的作用是把喷嘴组互相隔开，分成若干组。高压机组采用另一种型式，即喷嘴组是整锻铣制焊接结构。

图8-10 单个铣制的喷嘴及安装

1．外环； 2．内环； 3．首块； 4．喷嘴块； 5．末块

2．汽缸

汽缸就是汽轮机的外壳，它的作用是将汽轮机的通流部分(喷嘴、动叶片等)与大气隔绝，形成一个封闭的汽室，以使蒸汽在其中流动做功。

由于汽缸的外面敷装着厚厚的保温层，因此平时看不到它的真实形状。汽缸的形状较复杂，并且要承受较高的蒸汽压力，因此都做得比较厚。它是汽轮机中最笨重的部件。图8-11为一台高压单缸凝汽式汽轮机的汽缸外形图。

图8-11 高压单缸凝汽式汽轮机汽缸外形图

为了便于加工、安装与检修，通常汽缸沿水平中分面做成上下两半，上部称上缸(又称大盖)，下部称下缸，它们之间通过法兰、螺栓相连接。汽缸的水平接合面必须保证严密，不允许漏汽。为此连接上、下缸的法兰常常比汽缸壁还要厚得多。同时螺栓采用加热紧固的方法

以防止热松弛，保证上下缸的连接有足够的强度与预紧力。

由于蒸汽在汽缸内的压力和温度是逐级降低的，因此常采用垂直接合面或者分缸的办法，将汽缸分成高压缸、中压缸和低压缸。这样只在压力、温度较高的高压缸和中压缸采用高温耐热合金钢材，从而节约优质的合金钢材料。在新蒸汽参数较高的再热机组中，常采用双层汽缸结构，见图8-12。在双层缸之间通有一定压力和温度的蒸汽，这样内外缸所承受的压差均较低，而且只有内缸承受高温蒸汽的作用，因此内、外缸壁和法兰均可做得薄一些。外缸由于承受的温度和压差均较低，故还可用较次一级的材料制造。这样不但节约了优质合金钢材，更重要的是汽缸薄了以后，可使它在启动、停机及负荷改变时的热应力大大减小，给汽轮机运行带来了极大的方便。

图8-12 双层汽缸示意图

图8-12 低压缸采用双缸分流式结构的汽轮机 1．高压缸： 2．连通（过桥管） 3．低压缸

为了提高凝汽式汽轮机低压段各级的通流能力，在现代大型汽轮机中常采用低压缸分流的结构，如图4—13所示。若把汽轮机的最后几级分设在两个形状完全对称的汽缸中，使低压汽流(其比容甚大)分别在两个汽缸中同时进行膨胀，这就相当于把有关各级的通流面积增加了一倍，那末蒸汽的容积流量即可允许大大地增长。

在主轴穿过汽缸的地方还设有轴封装置，以限制汽缸内的高压蒸汽向外漏出和阻止外界大气漏入处于负压条件下工作的低压缸内。轴封装置有多种不同的型式，但其原理大同小异，其中以曲径式轴封(亦称迷宫式轴封)应用最为广泛。图8-13所示是一种经常用于真空端的高低齿型曲径式轴封。

图8-13 高低齿型曲径式轴封

1．均衡室； 2．轴封套； 3．机轴；

4．信号管； 5．疏水小孔

在轴封套2的里侧装有许多高低相间的环形金属薄齿片，各高低薄齿片分另别与机轴上的凹槽或凸台相对，彼此间只有极小的轴向间隙，使各相邻薄齿片之间形成一连串的环形小汽室。汽轮机运行时，只要向轴封的均衡室1内送入压力较外界大气压力略高的蒸汽，使之经过多次节流后流向轴封的真空侧和大气侧，即可达到阻止外界大气漏入低压缸的目的。在汽缸的高压端，情况与此相类似，缸内压力蒸汽经曲径式轴封装置往外泄漏时，每通过一道轴封片都要起一次节流作用。显然，轴封片与机轴间的径向间隙愈小，轴封片的片数愈多，阻力就愈大，漏汽量也就愈少。但间隙不能太小，否则定子与转子可能相碰。

汽缸支撑在机座(又称台板)上，机座又通过垫铁固定在基础上。汽缸与机座不是紧固在一起的，这是因为汽缸受热后要膨胀。若将汽缸与机座紧固在一起，就会约束与跟制汽缸的这种热膨胀，使汽缸产生不均匀变形，引起中心变动。因此必须保证汽缸受热时能自由膨胀，但这种自由膨胀必须加以合理引导，以保证汽缸和转子的几何中心一致。为此目的，通常在汽缸与机座之间设有各种导向滑销，这些滑销组成了引导汽缸膨胀的滑销系统。

3.动叶片

动叶片是汽轮机中数量最多的重要组成部件之一。

叶片制造有铣制、轧制、模锻及精密铸造等几种，图8-14为冷轧成型的叶片。由图可见，叶片一般由围带5、工作部分1和叶根2三部分组成。叶片间用隔叶件4分隔开，以形成叶栅通道，叶片顶部留有铆钉头6，供安装围带之用，这种围带为铆接围带。全铣制叶片的围带，工作部分、叶根和隔叶件是一个完整的整体，所以安装起来十分方便。

叶片的根部常有T型、外包T型，叉型及纵树型等不同型式，见图8-14。T型叶根常用于离心力不大的高压级，叉型及纵树型则用于离心力较大的低压级，特别是末几级长叶片。

汽轮机在运行中其动叶承受很大的应力，不仅承受汽流所加给的弯曲应力，同时还承受高速旋转时离心力作用所产生的拉伸应力。在多级汽轮机中，由于蒸汽比容随着压力的逐级降低而迅猛增大，蒸汽的容积流量将越来越大，这就要求动叶随着逐级加长。高压段前几级叶片较短。中、小型机组的第一级叶片长度通常为15～20mm；大型汽轮机末级叶片长度可达650～800mm，甚至更长。随着叶片长度的增加，长叶片将承受十分巨大的拉伸应力。大型汽轮机末级叶片长度可达650～800mm，甚至更长。随着叶片长度的增加，长叶片将承受十分巨大的拉伸应力。

图8-14 轧制叶片

1.工作部分； 3 叶根部分； 3．轮缘；

4．隔叶件； 5.围带； 6．铆钉头

4．转子和主轴

汽轮机的转动部分总称转子，它包括主轴、叶轮、动叶片和其他各种附设在主轴上的转动部件。

汽轮机转子可分为转轮型和转鼓型两大类，前者用于冲动式汽轮机，后者用于反动式汽

轮机，图8-15和图8-16分别表示它们的基本结构。由图可见，多级汽轮机各级叶轮的直径由高压段至低压段是逐渐增大的，这是因为蒸汽压力逐级降低，其比容不断增大，因而通流面积也应逐渐增大所致。

图8-15转轮型转子

根据转轮型转子制造工艺的不同又可分为套装式转子，整锻式转子和焊接式转子三类。图8-15为套装式转子，这种转子的叶轮是单独加工的，其内孔直径比相应部位的轴径略小，套装时首先将叶轮加热，待内孔受热膨胀变大后热套在轴上，冷却后叶轮即紧紧地固定在轴上。为了传递叶轮的扭矩，还设置一个或两个对称布置的平键(如图8-17所示)。套装式转子的缺点是在高温下工作时，叶轮可能松动，故只适用于中，低参数的汽轮机或高压机组的低压部分。

图8-16转鼓型转子

图8-17套装叶轮在轴上的固定

1轴 2叶轮 3间距套筒 4平键汽轮机的转子由两个相隔一定距离的轴承来支承，成为一弹性体，具有一定的横向振动自振频率。汽轮机的工作转速不应与转子的自振频率相重合，数值上等于转子横向自振频率的转速，称为该转子的“临界转速”，汽轮机实际运行中决不允许汽轮机转子以临界转速运行，否则机组将毁于强烈的大振幅振动。多数汽轮机制造厂都采用较工作转速高20～25%或30～40%的转速为临界转速。凡临界转速高于工作转速的转子，称为刚性转子；临界转速低于工作转速的转子，称为挠性转子。挠性转子的汽轮机在启动升速的过程中，为避免出现大振幅的振动，当转速接近临界转速时，必须迅速开大主汽阀，使转速尽可能快地通过临界转速区。

8.2.3船舶汽轮机推进装置

1. 单级汽轮机速度特性曲线

图8-18单级汽轮机速度特性曲线

汽轮机冲动级速度特性曲线如图8-18所示。图中的n是叶片速度与汽流速度之比。图中可见当叶片速度是汽流速度的1/2时，汽轮机功率发出最大功率。当叶片速度为零时，汽轮机转矩（力）最大，但不输出机械功，当叶片转速逐渐上升，汽轮机转矩（力）逐渐下降，功率逐渐上升，当速比超过1/2 时，功率和转矩都下降，当叶片速度与汽流速度之比为1时，汽轮机输出的转矩（力）和功率都为零。

实际上当转速改变时汽轮机中所发生的现象要复杂得多，因为各级中的蒸汽参数以及流过的蒸汽量都要改变。然而上面所介绍的扭矩和功率随转速而变化的关系大体上仍适用于多级汽轮机。

实验证明，在汽轮机开始回转时的扭矩值约为正常工作时的二倍，这点对于船用汽轮机的启动是一个有利的特性，汽轮机功率随转速的变化成抛物线关系，当转速降低时功率的下降较为缓慢。

2.汽轮机推进装置的工作特点

1）由图8-18的单级汽轮机速度特性曲线可见，汽轮机在开始回转时(即n0=0)的扭矩值约为正常工作时扭矩值的二倍，这样使汽轮机带螺旋桨启动比较迅速。这一特性对汽轮机推进装置启动是十分有利的。

a) 汽轮机工作特性 b) 内燃机工作特性

图8-19 汽轮机和内燃机工作特性图对比

2)汽轮机和内燃机的e e n M -特性曲线表示在图8-19上，虚线表示发动机保持额定功率时的e e n M -曲线。汽轮机推进装置在系泊工况下，即入p =0时，螺旋桨转速降低，汽轮机效率下降，功率亦减少，交点D 所能发出的扭矩较额定功率不变所能发出的扭矩(点C)略低，如图a)。而内燃机的e e n M -特性曲线近似为一直线，为安全起见，系泊工况下的功率较额定值进一步降低，D 点的扭矩值仅为C 点的90%，如图b)。将汽轮机和内燃机两者的e e n M -特性相比可以发现，汽轮机具有较良好的驱动性能，能更高地利用额定功率，保证发出较大的驱动力。这对船舶启航，倒车，螺旋桨被木头或冰块卡住等场合是很有用的。

3)汽轮机的速度特性曲线形态接近于二次抛物线，表明外界航行阻力工况起变化，(如航行时遇到了较大的阻力)，见图8-20。汽轮机推进较之内燃机推进能输出更高的功率(如图N 1>N 2)，即负荷较大时，汽轮机具有较好的推进性能。

图8-20 发动机和螺旋桨配合图

3.船舶汽轮机动力装置组成及特点

1）船舶汽轮机动力装置组成

船舶推进装置是为保证船舶航行方向和航行速度提供推进力的一整套装置。推进力就是船舶的活动能力，提供推进力是动力装置的根本任务，因此推进装置是船舶动力装置的主体，它包括：主发动机组，推进器和传动设备和轴系。

主发动机组是发出推进动力的发动机(常称“主机”)以及为它服务的辅助设备与系统。以汽轮机为主机的推进装置，其汽轮机需要蒸汽锅炉及时供应蒸汽，因此蒸汽锅炉及其系统也是属于主发动机组。为使汽轮机和蒸汽锅炉正常工作，还分别需要滑油、燃油、空气、凝水—给水、冷却水等，因此相应要配备一些水泵、油泵、冷却器、加热器、油水柜、过滤器等机械和设备，这些往往都围绕机炉舱中的汽轮机、锅炉布置，它们相互之间以及与汽轮机、锅炉之间均用管路联结。这些为主机和锅炉服务的管路系统称为辅助系统(亦称动力系统)。

图8-21 所示为船舶汽轮机推进装置产生推力能过程和主要设备示意图。图上简要地描述了船舶汽轮机推进装置、汽轮机推进螺旋桨的推力能的产生过程及主要设备和系统连接概况。

图 8-21 船舶汽轮机动力装置产生推力能过程和主要设备示意图采用燃油的汽轮机动力装置产生螺旋桨推力能过程是一系列能量转换的过程。如图所示，供应能量的燃油由燃油(日用)柜送到锅炉中燃烧。燃油在锅炉内燃烧时，它的化学能首先转变为烟气的热能。当烟气沿锅炉炉膛及其后面的烟道流过时，它的热能就逐步传递给在锅炉各部分受热面内流动的水、蒸汽以及空气。锅炉所产生的新蒸汽进入汽轮机后逐级进行膨胀，蒸汽的部分热能先转变为汽流的动能，高速汽流施加作用力于汽轮机的叶片上，推动了叶轮连同整个转子旋转，于是汽流的动能被转换成汽轮机轴上的机械能。汽轮机通过联轴器，齿轮减速箱和轴系带动螺旋桨推进器转动，螺旋桨推进器将轴系传递的机械能转变为推动船舶前进的动力。

2）船舶汽轮机动力装置的特点和组成

汽轮机是利用蒸汽的热能来作功的热力发动机。它是先把蒸汽的热能转变为动能，然后再以高速度的气流作用在转动的叶片上，从而转变为机械能的旋转发动机。汽轮机本身没有往复运动的部件，因此这类装置的特点是：

(1)单机功率大在现有动力中，汽轮机的单机功率最大。它的功率不受气缸尺寸的限制，在汽轮机中蒸汽的流速很高，可在较小的通流面积中流过大量的蒸汽，因此有大的单机功率。陆用火电站汽轮机组单机最大功率为1300MW，舰船汽轮机单机功率受到舰船推进器—螺旋桨尺寸和制造上的限制，远远小于陆用机组功率。目前，单机功率最大已达55000kW。

(2)工作可靠性好，寿命长汽轮机是一种直接产生回转运动的机械，它不存在像柴油机那样一套曲柄连杆机构的周期性往复运动部件，因而工作过程连续、稳定、工作转数较高。高的工作转数使其重量轻，尺寸小，结构紧凑，工作时很平稳，因而机械磨损小，检修间隔长。其工质初温较燃气轮机低得多，因而循环寿命长，可高达100000h以上。在工作中汽轮机的故障率很低，工作可靠性好。

(3)燃用廉价劣质燃料汽轮机动力装置提供蒸汽工质的蒸汽锅炉可以烧廉价的劣质燃料，在柴油机没有解决燃用重油的年代里，更显示了它的优越性。

但汽轮机动力装置由于多次能量转换，循环过程中有大量的汽化潜热在凝汽器中被冷却水带走，加上所采用的工质初温较低，因此，汽轮机动力装置热效率较低，既不如柴油机，

额定功率下也不如燃气轮机。装置组成复杂，蒸汽来自锅炉，为汽轮机、锅炉服务配套的机

械设备较多。还有汽轮机装置机动性比柴油机以及燃气轮机装置差，重量指标也不如燃气轮机装置小。

由于汽轮机装置蒸汽循环的放热温度极低，汽轮机装置工作可靠性高等特点，它与燃气轮机等动力装置组成联合动力装置，如燃一蒸联合动力装置(COGAS)、蒸一燃联合动力装置(COSAG)等可以充分发挥各机型的优势，具有较大发展前途。

8.3燃气轮机

燃气轮机是一种以空气及燃气为工质、靠连续燃烧燃料做功的旋转式热力发动机，主要结构有三部分：1.压气机；2.燃烧室；3.动力涡轮。其工作原理为：轴流式压气机从外部吸收空气，压缩后送入燃烧室，同时燃料（气体或液体燃料）也喷入燃烧室与高温压缩空气混合，在受控方式下进行定压燃烧。生成的高温高压烟气进入透平膨胀做功，推动动力叶片高速旋转，从而使得转子旋转做功，转子做功的大部分用于驱动压气机，约1/3左右的功被输出用来驱动负载，如发电机、螺旋桨等。

船用燃气轮机以其功率大、结构紧凑、重量轻、效率高、便于操纵和实现自动化等突出特点，已成为当今世界包括炮艇、轻型护卫舰、护卫舰、驱逐舰、巡洋舰到轻型航母的主要推进主机和发电机组的原动机，并且已在进入高速、大功率、先进的民用船舶市场。

8.3.1燃气轮机工作原理

舰船燃气轮机主要由压气机、燃烧室和燃气涡轮等部件组成。图8-22所示即为某一舰

用燃气轮机示意图。

图8-22 某舰用燃气轮机示意图

在运转中，燃气轮机的压气机由大气中吸取一定量的空气并将其压缩到某一压力后就供向燃烧室以及燃烧室与机匣之间的环形通道。流向燃烧室的那部分空气是供给燃烧室作油气混合并燃烧用的，而流向环形通道的那一部分空气，则是用作冷却燃烧室和掺混高温燃气的。燃油和空气混合、燃烧后所产生的炽热气体，其温度高达1500～2000℃。这种高温燃气，必

然要对燃烧室进行强烈的辐射热交换和对流热交换。如果燃烧室的内壁不进行冷却，那就极易烧坏。所以保证在环形通道中间有一定量的空气流过是很有必要的。另外，燃烧室的高温燃气，如果直接流入燃气涡轮中，涡轮的材料也承受不了，所以也需要有大量的冷却空气去和这种高温燃气掺混，将燃气温度降到燃气涡轮材料所许可的最高持续温度。燃气经掺混而达到一定允许温度后，就流向燃气涡轮并膨胀作功，然后排入大气。

从图8-22中可见，燃气涡轮组件分为高压涡轮和低压涡轮二部分。高压涡轮通过联轴节驱动压气机，而低压涡轮则通过中间轴和挠性联轴节驱动螺旋桨。习惯上，常将压气机、燃烧室和驱动压气机的高压涡轮看作一个整体，称为燃气发生器，而将驱动螺旋桨的低压涡轮称作动力涡轮，或称自由涡轮。

8.3.2 舰船燃气轮机装置的主要优缺点

舰船动力装置主要有：蒸汽动力装置、柴油机动力装置、核动力装置、燃气动力装置和联合动力装置。前两种装置发展得最早，广泛应用于各类舰船，后面三种，是上世纪60年代年初来迅速发展起来的新型动力装置。

舰船燃气轮机动力装置是指以燃气轮机为主机的全燃化动力装置。它自五十年代末期起，尤其是六十年代中期以来，已得到了极其广泛的应用。功率总数日益增长，装舰使用范围日益扩大，已由快艇发展到了护卫舰、导弹驱逐舰、巡洋舰和直升机航空母舰等。这完全在于舰用燃气轮机装置比其它各种装置有着一些突出的优点所致，即：

1)燃气轮机对舰船所需的功率指令反应迅速，从冷态启动到发出全功只需2～3分钟，在紧急状态下，还可缩短到1分钟左右。这一点大大优于蒸汽轮机和大功率中、低柴油机，并为改善舰船的机动性和操纵性创造了优越的条件；

2)舰船燃气轮机的单机功率比较大。各国在4000～12000马力和20000～32000马力的功率范围内，均已有各自比较成熟的机组，目前，有些单机功率已达50000马力。因此，燃气轮机的发展已为舰船航速的提高和其动力装置的简化提供了有利的条件；

3)舰船燃气轮机的重量尺寸，非常轻巧。加速用燃气轮机装置的单位重量为0.65～1.3kg/kW，全工况用燃气轮机装置为2～4kg/kW。每持续轴马力的机组重量约为柴油机的1／10。这一点，对于舰艇来说，极其可贵。它既能有效地缩小动力装置的重量尺寸，增加燃油装载量、扩大通讯和武备的容量，又能提高生命力和续航力；

4)舰船燃气轮机的所有辅助系统和设备，均附设于机组本体上，而且配有可靠的自动控制和调节设备。因此，操作简便，容易实现全船自动化和远距离集中操纵等；

5)因为燃气轮机是回转机械，又比较轻巧，结构上容易实施合理的减振支承和挠支承，所以机械噪声源少，机械噪声量小，且不易通过舰体向水下传播，使作战舰的隐性有所改善；

6)舰船燃气轮机的运行可靠性较好，其翻修寿命有的已能达到10000小时。另外，也正由于机组本身的重量尺寸比较小，容易实现快速更换。当需要翻修时，极易将整机通过进、排气管道吊离舰船。目前，已能在24小时内完成整个吊装和更换工作。这样就大大高了舰船的实际服役率。同时，也大大简化了舰上的维修保养工作，有利于减少在舰人员；

7)与蒸汽和柴油机动力装置相比，燃气轮机的滑油消耗量比较低。目前已达1～5kg／h，故可用较小的滑油柜来代替庞大的滑油储存舱；

8)正由于燃气轮机轻巧，又容易实现全自动化监控和远距离集中控制，故一般均将机组置于密闭机罩内，以利隔声、隔热、防化、防原，从而改善了机舱工作条件。如图8-23所

示。这在蒸汽动力装置和柴油机动力装置舰船上是难以办到的。

图8-23 美国LM2500舰用燃气轮机机组

基于上述这些独特的优点，世界各国均大力研究和发展舰船燃气轮机，且将其装于各类新建水面舰艇上，特别是中小型水面舰艇上。但是，任何事物总是一分为二的。在舰船燃气轮机动力装置的发展中，与蒸汽、柴油机动力装置相比，还有许多急待进一步研究解决的问题。譬如：

1)燃气轮机的油耗率与柴油机相比，还是偏高，特别是非额定工况。4000～12000马力的舰船燃气轮机，额定负荷下的燃油消耗率约为230～320克／马力·时，20000马力以上的大功率机组，作为简单循环的燃气轮机的典型例子是ＬＭ2500燃气轮机，从上世纪７０年代初期开始，经30年的不断完善、改进、发展和提高，研制出其发展型ＬＭ2500＋，压比从18.8增至22.2，功率从21兆瓦提高到30兆瓦，耗油率从233g／kwh降至218g／kwh，接近中、高速柴油机的水平。因此，还有待进一步研究改进，以利节省燃油和增大舰船续航力；

最近，Rolls-Royce公司联合两外两家公司所研制的WR-21型船用燃气轮机，是一种中冷－回热循环（ICR－Intercooled Recuperated Cycle）的热力循环，这种复杂循环燃气轮机在最大功率（ISO条件下，25.2兆瓦）时的燃油耗油率仅为184g/kwh（135g/hph）。可见，WR-21是迄今效率最高的船用燃气轮机，这样的经济指标足以与大功率低速船用柴油机相媲美。所以燃气轮机的这一弱点将逐步得以改善。

2)目前的舰船燃气轮机，几乎均使用轻柴油以上的、低粘度、优质燃料油，而不像柴油机能用重油。这样，其经济性就更差了；

3)舰船燃气轮机的低负荷运行性能比较差，效率低，油耗高，易超温，易喘振。所以不宜长期处于低负荷工况下运行；

4)虽然舰船燃气轮机的比功(指每秒1公斤空气在机组内所能发出的机组有效功率)已由

过去的160～200马力／公斤空气／秒逐渐提高到400马力／公斤空气／秒，但是，它的耗气量仍然很大。以25000～28000马力的机组为例，每秒空气消耗量仍然要高达61～110公斤／秒。此外，考虑到进、排气管系流阻的大小、流场的分布对燃气轮机装置的有效功率有很大的影响，因此在舰船上，必须设置非常庞大的进、排气管。这样就迫使动力装置的重量尺寸明显增大，也影响全舰有效甲板面积的利用；

5)在燃气轮机的气体流路中，气流的紊流度强，涡流源多，因此，燃气轮机在工作时会发出频谱很宽的、能量较强的气动噪声。在进、排气管管口附近的噪声，可达115分贝以上，严重影响舰船人员的正常工作和健康，所以必须采取消音措施；

6)目前的舰船燃气轮机不能逆转，因此，当舰船需要制动和倒航时，就要靠可调螺距螺旋桨或倒车传动齿轮来解决。这就导致动力装置的复杂化。

综合以上所述，燃气轮机动力装置虽然目前还存在着一些需要进一步完善的问题，但是，这决不影响它在舰船上的重要作用和应用。目前，燃气轮机是大中型水面舰艇的主动力装置，世界已有近30个国家的海军舰船使用燃气轮机。其中美国、英国和前苏联使用的数量最多。随着燃气轮机使用范围的扩大，使用方式由一轴一机扩展到一轴多机；由汽轮机和燃气轮机联合动力装置（COSAG）发展到柴油机与燃气轮机联合使用动力装置（CODAG）、柴油机和燃气轮机交替使用动力装置（CODOG）、燃气轮机和燃气轮机联合使用动力装置（COGAG）、燃气轮机和燃气轮机交替使用动力装置（COGOG）。

目前世界主要海军国家的舰用燃气轮机的研制生产已经形成系列，14700kW（20000hp）左右或以上的大功率舰用燃气轮机已经发展得非常成熟，并在各类舰艇上广泛应用。按不同的使用方式，用同一种燃气轮机组合的功率范围几乎可以覆盖从快艇到轻型航空母舰等各类大中型水面舰艇，燃气轮机的装舰数量不断增加。在目前世界各国海军使用的舰用燃气轮机中，美国研制的LM-2500型、俄罗斯的ГТД15000型和英国的斯贝SMIC型发动机用的最多，性能最令人满意，特别是美国的LM-2500应用最为广泛，现总的装舰使用量已超过1000台，装备在27个国家的近400艘舰船上使用。

燃气轮机在船舶动力方面的应用

燃气轮机在船用动力方面的应用与发展 邵高鹏 （清华大学汽车系，北京 100084） 摘要：介绍船用燃气轮机的工作原理和特点，对比燃气轮机和内燃机性能的优缺点，总结燃气轮机应用于船用动力的现状和未来的发展方向。 关键词：船用燃气轮机；原理；应用；发展方向； 1．引言 燃气轮机动力装置在50年代开始用于船舶，在此之前，水面舰艇都已蒸汽轮机和内燃机作为其动力装置，大型舰船以蒸汽轮机为其主要的动力装置，蒸汽轮机的优势在于技术相对简单，制造相对容易，但是其同样存在油耗大，占用空间大等等劣势，而柴油机的单机功率有限，必须采用多机并用。并且由于燃气轮机汽固有的一些优点，使得它逐渐向柴油机动力在船舶动力上的统治地位发起了挑战。最初的燃气轮机还只能应用与军用舰艇，但是随着燃气轮机技术的发展，燃气轮机在商船上也逐步得到了推广。 2．船用燃气轮机的工作原理 船用内燃机的循环模式可以分为简单开式循环，其工作过程同内燃机类似，也可以分为吸气、压缩、做功及排气四个工作行程，但是与内燃机又有很大的不同，下图中是一种燃气轮机的结构示意图。 轴流压气机的转子高速回转，在压气机的进口处产生吸力，将新鲜空气吸入压气机，对应着吸气的过程。空气在轴流压气机中增压，压力和温度都有升高，空气继续流动经过扩压器，减速增压进入燃烧室中，此时的空气温度和压力都较高，比容很小，这就实现了空气的压缩过程。在空气进入燃烧室的同时，燃油同时喷入与空气混合形成可燃混合气，点燃后迅速燃烧，温度继续升高，而压力变化不大（由于流动损失的存在）；高温高压的燃气，经过涡轮的静叶的导向之后冲击涡轮的动叶叶片，推动叶片使涡轮转子高速转动而产生转矩。涡轮常分为两级，第一级涡轮（高压涡轮）上产生的转矩用于驱动与之联动的压气机，第二级涡轮（动力涡轮）上产生的转矩经过传动轴和减速箱输出，这就是燃气轮机的燃烧和做工过

简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展正式版

Through the reasonable organization of the production process, effective use of production resources to carry out production activities, to achieve the desired goal. 简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展正式版

简析燃气轮机发电机组的现状及未来 发展正式版 下载提示：此安全管理资料适用于生产计划、生产组织以及生产控制环境中，通过合理组织生产过程，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到预期的生产目标和实现管理工作结果的把控。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 火力发电的历史久远，为世界经济发展提供着充足的能源。但是，随着环境保护观念深入人心，世界资源日益紧缺，火力发电已经成为我国经济转型、产业结构调整的重点对象。作为新型发电模式，燃气轮机发电具备快速启停、高效率以及较小占地规模的有点，污染小。在我国工业实践中，受到制造技术的商业秘密制约，自主创造能力十分薄弱，进口是主要来源，并没有在全国推广开来。本文主要浅析燃气轮发电机组的当前发展情况，并展望未来趋势，希望引起工业领域人员的重

视。 1.燃气轮机及其发电机组现状浅析 1.1.燃气轮机浅析 作为旋转式动力机械，气体以连续流动的方式在燃气轮机中通过热能向机械能的转化，进而推动发电机组旋转。从世界范围来看，第一台燃气轮机由瑞士一家企业制造，时间为1939年。经数十年发展，机车与坦克动力、舰船动力、管线动力与发电等都有燃气轮机的身影。从结构上划分，轻型与重型燃气轮机为工业燃气轮机类型。当前，俄、英、美等发达国家已经将燃气轮机完全应用到了水面舰艇上。此外，海上采油、输油输气的管线加压装置也由轻型燃气轮机构成，实现了41.6%的热

汽轮机、燃气轮机、水轮机和柴油机的防火措施详细版

文件编号：GD/FS-3709 A Specific Measure To Solve A Certain Problem, The Process Includes Determining The Problem Object And Influence Scope, Analyzing The Problem, Cost Planning, And Finally Implementing. 编辑：_________________ 单位：_________________ 日期：_________________ （解决方案范本系列） 汽轮机、燃气轮机、水轮机和柴油机的防火措施详 细版

汽轮机、燃气轮机、水轮机和柴油机的防火措施详细版 提示语：本解决方案文件适合使用于对某一问题，或行业提出的一个解决问题的具体措施，过程包含确定问题对象和影响范围，分析问题，提出解决问题的办法和建议，成本规划和可行性分析，最后执行。，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。 为杜绝汽轮机油系统漏油现象，应尽量减少阀门、接头等附件，选用高一级承压等级，管子壁厚不小于1.5mm。禁止使用橡胶垫、塑料垫或基他不耐油、不耐高温的垫料作管道的法兰垫。管道支架应牢固可靠，以防止管道振动，支架根部应加强，并能适应热膨胀的要求。油管道法兰应内外烧焊，机头下部和正对高温蒸汽管道的法兰应采用止口法兰。在热体附近的法兰外应装设金属罩壳。油管道附近的蒸汽管道，保温应坚固完整，保温层表面应装设金属罩，如有油渗入保温屋应及时更换。油管与蒸汽管道外表距离不小于150mm。严禁用拆卸油表接头的方法泄放

哈工程版船舶动力装置概论样本

第一章，总论 1，船舶的主要性能指标有哪些? 答: 排水量△: 船舶总重量, 由空载重量LW和载重量DW组成; 容积▽: 水面航行船舶的水下部分的体积,也称作容积排水量; 航速: 1海里=1.852km 续航力S: 舰船在用尽全部燃料及其它消费品储量前, 以恒速所航行过的距离称为续航力, 以海里计; 自给力T: 舰船在海上航行, 中途不补给任何储备品所能持续活动的时间称为自给力, 以昼夜计; 生命力: 舰船能抵御战斗破坏或失事破损并保持其运载、战斗能力的性能称为生命力; 机动性: 舰船起锚开航、改变航速和航向的性能; 隐蔽性: 舰船在海上航行并完成战斗运输任务而不被敌方发现的性能; 耐波性: 舰船能在大风浪不良天气下完成任务的性能; 2，船舶动力装置是由哪些装置系统组成的? 答: 推进系统: 主机、传动设备、推进器 辅助设备: 发电副机组、辅助锅炉装置、压缩空气系统 机舱自动化系统 船舶系统 3，船舶对动力装置有哪些要求? 答: 技术性能和经济性能, 对于军用舰船来说着重于战术技术性能;

而民用船舶则倾向于经济性能。 4，船舶动力装置的主要性能指标是什么? 答: 技术指标: 功率指示, 重量指标, 尺寸指标 经济指标: 动力装置燃料消耗率, 主机燃料消耗率, 动力装置每海里航程燃料消耗量, 动力装置有效热效率, 动力装置的建造、运转及维修的经济性 运行性能指标: 机动性, 可靠性, 隐蔽性, 遥控和机舱自动化, 生命力 5，高、中、低速柴油机的转速范围如何? 答: 低速机: 300r/min, 中速机: 300-1000r/min,高速机: >1000r/min 6，柴油机的消耗率一般是多少? 答: 低速机: 160-180g/(kw.h), 中速机: 150-220 g/(kw.h), 高速机: 200-250 g/(kw.h) 7，柴油机的优缺点为何? 答: 优点: 有较高的经济性、重量轻、具有良好的机动性缺点: 单机功率低、柴油机工作中振动、噪声大, 大修期限较短、柴油机在低速区工作时稳定性差, 滑油消耗率高 8，蒸汽轮机的优缺点为何, 为什么主要应用在大型船舶上? 答: 单机功率很大; 汽轮机叶轮转速稳定, 没有周期性作用力, 因此汽轮机组振动噪声小 汽轮机工作时只是转子轴承处有摩擦阻力, 故磨损部件少, 工

燃气轮机发电技术综述

Internal Combustion Engine &Parts 0引言 随着我国天然气资源的大规模开发及越来越严格的环保标准，我国陆续建成投产了多台燃气轮机发电机组，在满足电力需求的同时，创造了良好的社会效益和经济 效益。目前就世界范围而言， 燃气轮机发电已是电力结构中的重要组成部分，对推动经济和社会发展发挥着重要作用。 1燃气轮机装置的工作过程 燃气轮机是以连续流动的燃气为工质、 将燃料的化学能转变为转子机械能的内燃式动力机械， 是一种旋转式热力发动机。燃气轮机装置主要由压气机、 燃烧室、透平三大部件及控制系统、 辅助设备组成。压气机从外界大气环境吸入空气，并逐级压缩；压缩空气被送到燃烧室与喷入的 燃料混合燃烧，产生高温燃气；然后燃气进入透平膨胀做 功；透平排气可直接排到大气，对外界环境放热，也可通过换热设备放热以回收利用部分余热。工质顺序经过吸气压缩、燃烧加热、膨胀做功以及排气放热四个工作过程完成一个热力循环，进行能量转换。通常在燃气轮机中，压气机 是由燃气透平来带动的，它是透平的负载， 在简单循环中，透平的机械能有1/2到2/3左右用来带动压气机，其余的1/3左右的机械能用来驱动发电机。 2燃气轮机发电机组 用燃气轮机驱动发电机构成了燃气轮机发电机组。目前，应用最广泛、获得最高实用热效率的是燃气与蒸汽的联合循环。燃气轮机循环中，工质的平均吸热温度很高，燃气初温达到了1300℃-1500℃（表1），平均放热温度也较高，通常燃气轮机排气温度在500℃-600℃左右，因此单独 的燃气轮机发电机组的热效率难以达到较高值（表1）。蒸 汽轮机循环中，工质的平均放热温度达到了较低值，但工质的平均吸热温度不高，因此单独的蒸汽轮机发电机组的热效率也难以达到较高值。这两种单独的循环的热效率最 高40%多。若将燃气循环和蒸汽循环联合起来， 就成为了平均吸热温度很高而平均放热温度很低的热机， 其循环效率必定较高，最高热效率已达到60%以上（表2）。 如GE 公司基于空气冷却透平技术的9H 级燃气轮机联合循环效率约61%，西门子公司全内空冷H 级燃机联合循环效率也在60%以上。 燃气-蒸汽联合循环的方案有多种，本文介绍典型的联合循环发电型式。 2.1纯余热锅炉型联合循环发电机组这种联合循环中，燃气侧和蒸汽侧两循环的结合点是余热锅炉。燃气轮机的排气送入余热锅炉中去加热给水、 产生蒸汽，驱动汽轮机做功，这是以燃气轮机为主的联合循环方案。 余热锅炉内不加入燃料燃烧，因此，蒸汽参数及蒸汽轮机的容量取决于燃气透平的排气参数和流量，在通常燃气轮机排气参数下，得到的是中温中压的蒸汽， 通常汽轮机的容量约为燃气轮机容量的30%-50%。 这种联合循环效率高、技术成熟、 系统简单、造价低、启停速度快，应用最广。若在燃气透平的排气段设置旁通 烟囱， 汽轮机停机时燃气轮机可以单独运行；但燃气轮机停机时汽轮机不能单独工作。 2.2排汽补燃型联合循环发电机组排汽补燃型联合循环有两种方案：在余热锅炉前增加 烟道补燃器以及往余热锅炉中加入一定的燃料， 利用燃气中剩余的氧进行燃烧。由于补燃，锅炉蒸发量增加， 蒸汽参数提高，蒸汽轮机循环的出力和效率得到提高； 负荷变化时，可在较大的输出功率变化范围内， 燃气轮机工况不变，只改变补燃燃料，以改变汽轮机功率来改变联合循环的出力，机组的变工况性能得到改善，部分负荷下的效率较高； —————————————————————— —作者简介:杨巧云（1966-），女，湖南湘潭人， 武汉电力职业技术学院教授，硕士。 燃气轮机发电技术综述 杨巧云 （武汉电力职业技术学院， 武汉430079）摘要:介绍燃气轮机发电装置的的工作过程及典型型式，对几种主要的燃气-蒸汽联合循环发电装置进行分析比较，并将燃气轮 机发电机组与常规燃煤发电机组进行比较。 关键词:燃气轮机；燃气-蒸汽联合循环；发电 机组型号ISO 基本功率 （MW ）燃气初温℃ 供电效率（%） PG9351FA MS9001G LM6000-PD M701G GT13E2V94.3A 255.628241.1334165.1265.9 132714301160142711001310 36.0 39.540.739.535.738.6 表1某些燃气轮机发电机组的主要技术参数(教材,清华) 表2某些联合循环发电机组的主要技术参数(教材,清华) 机组型号ISO 基本功率（MW ） 供电效率（%） S209FA KA13E2-2KA26-1S109H GUDIS.94.3MPCP2（M701F ） 786.9 480392.5480392.2799.6 57.1 52.956.360.057.457.3

汽轮机、燃气轮机、水轮机和柴油机的防火措施正式版

In the schedule of the activity, the time and the progress of the completion of the project content are described in detail to make the progress consistent with the plan.汽轮机、燃气轮机、水轮机和柴油机的防火措施正 式版

汽轮机、燃气轮机、水轮机和柴油机 的防火措施正式版 下载提示：此解决方案资料适用于工作或活动的进度安排中，详细说明各阶段的时间和项目内容完成 的进度，而完成上述需要实施方案的人员对整体有全方位的认识和评估能力，尽力让实施的时间进度 与方案所计划的时间吻合。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 为杜绝汽轮机油系统漏油现象，应尽量减少阀门、接头等附件，选用高一级承压等级，管子壁厚不小于1.5mm。禁止使用橡胶垫、塑料垫或基他不耐油、不耐高温的垫料作管道的法兰垫。管道支架应牢固可靠，以防止管道振动，支架根部应加强，并能适应热膨胀的要求。油管道法兰应内外烧焊，机头下部和正对高温蒸汽管道的法兰应采用止口法兰。在热体附近的法兰外应装设金属罩壳。油管道附近的蒸汽管道，保温应坚固完整，保温层表面应装设金属罩，如有油渗入保温屋应及时更

换。油管与蒸汽管道外表距离不小于 150mm。严禁用拆卸油表接头的方法泄放油系统内的空气。汽轮机主油箱应设备事故排油装置，事故油箱应设在主厂房外并密封。事故排油阀门应用钢质阀门，操作手轮不准上锁，平时加锅封，并有明显的标志，其位置至少要有二个通道能达到，并与油箱保持5m以上的距离。 燃气轮机在辅机室、轮机室两室的罩侧壁底下应装有通风机，当燃气轮机正常运行时，辅机室、轮机室两室内就不易形成爆炸性的混合物。同时，在辅机室内高温部件附件附近空间应装设防爆可燃气体报警器。燃气轮机的二氧化碳等灭火装置

联合循环燃气轮机发电厂简介

联合循环燃气轮机发电厂简介 联合循环发电：燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机共同组成的 循环系统，它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽，再将蒸汽注入蒸汽轮机发电。形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环，也有燃气轮机、蒸汽轮机各自推动各自发电机的多轴联合循环。胜利油田埕岛电厂采用的是美国GE公司的MS9001E然气轮机，其热效率为33.79%,余热锅炉为杭州锅炉厂的立式强制循环余热锅炉。1．燃气轮机 1.1 简介燃气轮机是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机,它的结构与飞机喷气式发动机一致,也类似蒸汽轮机。主要结构有三部分： 1 、燃气轮机（透平或动力涡轮）； 2、压气机（空气压缩机）； 3、燃烧室。其工作原理为：叶轮式压缩机从外部吸收空气,压缩后送入燃烧室,同时燃料（气体或液体燃料）也喷入燃烧室与高温压缩空气混合,在定压下 进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作工,推动动力叶片高速 旋转,乏气排入大气中或再加利用。 燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命 周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机,轻型燃气轮机为航空发动机的转型,其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高,主要用于电力调峰、船舶动力。重型燃 气轮机为工业型燃机,其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高,主要用于联合循环发电、热电联产。埕岛电厂采用的 MS9001E燃气轮发电机组是50Hz, 3000转 /分,直接传动的发电机。该型燃气轮发电机组最早 于 1987年投入商 业运行，基本负荷燃用天然气时的功率为123.4MW热效率为 33.79%,排气温度539C，排气量1476X103公斤/小时，压比为12.3，燃气初

联合循环燃气轮机发电厂简介(通用版)

( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 联合循环燃气轮机发电厂简介 (通用版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process

联合循环燃气轮机发电厂简介(通用版) 联合循环发电：燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机共同组成的循环系统，它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽，再将蒸汽注入蒸汽轮机发电。形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环，也有燃气轮机、蒸汽轮机各自推动各自发电机的多轴联合循环。胜利油田埕岛电厂采用的是美国GE公司的MS9001E燃气轮机,其热效率为33.79%，余热锅炉为杭州锅炉厂的立式强制循环余热锅炉。 1．燃气轮机 1.1简介 燃气轮机是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机，它的结构与飞机喷气式发动机一致，也类似蒸汽轮机。主要结构有三部分：1、燃气轮机（透平或动力涡轮）；2、压气机（空气压缩机）； 3、燃烧室。其工作原理为：叶轮式压缩机从外部吸收空气，压缩后

送入燃烧室，同时燃料（气体或液体燃料）也喷入燃烧室与高温压缩空气混合，在定压下进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作工，推动动力叶片高速旋转，乏气排入大气中或再加利用。 燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机，轻型燃气轮机为航空发动机的转型，其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高，主要用于电力调峰、船舶动力。重型燃气轮机为工业型燃机，其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高，主要用于联合循环发电、热电联产。 埕岛电厂采用的MS9001E燃气轮发电机组是50Hz，3000转/分，直接传动的发电机。该型燃气轮发电机组最早于1987年投入商业运行，基本负荷燃用天然气时的功率为123.4MW，热效率为33.79%，排气温度539℃，排气量1476×103公斤/小时，压比为12.3，燃气初温为1124℃，机组为全自动化及遥控，从启动到满载正常时间为约20分钟，机组使用MARKⅤ控制和保护系统.

燃气轮机和内燃机发电机组性能及经济性分析

燃气轮机和内燃机发电机组性能及经济性分析 摘要：介绍燃气分布式能源系统配置。对燃气轮机、燃气内燃机发电机组性能(性能参数、变工况特性、余热特性、燃气进气压力)、经济性等进行比较。 关键词：分布式能源系统；燃气轮机发电机组；燃气内燃机发电机组；经济性 Analysis on Performance and Economy of Gas Turbine and Gas Engine Generator Units Abstract：The configuration of gas distributed energy system is introduced．The performance of gas turbine generator unit including performance parameters，variable conditions characteristics，waste heat characteristics and gas inlet pressure as well as the economy are compared with gas engine generator unit． Keywords：distributed energy system：gas turbine generator unit；gas engine generator unit；eeonomy 1概述 燃气分布式能源系统(以下简称分布系统)是指布置在用户附近，以天然气为主要一次能源，采用发电机组发电，并利用发电余热进行供冷、供热的能源系统[1-11]。主要设备包括发电机组、余热利用装置等，作为动力设备的发电机组是分布系统的关键。 分布系统通常采用的发电机组为燃气轮机发电机组(以下简称燃气轮机组)、燃气内燃机发电机组(以下简称内燃机组)。燃气轮机组是以连续流动气体为工质，将热能转化为机械能的旋转式动力设备，包括压气机、燃烧室、透平、辅助设备等，具有结构紧凑、操作简便、稳定性好等优点。在分布系统中应用的主要是发电功率范围为25～20000kW的微型、小型燃气轮机组。 内燃机组是将液体或气体燃料与空气混合后，直接输入气缸内部燃烧并产生动力的设备，是一种将热能转化为机械能的热机，具有体积小、热效率高、启动性能好等优点，发电功率范围为5～18000kW。美国不同规模分布系统的发电机组发电功率见表1[12]。

燃气轮机结构-涡轮

第四章涡轮 涡轮概述 一:涡轮功用 把来自燃烧室的高温、高压燃气中的部分热能和压力能转换成机械功，用以带动压气机、附件和外负荷。 二：按燃气流动方向分类 轴流式径流式（离心式、向心式） 三：涡轮工作条件 高温、高转速、频繁剧烈热冲击、不均匀加热及由于转子不平衡和燃气压力、流量脉动造成的不平衡负荷的作用。 四：船舶燃气轮机涡轮 船舶燃气轮机多应用轴流式涡轮。其特点是功率大、燃气温度高、转速高、效率高。 燃气发生器涡轮（增压涡轮）：用来带动压气机和附件； 动力涡轮：用来带动减速器-螺旋桨或其他负荷，输出功率 五：涡轮通流形式 平的 扩张型：等中径通流等内径通流等外径通流

涡轮转子 一：涡轮转子组成 涡轮盘、涡轮轴、工作叶片、连接零件 二：盘与轴的连接 1.不可拆卸式结构：销钉连接整体结构或焊接 2.可拆卸式结构：螺钉连接短螺栓连接

三：盘与盘的连接 盘与盘地连接也分为不可拆卸和可拆卸两种结构，如下为典型连接： 不可拆卸式的径向销钉连接用长螺栓连接的可拆卸结构用短螺栓连接的可拆卸结构四：工作叶片及其与轮盘的连接 1：工作叶片工作环境： 离心力、气动力、振动负荷、受到燃气腐蚀、冷热疲劳 第一级工作叶片工作条件最恶劣，决定燃气初温选择，直接影响燃气轮机性能和可靠性 2：工作叶片组成 叶身、中间叶根、榫头（有些叶尖带有叶冠） 3：中间叶根作用 可以减少向轮盘传热，改善榫头应力分布不均匀；可以通冷却空气，降温，减少热应力，减轻轮盘质量。 4：榫头 叶片用枞树形榫头连接，承受负荷、离心力大、高温下工作。 故需满足：a.允许榫头受热后自由膨胀 b.传热性能好，叶片热量容易带走5：工作叶片的固定： 涡轮静子 一：涡轮静子组成 涡轮外环、导向器、涡轮支撑、传力系统 二：涡轮机匣 1：结构特点 一般采用整体式，且采用与燃机轴线垂直的分开面，将外环分成几部分 也有用于纵向剖分面的分开式结构的机匣，但多用于多级涡轮的情况 : 2：径向周向定位 通常采用圆柱表面实施，也有用几个不等距的精密配合的销钉作为定位件，再用精配螺栓附加定位

燃气轮机联合循环发电意义和建议

燃气轮机联合循环发电意义和建议 摘要：本文以IGCC联合循环为例阐述了燃气-蒸汽联合循环的基本工作流程及工作原理。分析了燃气轮机和汽轮机发电系统循环方式的特点及其特性参数。就目前国内外燃气-蒸汽联合循环发展及应用状况为我国发展联合循环发电系统提出了一些建议。 关键词：联合循环、燃气轮机、汽轮机 目前，全世界电能消费已占终端能源消费总量的40％左右。其中，热力发电占据主要位置，其发电量约占全世界发电总量的80％。我国大多采用燃煤火力发电厂发电，其最高发电效率略高于40％，由于材料的限制，继续提高蒸汽参数很困难，汽轮机发电机组供电效率进一步提高的余地已经不大，能预测到的不会超过10个百分点。 燃气-蒸汽联合循环发电是解决上述问题的一个理性方案[1]。燃气-蒸汽联合循环发电机组具有热效率高、污染排放低、节省投资、建设周期短、启停快捷、调峰性能好、占地少、节水、厂用电率低和可靠性强、维修方便等优点[2]，目前整体煤气化联合循环技术发电净效率可达到60％。与常规燃煤电厂相比，联合循环机组具有极大的优势，已受到研究者及政府的重视。 1 燃气-蒸汽联合循环 燃气-蒸汽联合循环机组由燃气轮机、余热锅炉和供热汽轮机三大装置组成，其分类型式也是多种多样，各种循环都有自己的特点，分别适用于不同的场合。本文以整体煤气化联合循环（IGCC-Interrated Gasification Combined Cycle）为例，阐述单纯发电用联合循环工作原理[3]。 IGCC由两大部分组成，即煤的气化与煤气净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分。第一部分的主要设备有气化炉、空分装置、煤气净化系统；第二部分的主要设备有燃气轮机系统、余热锅炉、汽轮机、发电机。IGCC的工艺过程（见图1）如下：煤经过气化成为中低热值煤气，经过净化，除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物，成为清洁的气体燃料，然后送入燃气轮机的燃烧室燃烧，加热气体工质以驱动燃气透平做功，燃气轮机排气进人余热锅炉加热给水，产生过热蒸汽驱动汽轮机做功。 图1 IGCC联合循环系统典型系统图（虚线部分为联合循环动力系统）

(建筑电气工程)联合循环燃气轮机发电厂简介精编

（建筑电气工程）联合循环燃气轮机发电厂简介

联合循环燃气轮机发电厂简介 [摘要]以埕岛电厂为例，简要介绍联合循环发电厂几种主要设备及其各自的特点。 [关键词]联合循环燃气轮机余热锅妒简介 1引言 联合循环发电：燃气轮机及发电机和余热锅炉、蒸汽轮机共同组成的循环系统，它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽，再将蒸汽注入蒸汽轮机发电。形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动壹台发电机的单轴联合循环，也有燃气轮机、蒸汽轮机各自推动各自发电机的多轴联合循环。胜利油田埕岛电厂采用的是美国GEX公司的MS9001E燃气轮机,其热效率为33.79%，余热锅炉为杭州锅炉厂的立式强制循环余热锅炉。 1．燃气轮机 1.1简介 燃气轮机是壹种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机，它的结构和飞机喷气式发动机壹致，也类似蒸汽轮机。主要结构有三部分：1、燃气轮机（透平或动力涡轮）；2、压气机（空气压缩机）；3、燃烧室。其工作原理为：叶轮式压缩机从外部吸收空气，压缩后送入燃烧室，同时燃料（气体或液体燃料）也喷入燃烧室和高温压缩空气混合，在定压下进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作工，推动动力叶片高速旋转，乏气排入大气中或再加利用。 燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机，轻型燃气轮机为航空发动机的转型，其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高，主要用于电力调峰、船舶动力。重型燃气轮机为工业型燃机，其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高，主要用于联合循环发电、

简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展

简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展火力发电的历史久远，为世界经济发展提供着充足的能源。但是，随着环境保护观念深入人心，世界资源日益紧缺，火力发电已经成为我国经济转型、产业结构调整的重点对象。作为新型发电模式，燃气轮机发电具备快速启停、高效率以及较小占地规模的有点，污染小。在我国工业实践中，受到制造技术的商业秘密制约，自主创造能力十分薄弱，进口是主要来源，并没有在全国推广开来。本文主要浅析燃气轮发电机组的当前发展情况，并展望未来趋势，希望引起工业领域人员的重视。 1.燃气轮机及其发电机组现状浅析 1.1.燃气轮机浅析 作为旋转式动力机械，气体以连续流动的方式在燃气轮机中通过热能向机械能的转化，进而推动发电机组旋转。从世界范围来看，第一台燃气轮机由瑞士一家企业制造，时间为1939年。经数十年发展，机车与坦克动力、舰船动力、管线动力与发电等都有燃气轮机的身影。从结构上划分，轻型与重型燃气轮机为工业燃气轮机类型。当前，俄、英、美等发达国家已经将燃气轮机完全应用到了水面舰艇上。此外，海上采油、输油输气的管线加压装置也由轻型燃气轮机构成，实现了41.6%的热效率（简单循环）。高度垄断是重型燃气轮机制造领域的特点，重要的核心

企业为ABB、西门子/西屋、GE、三菱等。轻型燃气轮机制造领域中主导企业为P&W、R.R与GE，其他国家也不甘落后，正在紧锣密鼓的航机改型。 上世纪五十年代末，国内开始制造重型燃气轮机。当时的上汽厂、南汽厂、哈汽厂身肩国家工业复兴的大任，在“厂校结合”形式下，自主研发出的燃气轮机位列世界领先，如3500hp机车用机组，1MW、3MW发电机组。近年来，随着我国工业化的不断升级，重型燃气轮机也在不断的改造升级。为实现利用冶金企业的高炉煤气，美国GE与南汽厂通过技术交流，立足于MS6001B，6B-L型燃气轮机研发成功，实现再利用高炉煤气的环保要求。从科研实力分析，国内研究所或高校储备着大量科研设施与科研人员，如哈尔滨工业大学、清华大学、国家电网热工研究院、中科院工程热物理研究所等，研究出的一批批优秀成果（红旗360、东风I 型叶型）。当然，设备不够集中，先进性尚待提高，完善工作仍需继续。 国内航空系统是轻型燃气轮机的集结地，在航空发动机领域，研究设计院、制造厂数量众多，职工数量上万。在上世纪70年代，邮电、石化、油田等企业都应用到了331厂、410厂研发的WZ-6G、WJ-6G、WJ-5G等产品型号。在技术改造与创新实践中，燃气轮机的制造工艺已经掌握成熟，精密机加设备成套，特种工艺设备应有尽有，气冷涡轮叶片制作方

简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展详细版

文件编号：GD/FS-5604 （安全管理范本系列） 简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展详细版 In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities. 编辑：_________________ 单位：_________________ 日期：_________________

简析燃气轮机发电机组的现状及未 来发展详细版 提示语：本安全管理文件适合使用于平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。 火力发电的历史久远，为世界经济发展提供着充足的能源。但是，随着环境保护观念深入人心，世界资源日益紧缺，火力发电已经成为我国经济转型、产业结构调整的重点对象。作为新型发电模式，燃气轮机发电具备快速启停、高效率以及较小占地规模的有点，污染小。在我国工业实践中，受到制造技术的商业秘密制约，自主创造能力十分薄弱，进口是主要来源，并没有在全国推广开来。本文主要浅析燃气轮发电机组的当前发展情况，并展望未来趋势，希望引起工业领域人员的重视。 1.燃气轮机及其发电机组现状浅析

1.1.燃气轮机浅析 作为旋转式动力机械，气体以连续流动的方式在燃气轮机中通过热能向机械能的转化，进而推动发电机组旋转。从世界范围来看，第一台燃气轮机由瑞士一家企业制造，时间为1939年。经数十年发展，机车与坦克动力、舰船动力、管线动力与发电等都有燃气轮机的身影。从结构上划分，轻型与重型燃气轮机为工业燃气轮机类型。当前，俄、英、美等发达国家已经将燃气轮机完全应用到了水面舰艇上。此外，海上采油、输油输气的管线加压装置也由轻型燃气轮机构成，实现了41.6%的热效率（简单循环）。高度垄断是重型燃气轮机制造领域的特点，重要的核心企业为ABB、西门子/西屋、GE、三菱等。轻型燃气轮机制造领域中主导企业为P&W、R.R与GE，其他国家也不甘落后，正在紧锣密鼓的航机改型。

(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。 1962年上海汽轮机厂试制船用燃气轮机，1964年与上海船厂合作制成 550KW燃气轮机，1965年制成6000KW列车电站燃气轮机，1971年制成3000KW卡车电站。在这期间还与703研究所合作制造了3295KW、4410KW、18380KW等几种船用燃气轮机。 1969年哈尔滨汽轮机厂制成2200KW机车燃气轮机和1000KW自由活塞式燃气轮机，1973年与703研究所合作制成4410KW船用燃气轮机，与长春机车车辆厂合作制成3295KW机车燃气轮机。 1964年南京汽轮电机厂制成1500KW电站燃气轮机；1970年制成37KW 泵用燃气轮机；1972年制成1000KW电站燃气轮机；1977年制成21700KW快装式电站燃气轮机；1984年与GE公司合作生产了PG6541B型36000KW燃气轮机；从1984年至2004年已生产了PG6541B型、PG6551B型、PG6561B型、PG6581B型四种型号燃气轮机，功率由36000KW上升到现在的43660KW。2003年国家发改委决定南京汽轮电机集团有限责任公司与GE公司进一步扩大

燃气轮机复习题.(DOC)

电站燃气轮机课程复习思考题 1. 词语解释： （1）循环效率：当工质完成一个循环时，把外界加给工质的热能q转化成为机械功l c的百分数。 （2）装置效率（发电效率）: 当工质完成一个循环时，把外界加给工质的热能q转化成为电功l s的百分数。 （3）净效率（供电效率）: 当工质完成一个循环时，把外界加给工质的热能q转化成为净功l e的百分数。 （4）比功:进入燃气轮机压气机的1kg的空气，在燃气轮机中完成一个循环后所能对外输出的机械功（或电功）l s（kJ/kg）,或净功l e（kJ/kg）. （5）压气机的压缩比: 压气机的出口总压与进口总压之比。 （6）透平的膨胀比: 透平的进口总压与出口总压之比。 （7）压气机入口总压保持系数:压气机的入口总压与当地大气压之比。 （8）燃烧室总压保持系数:燃烧室的出口总压与入口总压之比。 （9）透平出口总压保持系数:当地大气压与透平的排气总压之比。 （10）压气机的等熵压缩效率:对于1kg同样初温度的空气来说，为了压缩达到同样大小的压缩比，等熵压缩功与所需施加的实际压缩功之比。 （11）透平的等熵膨胀效率:对于1kg同样初温度的燃气来说，为了实现同样的膨胀比，燃气对外输出的实际膨胀功与等熵膨胀功之比。 （12）温度比:循环的最高温度与最低温度之比。 （13）回热循环:在简单循环回路中加入回热器，当燃气透平排出的高温燃气流经回热器时，可以把一部分热能传递给由压气机送来的低温空气。这样，就能降低排气温度，而使进到燃烧室燃料量减少，从而提高机组的热效率。 （14）热耗率：当工质完成一个循环时，把外界加给工质的热能q，转化成机械功（或电工）

世界燃气轮机市场综述.doc

一、燃气轮机的主要应用领域 1、发电市场 由于燃气轮机电站技术先进、效率高、污染少等特点，发达国家80年代以来大力发展大功率燃气轮机-蒸汽轮机联合循环电厂。航改型燃气轮机由于建设周期短、收效快、机动性和灵活性好，广泛用于工业发电、城市调峰发电和公共事业用电等中小型电厂。预计到2020年全世界的燃气轮机发电将占到50%左右。 2、船舶用燃气轮机市场 在军民用船舶中，燃气轮机首先用于军用舰艇。据统计，到1998年全球56个国家和地区共有948艘军用船舶使用了2510台燃气轮机作为动力。80年代以来，燃气轮机也广泛用于高性能商用船舶，如豪华客轮、豪华游艇等。 3、机械驱动燃气轮机市场 机械驱动燃气轮机在车辆方面的市场还是军用为主，主要是军用坦克和装甲车辆。机械驱动用燃气轮机市场主要是石油和天然气化工工业领域。在石油、天然气开采、运输和化工流程中燃气轮机作为油田注水、注气、气举采油、输油和输气管道增压等的机械驱动动力。 二、国内燃气轮机主要生产厂家概况 国内燃气轮机产业分散在机械、航空、兵器、船舶、航天等工业部门，自称体系，自我发展，低水平重复。由于力量分散，60年代国外发展了三代燃气轮机，我国40多年停留在第二代水平之下，总的说来，我国燃气轮机产业还处在初级发展阶段。 1、主要生产厂家 （1）机械部门 南京汽轮机厂：80年代南京汽轮机厂与GE公司合作生产MS6001B，关键的核心转动部件和调节系统由外方提供，南汽只生产壳体和一些外围部件。 上海汽轮机厂：以三来加工方式为西屋公司加工一些壳体零件。 杭州汽轮机厂：杭州汽轮机股份有限公司是在杭州汽轮动力集团有限公司的工业汽轮机生产经营主体基础上改组而成，主要经营汽轮设计、制造、销售，工业电站及热电联产项目的设备成套和工程总承包及上述产品的辅机、配件、安装调试及技术咨询服务等业务。 公司生产的工业汽轮机按其用途可分为工业驱动汽轮机和工业发电汽轮机两大类，广泛应用于石油、化工、电力、冶金、建材、轻纺等工业部门和企业自备电站、区域热电联供、余热发电、垃圾电站、燃气-蒸汽联合循环等领域。 公司目前已成为国内工业汽轮机研究、开发、制造基地，其产品有着较高的市场占有率；其中工业汽轮机占国内市场的80%市场份额，工业发电汽轮机也占30%的市场份额。公司在北京、广州、成都等地建有销售服务网络，同时又在新加坡建立窗口，开拓国际市场业务。 哈尔滨汽轮机厂：哈尔滨汽轮机厂有限责任公司的前身--哈尔滨汽轮机厂是我国第一个五年计划期间建设的重点项目之一。1956年动工兴建，1958年投产，在四十多年的发展建设中, 哈汽公司形成了一个以设计, 制造大型火电汽轮机, 核电汽轮机, 工业用汽轮机组,

燃气轮机用于发电的主要形式

燃气轮机用于发电的主要形式 燃气轮机用于发电的主要形式 燃气轮机装置是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机，它的结构与飞机喷气式发动机一致，也类似蒸汽轮机。主要结构有三部分：1、燃气轮机（透平或动力涡轮）；2、压气机（空气压缩机）；3、燃烧室。其工作原理为：叶轮式压缩机从外部吸收空气，压缩后送入燃烧室，同时燃料（气体或液体燃料）也喷入燃烧室与高温压缩空气混合，在定压下进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作工，推动动力叶片高速旋转，乏气排入大气中或再加利用。 燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机，轻型燃气轮机为航空发动机的转型，如LM6000PC和FT8燃气轮机，其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高，主要用于电力调峰、船舶动力。重型燃气轮机为工业型燃机，如GT26和PG6561B等燃气轮机，其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高，主要用于联合循环发电、热电联产。 燃气轮机用于发电的主要形式： 简单循环发电：由燃气轮机和发电机独立组成的循环系统，也称为开式循环。其优点是装机快、起停灵活，多用于电网调峰和交通、工业动力系统。目前的最高效率的开式循环系统是GE公司LM6000PC 轻型燃气轮机，效率为43%。 前置循环热电联产或发电：由燃气轮机及发电机与余热锅炉共同组成的循环系统，它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收，转换为蒸汽或热水加以利用。主要用于热电联产，也有将余热锅炉的蒸汽回注入燃气轮机提高燃气轮机出力和效率。最高效率的前置回注循环系统是GE公司LM5000-STIG120 轻型燃气轮机，效率为43.3%。前置循环热电联产时的总效率一般均超过80%。为提高供热的灵活性，大多前置循环热电联产机组采用余热锅炉补燃技术，补燃时的总效率超过90%。 联合循环发电或热电联产：燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机或供热式蒸汽轮

燃气轮机课程设计--燃气轮机方向

燃气轮机课程设计--燃气轮机方向

课程设计 燃气轮机方向 大气进气 进气 大 气排气 G/M /F ~ 压气涡轮 燃

一、单轴燃气轮机循环计算 1、设计参数 标准状态进气条件：K T 2880=*,Pa P 5010013.1?=*； 燃气初温：K T 9933=*； 燃机功率：KW N e 30=； 2、循环计算选取数据 压气机压比：1.2=* C π； 压气机效率：83.0=*C η; 燃烧室燃烧效率：96.0=* B η； 涡轮效率：85.0=* T η； 机械效率：99.0=* m η； 压力损失：94.0=*in σ，98.0=*B σ，96.0=* out σ； 88435.0==* ***out B in σσσσ； 涡轮膨胀比：85714.1==***σππC T ; 漏气量：0=?； 3、变比热循环计算 3.1、压气机进口参数 由K T T 28801==**,Pa p p in 50 11095222.0?==* **σ，查表1、2得： 01I 1I ? 01ln π 1ln π? 8354.27 -6.2958 1.71153 -0.002335 ()Kmol KJ I /28.834895222 .02958.627.835401=?-==β， ()70931.195222 .0002335.071153.1ln 01=?-==βπ；

3.2、压气机出口参数 由45347.21.2ln 71153.1ln ln ln 0102=+=+=* C πππ，查表1、2得： T 0 2ln π 0 2s I 355 2.44453 10306.64 356 2.45441 10335.85 经插值得：K T s 90.3552=*； ()()Kmol KJ I s /93.1033264.1030685.103359.064.1030600 2=-?+==β； () () Kmol KJ I I I I I I I I C s s C /20.107380101020 02 01020 1 02=+-=?--=*=*ηηβ; 查表1得： T 0 2 I 2I ? 369 10715.82 -3.6629 370 10745.07 -3.6382 经插值得：K T 77.3692=*； 由于Pa p p C 512 1099966.1?==* **π得： ()Kmol KJ I /91.1073099966 .16439.320.1073802=?-==β； 45125.21.2ln 70931.1ln ln ln 12=+=+=* C πππ； 压气机压缩功：Kmol KJ I I l C /63.238228.834891.1073012=-=-=; 3.3、燃烧室出口参数 已知燃气初温：K T 9933=*， Pa p p B 523 1095970.1?==* **σ, 查表1得：