燃气轮机原理(精华版)

QD20燃机轮机机组

第 1章概述

1.1 燃气轮机简介

燃气轮机（Gas Turbine）是以连续流动的气体为工质、把热能转换为机械功的旋转式动力机械，包括压气机、加热工质的设备（如燃烧室）、透平、控制系统和辅助设备等。

走马灯是燃气轮机的雏形我国在11 世纪就有走马灯的记载，它靠蜡烛在空气燃烧后产生的上升热气推动顶部风车及其转轴上的纸人马一起旋转。15世纪末，意大利人列奥纳多〃达芬奇设计的烟气转动装臵，其原理与走马灯相同。

现代燃气轮机发动机主要由压气机、燃烧室和透平三大部件组成。当它正常工作时，工质顺序经过吸气压缩、燃烧加热、膨胀做功以及排气放热等四个工作过程而完成一个由热变功的转化的热力循环。图1-2为开式简单循环燃气轮机工作原理图。压气机从外界大气环境吸入空气、并逐级压缩（空气的温度与压力也将逐级升高）；压缩空气被送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧产生高温高压的燃气；然后再进入透平膨胀做功；最后是工质放热过程，透平排气可直接排到大气、自然放热给外界环境，也可通过各种换热设备放热以回收利用部分余热。在连续重复完成上述的循环过程的同时，发动机也就把燃料的化学能连续地部分转化为有用功。

燃气轮机动力装臵是指包括燃气轮机发动机及为产生有用的动力（例如：电能、机械能或热能）所必需的基本设备。为了保证整个装臵的正常运行，除了主机三大部件外，还应根据不同情况配臵控制调节系统、启动系统、润滑油系统、燃料系统等。

燃气轮机区别于活塞式内燃机有两大特征：一是发动机部件运动方式，它为高速旋转、且工质气流朝一个方向流动（不必来回吞吐），使它摆脱了往复式动力机械功率受活塞体积与运动速度限制的制约，在同样大小的机器内每单位时间内通过的工质量要大得多，产生的功率也大得多，且结构简单、运动平稳、润滑油耗少；二是主要部件的功能，其工质经历的各热力过程是在不同的部件中进行的，故可方便地把它们加以不同组合处理，来满足各种用途的要求。

燃气轮机区别于汽轮机有三大特征：一是工质，它采用空气而不是水，可不用或少用水；另是多为内燃方式，使它免除庞大的传热与冷凝设备，因而设备简单，启动和加载时间短，电站金属消耗量、厂房占地面积与安装周期都成倍地减少；再是高温加热高温放热，使它有更大的提高系统效率的潜力，但也使它在简单循环时热效率较低，且高温部件需更多的镍、铬、钴等高级合金材料，影响了使用经济性与可靠性。

自 20 世纪60 年代首次引进6000kW 燃气轮机发电机组以来，我国已建成不少烧油气的燃气轮机及其联合循环发电机组。但由于我国一次能源以煤为主的消费结构，并受到规定的“发电设备只准烧煤”的前燃料政策的制约，目前我国燃气轮机在现有发电设备装机容量中，占有量很小，只有700 万kW 左右，且绝大部分为进口的。但发展速度很快，正在建设和计划的就超过800 万kW，正在建设的一批大型35 万kW 级燃用天然气的联合循环电站。随

着天然气和液体燃料在一次能源中比例的上升和燃气轮机燃煤的技术成熟之后，燃气轮机在我国发电设备中的比例将会愈来愈大。研究表明，由于燃气轮机在效率，环保和成本方面的优势，我国在电站基本负荷发电、老电站技术更新改造、洁净煤发电技术、石油与天然气的输运和高效利用以及舰船、机车交通动力等领域对燃气轮机都将有较大的需求。许多专家还强调燃气轮机在西部大开发中的重要性，国家构想实施的新世纪四大工程：西气东输，西电东送，青藏铁路，南水北调，前三个都与燃气轮机有关。总之，以燃气轮机为核心的总能系统也将成为我国跨世纪火电动力的主要发展方向，我国将是世界最大的燃气轮机潜在市场。

第2章燃气轮机热力循环

2.1热力循环的概念

热力循环是指热力系统经过一系列状态变化，重新回复到原来状态的全部过程。热力循环分为正向循环及逆向循环。将热能转换为机械功的循环称为正向循

环；将机械功转换为热的循环，称为逆向循环。通过工质的热力状态变化过程，可以将热能转化成机械能而做功，而要做出功一般必须通过工质的膨胀过程，但是任何一个热力膨胀过程都不可能一直进行下去，并连续不断地做出功。这是因为工质的状态将会变化到不适宜继续膨胀做功的情况，而且任何热力设备，其尺寸也都是有限的。例如，通过定温膨胀或绝热膨胀过程做功时，工质的压力将降低到不能做功的水平，而工质的容积V又将增大到设备尺寸不能允许的程度，典型的例子是封存于气缸内的一定质量的气体，当其膨胀做功时，压力将不断下降，容积不断增加，而这个膨胀过程可能由于压力降得太低以至于无法继续做功，或者由于受到气缸尺寸的限制使得容积不能无限制地增大。因此，为使连续做功成为可能，工质在膨胀后还必须经历某种压缩过程，使它回复到原来状态，以便

重新进行膨胀做功的过程。这种使工质经过一系列的状态变化，重新回复到原来状态的所有热力过程的组合就叫做一个循环。在状态参数的平面坐标图如压容图或温熵图上，循环的全部过程必定构成一条封闭曲线，其起点和终点重合（见图2-1）。整个循环可以看作一个闭合过程，所以也称循环过程，简称循环。工质在完成一个循环之后，就可以重复进行下一个循环，如此周而复始，就能连续不断地把热能转化为机械能。

循环可以沿着两个方向进行，即上述的正向循环和逆向循环，本章侧重讨论正向循环，也称热力循环。汽轮机、燃气轮机等热机都是按正向循环工作的。循环的全部过程可以在一个气缸内进行，如柴油机循环（又称狄塞尔循环）；也可以分别在几个部件内进行，如燃气轮机循环（布雷顿循环）。各种热动力设备采用的循环各不相同，各具特点，但他们的基本特征是相同的。现以闭口系统中

1kg工质的正向循环为例，说明正向循环的性质。

图2-1

图2-1在p-v图上示出了该循环，这个循环是一个抽象的、任意确定的正向循环。正向循环在状态参数坐标图上是按顺时针方向进行的。压容图上的循环过程，以循环的左、右两个端点(即比体积v最小的点1和最大的点2)为分界，把该循环分成上、下两段。在上边一段，从1-a-2的过程为膨胀过程，该过程的膨胀功以面积1-a-2-3-4-1表示。为了能使工质继续做功，必须将工质沿另一过程从2压缩回到1。显然，为了使工质在一个循环中能够对外界有净功输出，该压缩过程必须沿着一条较低的过程线，如图中2-b-1曲线所示，将工质从2压缩到1点，该过程消耗外功，消耗功的绝对值以面积2-b-1-4-3-2表示，其代数值为负值。这样，从1-a-2-b-1就完成了一个循环。单位工质完成一个循环对外作出的净功以w表示。显然，在图形上，表示该净功的面积为面积1-a-2-3-4-1减去面积2-b-1-4-3-2，这正好就是封闭的循环过程曲线1-a-2-b-1所包围的面积。为了使工质在完成一个循环之后能够对外作出正的净功，循环中膨胀过程线的位臵必须高于压缩过程线，以使膨胀功在数值上大于压缩功，如何做到这一点呢?参看图2-1左图，我们任取一个比体积v，过该点作横轴的垂线与膨胀过程线交于点5，与压缩过程线交于点6。为了使膨胀过程线在压缩过程线上方，必须有p5>p6，既然v是相同的，因此必然有T5>T6，其余各点情况都是相同的，因此，膨胀过程

线上各点的温度都高于相同比体积时压缩过程线上相应点的温度(两端点1，2除外)。怎样做到这一点呢?我们可以使工质在膨胀过程中(或在膨胀开始前)与高温热源接触，并从中吸入热量，以保证膨胀过程中工质有较高的温度水平；而在压缩过程开始之前先将工质冷却，或在压缩过程中使工质与一冷源即低温热源相接触并对其放热，这样就可保证压缩过程中工质有较低的温度，从而保证压缩过程线位于膨胀过程线下方，使循环净功为正值。燃气轮机就是一个正向循环的例子：从高温热源吸热，输出机械功，并且要向低温热源放出热量。与正向循环比较可知，逆向循环沿逆时针方向进行，其压缩过程线位于膨胀过程线上方，因此压缩功大于膨胀功，为了实现这一循环，必须从外界向机器输入机械功。电冰箱中，由外界供给机械能(由电能转换而来)，使冰箱中的热量排向温度较高的大气。空调机也是按逆向循环工作的。许多空调机同时又能供暖。用于空调制冷时，外界输入机械功，将室内热量排至温度较高的室外；用于供暖时，则从温度较低的室外吸收热量，连同机械功转化而来的热量供给室内，这就是所谓热泵。

2.2 燃气轮机循环的四个热力过程与工作原理

通常，在可逆的理想情况下，燃气轮机是由四个热力过程组成的正向循环来实现把热能转化为机械功的动力机械，它们是：

（1）理想绝热压缩过程

对于燃气轮机循环，压缩过程是在压气机中完成，过程中工质状态参数将按绝热过程的规律（pvk=常数）进行变化：压力不断上升，比容逐渐减小，温度伴随增高。由于工质流量相对大、对外界的散热很小，通常认为与外界没有热量交换，因而是绝热过程，即工质与外界没有热交换，工质状态变化是靠部分透平膨胀功驱动压气机来实现的。另外，在理想的可逆情况下，压缩过程中工质的熵值为常数不变，因此理想绝热压缩过程又称为等熵压缩过程；而实际的绝热压缩过程，由于存在的摩擦涡流等因素的影响，将使工质内能增加（温度升高更多一些），等价于从外部加入同样数量的热量，过程是不可逆的，熵总是增加的。

（2）等压燃烧过程

燃气轮机循环的加热过程是在燃烧室中完成的，从压气机出来的高压气体吸收喷入燃烧室的燃料燃烧释放的热量，燃烧过程的结果是使工质吸收了外界加入的热量Q1，而没有与外界发生机械功的交换。对于加热过程，工质状态参数将按定压过程的规律（v/T=常数）进行变化：压力恒定不变（p=常数），比容（比体积）不断增加，温度逐渐上升，熵值也相应增加。

（3）理想绝热膨胀过程

燃气轮机循环的膨胀做功过程是在透平中完成，过程中工质状态参数也将按绝热过程的规律（pvk=常数）进行变化，只不过变化的趋势与压缩过程正相反：压力不断下降，比容逐渐增大，温度伴随降低。通常也认为与外界没有热量交换，因而也是绝热过程，即工质与外界没有热交换，借助工质状态变化来实现膨胀做功。同样，在理想的可逆情况下，膨胀过程中工质的熵值为常数不变，因此理想绝热膨胀过程又称为等熵膨胀过程；而实际的绝热膨胀过程，由于存在的摩擦涡流等因素的影响，过程是不可逆的，熵总是增加的。

（4）等压放热过程

燃气轮机循环的是向大气环境排气放热来完成的，由于环境相对与循环系统体系来说，可认为是“无限大”，其压力为恒定不变，并与外界没有机械功传递。这样，对于放热过程，工质状态参数也将按如下变化：压力恒定不变（p=常数），比容（比体积）不断减小，温度逐渐下降。

第 3 章 QD20燃气轮机主机及主要部件

3.1 主机概述

燃气轮机主机（发动机）是把热能转换为机械功的组件，通常包括压气机、燃烧室和透平等三大部件。透平是利用工质的膨胀产生机械动力的功能部件；压气机是利用机械动力使工质的压力增加并伴有温度升高的功能部件；燃烧室是使燃料（热源）与工质发生反应，以提高工质温度的功能部件。在燃气轮机主机中把这三大部件有机整合，以实现预定的热功转换功能。本章介绍燃气轮机主机三大部件的概况，重点是论述压气机、燃烧室和透平的基本工作原理。另外，还简要介绍燃气轮机主机的总体结构。

3.2压气机

3.2.1概述

QD20燃气轮机的压气机，为单转子十级轴流式亚音压气机(图4一1)，由转子和静子两部分组成。

压气机的气流通道呈收敛形。第一、二级通道外壁锥角为2°52′至2°19′，其余各级为等外径；通道内壁直径从第一级至第八级逐渐增大，第十级与第九级则相等。在压气机进口处附件传动机匣的内腔，安装了具有收敛叶栅通道的进气导向器，将气流顺旋转一个角度。从而降低了气流相对于第一级工作叶片的速度，并使流畅均匀。

QD20型燃气轮机以额定状态工作时，压气机的增压比为7．45～7．77。为使燃气轮机在起动和加速时工作稳定，在第五级和第八级各装两个放气活门。

3.2.2工作原理

压气机的作用是将外界空气吸入并压缩到一定压力(同时也提高了温度)，形成连续的由前向后的空气流动。同时，提高进入燃烧室的空气压力就能实现在较小的燃气轮机尺寸的情况下，获得较大的功率和较低的单位燃油消耗量。

3.2.2.1级的压缩原理

压气机的每一个级均由转动的工作轮和位于其后的静止的整流器组成。工作轮叶片之间及整流器叶片之间的气流通道都是扩散形的。

当气流以绝对速度C1流向工作轮时，由于后者以切线速度u旋转，因此，气体对工作轮的相对进气速度为W1。由于工作轮带着通过叶栅内的气体一起转动，因此，气体也有相同的切向牵连速度u，这样，空气流出工作轮时的绝对速度C2将等于相对速度W2和切向速度u的向量和(图4—2)。

图4-2 工作轮进、出口空气相对图4-3 整流器叶片进、出口速度与绝对速度的变化空气速度的变化

当气流通过工作轮时，工作叶片犹如螺旋桨桨叶一样对空气做功，但由于工作叶片通道的扩压作用，将叶片对气体所做功的一部分转变为压力能，这体现在气流的出口相对速度W2小于进口相对速度W1，出口静压P2大于进口静压P1；而叶片对气体所做功的另一部分则提高了气体的动能，使出口绝对速度C2大于进口绝对速度C1。

气流流出工作轮后以绝对迅度C2 (图4—3)流入整流器，由于整流器叶栅通道也是扩散形的，因而气流的动能进一步转变为压力能，结果使绝对速度C2减小至C3，静压由P2升至P3。并且使C3的大小和方向大致等于工作轮进口的绝对速度C1。气流在一个级内的参数变化如图4-4。

图4-4 压气机级内气流参数变化

经过压气机一个级的压缩，空气压力便从P1提高到P3，经多级压缩后，空气压力便逐级提高到规定值。

3.2.2.2进气导向器工作原理

当气流相对速度大于O.9a左右(a为当

地音速)时，亚音压气机叶片上阻力急剧增

加，从而使压气机效率剧烈降低，而第一级

进口处气温最低，音速最小，矛盾最突出，

因此，应该使第一级工作轮进口气流相对速

度限制在0.9a以下(叶尖处最大)，这是靠

进气导向器来实现的。

不装进气导向器时，气流自附件传动机

匣内的进气道以大约轴向流入工作轮(如图

4—5中之C0)，这时工作轮以切线速度u作

旋转运动，工作轮进口空气相对气流速度较

大。

图4-5 进气导向器作用（预旋和不预

旋的相对速度比较）

在压气机的进口处安装正预旋进气导向器后，它使流向第一级工作轮的气流，预先沿工作轮旋转方向扭转一个角度至C1方向，从而使进入第一级工作轮的气流相对速度W1具有较小的数值(W1

3.3 燃烧室

3.3.1 概述

燃烧室位于压气机与涡轮之间，它的用途是使燃料与压气机来的高压空气混合燃烧，提高空气所具有的内能，并保证涡轮进口处燃气的给定温度。燃烧室承受本身产生的力及燃气轮机转子工作时产生的力和力矩，并将这些力和力矩通过燃气轮机辅助安装节传递到台架安装座上。QD20燃气轮机燃烧室属混合式一类，火焰筒前部属于联管形式，而后部是环形的结构，因此在主燃区内的燃烧过程具有联管的特点，而掺合区内掺合过程则具有环形的特点。

QD20燃气轮机燃烧室具有燃烧温度均匀、压力损失小、燃烧效率高、几寸小、重量轻、寿命长等优点。其缺点是设汁试验量较大，加工比较困难，装拆不太方便。

燃烧室由燃烧室壳体、火焰筒、点火器、喷嘴等部件及一些小零件组成(5-2)

图5-2 燃烧室

1.燃烧室壳体；

2.燃烧总管；

3.燃油工作喷嘴；

4.固定销；

5.点火器；

6.防火隔

板；7.火焰筒；8.后外套；9.后外套；10.导向套；11.滚子轴承喷油环；12.滚子

轴承座；13.外、中、内封气圈；14.球轴承喷油环；15.球轴承座；16.滑油进油

管。

3.3.2 燃烧室工作过程

燃烧室是将燃料与高压空气混合，点火燃烧，使燃料的化学能转化为热能的一种组件。

气流在燃烧室内的流动情况如图5--3所示。高压空气从压气机流出后即进入燃烧室，为降低气流速度以利于燃烧，在火焰筒前有一扩压段(图5—3截面Ⅰ一Ⅱ间)，气流通过扩压段后，流速降低到约为40～45米／秒。

图5-3 燃烧室工作过程

由约占进入燃烧室总空气量的30％的空气组成一股气流，它们自稳定器头部与稳定器间、正面环与第一内、外环上的大孔及正面环前的各排气膜冷却孔进入火焰筒，这股气流与从喷嘴喷出的燃料混合，进行燃烧。流经稳定器的气流因受稳定器阻挡而在稳定器后产生低压，形成回流区，气流的回流使燃料气在火焰筒内的停留时间增长，保证燃料气能更好混合燃烧。当点火器内的电嘴跳火，点燃由起动喷嘴喷出的燃料后，火焰传入火焰筒，将新鲜混合气点燃，点燃后的燃气大部分流入掺合段，小部分进入回流区，继续点燃新鲜混合气。在图5—3的截面Ⅲ处，燃料基本燃烧完毕，此处燃气中心部分温度高过2200K左右。为了降低燃气温度以适应涡轮叶片的强度许可，由约占进入燃烧室总空气量70%的空气组成二股气流，其中的67％从火焰筒第三内、外环上的两排掺合孔和正面环后的各排气膜冷却孔进入火焰筒，在图5—3截面Ⅲ一Ⅳ间与燃气掺合，降低燃气温度，并对未燃完的燃料进行补充燃烧。同时，从气膜冷却孔进入的气流还沿火焰筒壁形成一道气膜，将燃气与火焰筒壁隔开，以保护火焰筒壁。在二股气流中约有3％的空气不进入火焰筒，它们被用于冷却涡轮组件和涡轮滚子轴承的空气封严。

3.4 涡轮

3.4.1 概述

QD20燃气轮机涡轮是三级轴向反应式涡轮，整个转子悬臂地支承在滚子轴承上。

涡轮所发出的功约有66％供带动压气机，其余34％供给传动附件和输出轴驱动的负载。

涡轮部件分转子和静子两大部分。转子包括三个涡轮盘及相应安装在其轮缘榫槽内的工作叶片、一根涡轮轴和十根长、短拉紧螺栓等零、部件；静子包括一个涡轮机匣、高、中、低压三级导向叶片和相应的三级内机匣等零、部件。它们在结构上与其他几种同类零件比较，

有以下特点：

1)采用大量优质耐高温材料，保证了零件的长期工作可靠。

2)一对工作叶片共同装在一个榫槽内，使得有较合适的叶栅稠度，提高了涡轮效率，

同时增加了叶片工作时对振动阻尼的作用。

3)采用大齿枞树形榫头和榫槽，这种配合使各齿受力易于均匀，提高了叶片与轮盘齿

根抗疲劳的能力。

4)采用带锥面配合的拉紧螺栓连接和紧固三级涡轮盘和轴，并传递扭矩。这种结构较

易保证盘、轴的同轴度，但加工与修理都较困难。

5)导向叶片均用挂钩挂在涡轮机匣上，装拆和修理都较方便，但导向叶片与机匣的加

工工艺较为复杂。

3.4.2 涡轮工作过程

涡轮的作用是将经压气机压缩和燃烧室加温的燃气流的热能，转变为带动压气机、附件传动及输出轴输出功率。

涡轮按能量转换过程的不同分为冲击式和反应式两种。在冲击式涡轮中，高压高温燃气在导向器内几乎完全膨胀，速度大大提高。提高了速度的气流从导向器流出冲击工作轮旋转，产生机械功。在工作轮内，气流相对速度只改变方向，大小不变；而在反应式涡轮中，燃气在导向器内只进行一定程度的膨胀，气流的热能部分地转变为动能，压力、温度降低，速度增大，因而当气流从导向器流入工作轮时，一方面借冲击力，另一方面借气流在工作轮内继续膨胀，相对速度增大而产生的反作用力同时推动工作轮产生机械功。气流的相对速度在工作轮内方向和大小都有变化。一般来说，冲击式涡轮与反应式涡轮相比，效率较低，因而航空燃气涡轮发动机都用反应式涡轮。

对于WJ6Gl来说，从燃烧室流出的速度为C1、压力为P1和温度为T1 (图6～2)的燃气经过导向器的收敛形通道膨胀后，速度由C1增至C2、温度和压力分别降至T2和P2。

导向器虽不做功，但因有摩擦和散热损失而使燃气具有的总能量略有减少。

图6-2 涡轮工作原理图

气流沿导向器叶片所构成的通道方向，进入具有切线速度U的涡轮工作叶片组成的

收敛形通道后，继续膨胀，到流出工作轮时，压力从P2降到P3，同时气流相对于工作叶片的速度W1提高到W2，方向也有改变，但绝对速度C2却因做功而降为C3，温度也由

T2降至T3。

气流从前一级工作轮流出而进入后一级导向器，又重复上述作功过程。

因为气流逐级膨胀，而又要保证气流的绝对速度沿气流通道变化不大，以减少损失，因之气流通道沿出口方向缓和地扩大。

第 4 章燃气轮机发电主要的辅助系统燃气轮机发电装臵除需要燃气轮机外，还需要一些必不可少的辅助系统来完成整个发电过程，下面就主要的辅助系统注意简要介绍。

4.1 进气系统

燃气轮机是以空气为工质的热机，所以空气的状况，即所含有害杂质的情况，对燃气轮机的安全可靠工作有很大的影响。空气的主要成分是氧气和氮气，同时还含有各种杂质如二

氧化碳、水分、粉尘、烟雾等。空气中的杂质颗粒对燃气轮机的运行通常有以下几方面的危

害:

①由于燃气轮机的压气机和涡轮是高速旋转部件，当带有灰尘的空气进入燃气轮机后会擦伤或损坏压气机及涡轮上的叶片；

②当空气中的灰尘附着在压气机叶片上形成污垢，会使效率、压比、流量等均降低。同时，大气中的灰尘也会污染其它辅助设备，造成堵塞管路、污染油质等现象；

因此，在空气进入燃气轮机前需要进行滤清处理，除去其中有害的元素及杂质颗粒。

现在均采用过滤的方式进行处理。

4.2排气系统

燃机做完功的高温尾气需排出，这就要有排气系统。简单循环燃机燃机排气直接通过烟囱排出，需要余热回收的尾气通过余热锅炉回收余热后低温尾气通过烟囱排出。

4.3 启动系统

燃机-发电机轴系由静止状态到正常运转状态的过渡需要借助外部动力来完成整个启动过程，这就需要启动系统。

本系统以励磁机（直流电机）作为机组起动的动力源。当机组起动时，励磁机作为他励式电动机使用；当机组达到自持转速时，励磁机又将作为他励式发电机使用。

本系统由起动柜、励磁机及电缆组成。启动整流柜作为起动用电源，能在起动过程中，输出给励磁机电枢绕组的直流电压按预定曲线自动增至最大，实现了起动过程中电源的自动控制。

4.4 燃料系统

4.5 润滑油系统

润滑油系统是任何一台燃气轮机必备的一个重要的辅助系统。它的作用是：在机组启动、正常运行以及停机过程中，向正在运行的燃气轮机发电机组的各个轴承、传动装臵及其附属设备，供应数量充足的、温度和压力合适的干净的润滑油，以确保机组安全可靠地运行，防止发生轴承烧毁，转子轴颈过热弯曲等事故。此外，部份润滑油可能从系统分流出来，成为液压油系统的油源，或经过滤后作为控制油系统的用油。

QD20燃气轮机发电机组的润滑系统分为两个部分，一个是燃机润滑系统，一个是发电机润滑系统，下面分别作以介绍。

4.5.1 燃机润滑系统

燃气轮机需要润滑和用滑油作工作介质的部位有:减速器、附件传动装臵、转子上的各个轴承等。

燃气轮机本体已安装有主滑油泵、辅助滑油泵、中后轴承抽油泵、传动盒抽油泵等，此外还带有油雾分离器、双油滤、调压活门、空气分离器及连接管路等构成完整的润滑循环，滑油消耗的补充、滑油冷却将依托于外部设备。

燃气轮机的外部供油系统由滑油箱、滑油散热器、过滤器、及连接管路等组成。它们为燃气轮机提供符合要求的温度、压力、流量并经过过滤的滑油。

4.5.2 发电机润滑系统

发电机需要润滑的部分是2个滑动轴承，向轴承提供滑油的方式有两种，一是通过外部润滑系统注油，二是轴径带有甩油环自动甩油。

发电机滑油系统向发电机2个轴承提供滑油。在机组正常运行时，通过主滑油泵、溢流阀、油冷却器、双联过滤器及管路等组成的通道向轴承供油。同时，因为每个轴承座油池都有存油，当发电机转子轴径上的甩油环随机旋转时，会将轴承座油池里的滑油带入轴瓦，形成内循环润滑。

滑油系统另设顶轴油泵供油。在机组起动时，顶轴油泵先起动工作，油箱滑油经过滤器、溢流阀及管路分别向发电机2个轴承提供顶轴滑油，使转子轴颈轻微抬起，使轴瓦底部充有

少量滑油，用来防止轴承初始转动的干摩擦。当发电机达到一定转速顶轴油泵退出工作。

当机组运行中发生意外故障如主滑油泵不能正常工作或外交流电源断电情况下，控制系统自动起动直流应急泵向发电机2个轴承供滑油，保证机组在停机过程中的轴瓦的润滑，直至停机结束。

在滑油箱上装有电加热器及液位计、温度表、隔爆铂电阻；在滑油母管上安装有压力变送器、压力表、温度表、隔爆铂电阻；在回油管上安装有温度表，压力表；其中压力变送器、隔爆铂电阻直接引至控制中心。上述这些主要元器件构成一套完整的压力、温度监控系统。该系统能确保机组在任何状态下安全可靠的润滑。

除以上的系统外，还有电器部分、专用的控制系统等，在此不一一表述。

第 5 章 QD20燃气轮机发电调节特性

燃气轮机按照一个预先给定的状态，即设计状态进行的。为了使燃气轮机在各种条件都能处于尽可能有利的状态下工作，常常规定某些参数变化的规律来调节燃气轮机的工作过程，这些参数叫做被调参数。被调节参数的变化规律叫做调节规律。调节规律是由某些调节附件通过感受大气参数或燃气轮机参数，来控制燃气轮机的被调参数而实现的。在给定的调节规律下，燃气轮机功率和耗燃料率随供燃料量、大气条件、工作状况变化的关系叫做燃气轮机的特性。不同的调节规律有不同的特性。

以烧油为燃料来说明其特性：

一、节流特性

QD20燃气轮机的节流特性是指在一定的大气条件下，燃气轮机的转速不变的情况下，其功率和耗油率等与供油量的变化关系。为了满足工作中要求不同的功率，QD20燃气轮机制定了若干个功率等级即不同的状态。这些状态都是节流特性上的点。改变各个状态是靠改变供油量来获得的。

由于转速不变，QD20燃气轮机的节流特性是以燃油消耗量为横坐标。图5—1 是燃气轮机在标准大气压条件下工作时的节流特性。从图可见，输出轴功率和涡轮前燃气温度都随供油量的加大而增加，而燃油消耗率是下降的。

二、温度—压力特性

QD20燃气轮机在工作时，随大气温度和压力的变化，燃油调节器也自行调节供油量。其功率随大气压力和温度的变化规律见图5—2。

N-功率 G-燃料消耗量 T4*-涡轮后温度 Cr—燃料消耗率图5-1 QD20燃机轮机节流特性图

PH-大气压 tH-温度最大状态-PH1=0.101MPa 额定状态-PH2=0.088MPa 图5-2 QD20燃机轮机温度压力图

中科合肥微小型燃气轮机研究院有限责任公司-招投标数据分析报告

招标投标企业报告 中科合肥微小型燃气轮机研究院有限责任公司

本报告于 2019年11月30日 生成 您所看到的报告内容为截至该时间点该公司的数据快照 目录 1. 基本信息：工商信息 2. 招投标情况：招标数量、招标情况、招标行业分布、投标企业排名、中标企业 排名 3. 股东及出资信息 4. 风险信息：经营异常、股权出资、动产抵押、税务信息、行政处罚 5. 企业信息：工程人员、企业资质 * 敬启者：本报告内容是中国比地招标网接收您的委托，查询公开信息所得结果。中国比地招标网不对该查询结果的全面、准确、真实性负责。本报告应仅为您的决策提供参考。

一、基本信息 1. 工商信息 企业名称：中科合肥微小型燃气轮机研究院有限责任公司统一社会信用代码：91340100092148247W 工商注册号：341491000000851组织机构代码：092148247 法定代表人：谭春青成立日期：2014-01-17 企业类型：其他有限责任公司经营状态：存续 注册资本：13496.49万人民币 注册地址：巢湖经济开发区半汤路花山服务中心 营业期限：2014-01-17 至 2034-01-16 营业范围：燃气轮机相关技术开发和产品研制、生产制造、销售；燃气轮机能源动力工程设计、承包、维护；燃气轮机项目和机组的运行维护、设备维修；燃气轮机相关设备销售、进出口业务（国家禁止的除外）、技术咨询、人员培训（本公司业务技术培训）；机电设备、换热器的销售；对高新技术行业进行投资；飞机研发、销售、维修以及相关领域投资。（依法须经批准的项目，经相关部门批准后方可开展经营活动） 联系电话：*********** 二、招投标分析 2.1 招标数量 企业招标数： 个 （数据统计时间：2017年至报告生成时间） 50

微型燃气轮机的应用和发展前景

微型燃气轮机的应用和发展前景 摘要 微型燃气轮机是一类新型热机，近年来随着全球范围内的能源与动力需求,特别是电力系统的放松控制以及环境保护等要求的变化，得到了高度关注和迅速发展。先进的微型燃气轮机具有清洁、可靠、高质量、多用途等特点，为小型分布式发电和热电联供提供了最佳方式。另外高效的微型燃气轮发电机组可用于航空、航天等领域，还可用于军用车辆、辅助动力装置、车用混合动力装置等。本文通过介绍国外微型燃气轮机的发展过程及应用情况，综述了先进微型燃气轮机的技术进展，探讨了微型燃气轮机在我国的应用前景。 关键词：微型燃气轮机分布式发电热电联供径流式叶轮机械混合动力汽车

Micro gas turbine applications and development prospects Abstract Micro gas turbine is a new type of heat engine, in recent years, with the global energy and power demand, especially the power system deregulation and environmental protection requirements change, and highly. Advanced micro gas turbine has a clean, reliable, high quality, multiple use and other characteristics, for small distributed power generation and cogeneration to provide the best way. In addition to efficient micro turbine generator can be used for aviation, aerospace and other fields, can also be used for military vehicle, auxiliary power unit, vehicle with hybrid power device. This paper introduces the development process of micro gas turbine and its application, summarizes the advanced micro gas turbine technology, discusses the micro gas turbine and its future application in china. Key W ords:Micro gas turbine Distributed power generation Cogeneration Radial flow impeller machinery Hybrid electric vehicle

微型燃气轮机

微型燃气轮机 1.微型燃气轮机的结构： 微型燃气轮机是热电联产发电机组，这种微型燃气轮机采用的几项关键技术如下： （1）空气轴承。空气轴承支撑着系统中唯一的转动轴。它不需要任何润滑，从而节约了维修成本，避免了由润滑不当产生的过热问题，提高了系统可靠性。它可使微型燃气轮机以最大输出功率每天24h全年连续运行。 （2）燃烧系统技术。已取得专利的燃烧系统设计使其成为最清洁的化石燃料燃烧系统，不需进行燃烧后的污染控制。 （3）数字式电能控制器。将电力电子技术与高级数字控制相结合实现了多种功能，如调节发电机发电功率、实现多个燃气轮机成组控制、调节不同相之间的功率平衡、允许远程调试和调度、快速削减出力、切换并网运行模式和独立运行模式。数字式电能控制监视器可监视多达200个变量，它可控制发电机转速、燃烧温度、燃料流动速度等变量，所有操作可在一套界面友好的软件系统上进行。 2. 微型燃气轮机的优点： （1）环保。微型燃气轮机的废气排放少，使用天然气或丙烷燃料满负荷运行时，排放的体积分数NOx小于9×10-6；使用柴油或煤油燃料满负荷运行时，排放的体积分数NOx小于35×10-6；采用油井气做测试，排放的体积分数NOx小于1×10-6。其他采用天然气作为燃料的往复式发电机产生的NOx比微型燃气轮机多10~100倍，柴油发电机产生的NOx是微型燃气轮机的数百倍。 （2）维护少。微型燃气轮机采用独特的空气轴承技术，系统内部不需要任何润滑，节省了日常维护。每年的计划检修仅是在全年满负荷连续运行后更换空气过滤网。 （3）效率高。微型燃气轮机发电效率可达30%，联合发电和供热后整个系统能源利用率超过70%。 （4）运行灵活。微型燃气轮机可并联在电网上运行，也可独立运行，并可在两种模式间自动切换运行。由软件系统控制两种运行模式之间的自动切换。 （5）适用于多种燃料。微型燃气轮机适用于多种气体燃料和多种液体燃料，包括天然气、丙烷、油井气、煤层气、沼气、汽油、柴油、煤油、酒精等。 （6）系统配置灵活。可根据实际需要灵活配置微型燃气轮机的数量，并能够进行多单元成组控制，其中一台检修时不影响整个系统的运行。 （7）安全可靠。微型燃气轮机是同类型产品中符合美国保险商实验所严格标准UL2000的唯一产品，它同时符合IEEE519、NFPA规范、ANSI C84.1和其他规范，保证了与电网互联的安全性。 3. 微型燃气轮机的技术指标 目前，我国许多地区高峰时段商业用电价接近1元/kWh，虽然微型燃气轮机单位kW造价较高，但由于其安装和维护费用极低，发电成本又远低于高峰时段电价，因此对小型工商业用户具有极大的吸引力。风力发电和太阳能发电受地理位置和天然条件的限制，不能在居民居住区建设；太阳能光伏电池发电的能源转换效率还很低；蓄电池储能和燃料电池的成本还很高。微型燃气轮机是目前唯一已商业化运行的分散式发电装置，它可在居民居住区安装运行，靠近用户发电或与电网并联运行，这将会极大提高对用户的供电可靠性。可以预计，在电力市场蓬勃发展的今天，微型燃气轮机将会获得迅速发展。

燃气轮机原理与结构解析

图说燃气涡轮发动机的原理与结构 曹连芃 摘要：文章介绍燃气涡轮发动机的工作原理；对燃气轮机的主要部件轴流式压气机、环管形燃烧室、轴流式涡轮分别进行了原理与结构介绍；对燃气涡轮发动机的整体结构也进行了介绍。 关键字：燃气涡轮发动机，燃气轮机，轴流式压气机，燃烧室，轴流式涡轮 1. 燃气涡轮发动机的工作原理 燃气涡轮机发动机（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。燃气轮机是靠燃烧室产生的高压高速气体推动燃气叶轮旋转，见图1。 图1-走马灯与燃气涡轮 燃气轮机属热机，空气是工作介质，空气中的氧气是助燃剂，燃料燃烧使空气膨胀做功，也就是燃料的化学能转变成机械能。图2是一台燃气轮机原理模型剖面，通过它来了解燃气轮机的工作原理。 从外观看燃气轮机模型：整个外壳是个大气缸，在前端是空气进入口；在中部有燃料入口，在后端是排气口（燃气出口）。 燃气轮机主要由压气机、燃烧室、涡轮三大部分组成，左边部分是压气机，有进气口，左边四排叶片构成压气机的四个叶轮，把进入的空气压缩为高压空气；中间部分是燃烧器段（燃烧室），内有燃烧器，把燃料与空气混合进行燃烧；右边是涡轮（透平），是空气膨胀做功的部件；右侧是燃气排出口。

图2-模型燃气轮机结构 在图3中表示了燃气轮机的简单工作过程：空气从空气入口进入燃气轮机，高速旋转的压气机把空气压缩为高压空气，其流向见浅蓝色箭头线；燃料在燃烧室燃烧，产生高温高压空气；高温高压空气膨胀推动涡轮旋转做功；做功后的气体从排气口排出，其流向见红色箭头线。 图3-燃气轮机工作过程 在燃气轮机中压气机是由涡轮带动旋转，压气机的叶轮与涡轮安装在同一根主轴上组成燃气轮机转子，如图4所示。

微型燃气轮机的结构优点以及前景

微型燃汽轮机 1 引言 功率为数百kW及以下的燃气轮机在20世纪40~60年代就已存在，但由于其发电效率低，长期以来，几十至几百kW的小型发电机组市场一直由内燃发电机组占领。随着高效回热器由军用转入民用，微型燃气轮机的发电效率显著提高。20世纪90年代初出现了无齿轮箱的燃气轮机，有些机组采用了不需要润滑系统的空气轴承，使得微型燃气轮机的结构更为紧凑，几乎不用维护。微型燃气轮机体积小、重量轻、适用燃料范围广，可靠近用户安装，显著提高了对用户供电的可靠性。这些优点使得微型燃气轮机在分散式供电、热电联供和车辆混合动力方面的应用得到了迅猛发展[1]。1998年末美国Capstone公司推出了第1台商业化的微型燃气轮机装置，现已有多家公司研制和生产这种微型燃气轮机，主要集中在北美、瑞典和英国。美国AlliedSignal公司估计，到2010年微型燃气轮机发电机组的销售额将达到100~150亿USD[2]。 微型燃气轮机在生产电力的同时回收利用了燃烧后的废热，可同时提供供暖服务和空调制冷服务，这种热电联产的发电形式越来越受欢迎[3]。我国也在医院、机场、楼宇等领域有应用的实例，并取得了较好的效果[4]。 在充满竞争的电力零售市场上，微型燃气轮机凭藉其综合发电成本低的优势必将在未来的电力系统中占据越来越重要的位置[5]。2003年冬季，英国Powergen 公司将开展微型电站装入居民家庭厨房的试点工程。这种燃气电站可取暖、供热水、发电，试验表明一年可节约能源费用249.6USD。微型燃气轮机在未来的电力系统中必将同大型集中式电站一起为用户提供清洁便宜的能源服务。 2 微型燃气轮机的结构 微型燃气轮机是热电联产发电机组，美国Capstone公司生产的微型燃气轮机的工作原理如图1所示，内部结构剖面如图2所示。 Capstone公司生产的微型燃气轮机的主要组成部分包括：发电机、离心式压缩机、透平、回热器、燃烧室、空气轴承、数字式电能控制器（将高频电能转换

微型燃气轮机技术及其发展前景

微型燃气轮机技术及其发展前景 摘要：随着分布式供能系统的应用与发展，微型燃气轮机制造水平也在不断提高。微型燃气轮机是一种新型环保的电力供应设备，具有安全可靠、能源转化率高、自动化程度高等多种优点，在分布式供能系统中应用，能显著提高对用户供 电的可靠性，已成为最具有商业竞争力的分布式电源之一。 关键词：微型燃气轮机; 发电机组；应用；发展 1 引言 微型燃气轮机(Microturbine或Micro-turbines)是一类新近发展起来的小型热力发电机，其单机功率范围为25～300kW。微型燃气轮机具有多台集成扩容、多燃料、低燃料消耗率、低噪音、低排放、低振动、低维修率、可遥控等一系列优点，可用于备用电站、热电联产、并网发电、尖峰负荷发电等，是提供清洁、可靠、 高质量、多用途、小型分布式发电及热电联供的最佳方式。 目前微型燃气轮机已经广泛应用在生物质能源领域、天然气能源领域以及野 外孤网发电等多个领域，且技术体系正逐步完善，可靠性比较高，而且符合国家 能源发展绿色环保的基本要求。微型燃气轮机通过余热烟气的回收利用，及其与 热水空调等系统的结合，实现了冷热电三联供，大大提升了能源利用效率，甚至 远远超过了一些结构更为复杂的大型能源设备。 2 微型燃气轮机的优点 微型燃气轮机与常规发电装置相比具有如下优点： (1)环保。微型燃气轮机的废气排放少，使用天然气或丙烷燃料满负荷运行时，排放的体积分数NOx小于9×10-6;使用柴油或煤油燃料满负荷运行时，排放的体 积分数NOx小于35×10-6;采用油井气做测试，排放的体积分数NOx小于1×10-6。其他采用天然气作为燃料的往复式发电机产生的NOx比微型燃气轮机多10~100倍，柴油发电机产生的NOx是微型燃气轮机的数百倍。 (2)维护少。微型燃气轮机采用独特的空气轴承技术，系统内部不需要任何润滑，节省了日常维护。每年的计划检修仅是在全年满负荷连续运行后更换空气过 滤网。 (3)效率高。微型燃气轮机发电效率可达30%，联合发电和供热后整个系统能 源利用率超过70%。 (4)运行灵活。微型燃气轮机可并联在电网上运行，也可独立运行，并可在两 种模式间自动切换运行。由软件系统控制两种运行模式之间的自动切换。 (5)适用于多种燃料。微型燃气轮机适用于多种气体燃料和多种液体燃料，包 括天然气、丙烷、油井气、煤层气、沼气、汽油、柴油、煤油、酒精等。 (6)系统配置灵活。可根据实际需要灵活配置微型燃气轮机的数量，并能够进 行多单元成组控制，其中一台检修时不影响整个系统的运行。 (7)安全可靠。微型燃气轮机是同类型产品中符合美国保险商实验所(Underwriters' Laboratories，UL)严格标准UL2000的唯一产品，它同时符合 IEEE519、NFPA规范、ANSI C84.1和其他规范，保证了与电网互联的安全性。 3 微型燃气轮机的应用前景 微型燃气轮机的主要应用场所包括：①废气燃烧地点;②需要提供临时和长 期电力的地点;③在经常停电的地点提高电能质量和供电可靠性;④电费较高的地点;⑤无电网的偏僻地点;⑥可用峰荷电价向电力交易中心卖电;⑦要求联合提供 热电冷服务的地点。下面以垃圾掩埋场和偏僻农村的应用进行分析：

燃气轮机起动过程原理

燃气轮机起动过程原理 (2007-12-25 22:02:35) 转载▼ 标签： 杂谈 燃气轮机起动过程原理 2.1 燃气轮机启动运行原理 燃气轮机主机由压气机，燃烧室和透平三大部件组成。压气机需要从外部输入机械功才能把空气压缩到一定的压力供入燃烧室。透平则用高温高压的燃气做工质将其热能转变为机械能从而对外输出机械功。在正常运行的时候，压气机是由燃气透平来驱动的。一般讲，透平功率的2/3要用来拖动压气机，其余的1/3功率作为输出功率。显然存在一个问题，在启动过程中点火之前和点火之后透平发出的功率小于压气机所需的功率这一段时间内，必须由燃气轮机主机外部的动力来拖动机组的转子。换言之，燃气轮机的启动必须借助外部动力设备。在启动 之后，再把外部动力设备脱开。机组启动扭矩变化，如图3-1所示。图中MT曲线为透平自点心后所发出的扭矩；Mc曲线是压气在被带转升速过程中的阻力矩变化；Mn 是机组起动时所需要的扭矩特性，即由起动系统所提供的扭矩；n1为机组点火时的转速，即由起动带转机组转子所达到的转速。在n1转速下，进入燃烧室的空气在其规定参数下，由点火器并藉联焰管快速且可靠地点燃由主喷油嘴喷射出来的燃料，并且在机组起动升速过程中，不会发生熄火、超温和火焰过长等现象。n1转速通常为15%~22%SPD范围内，机组不同，n1数值亦不同。图3-1 机组启动扭矩变化 燃气轮机的起动是指机组从静止零转速状态达到全速空载并网状态，在起动过程中要求机组起动迅速、可靠、平稳和不喘振。为了防止压气机在起动过和中喘振，机组起动前和起动过程中某一阶段内气机进口导叶处于34度，即所谓关闭状态，放气阀处于打开放气位置。压气机进口可转导叶角度关小，能使压气机喘振边界线朝着流减小的方向变动，扩大了压气机的稳定工作范围。同时由于空气流量减小，因而减小了起动力矩，使起动机功率减小；在起动功率不变的情况下，可以缩短起动加速时间。防喘放气阀的放气是在于减小压气机高压级的空气流量而不致阻塞，同时又能增加压气机放气口前的气流流量，从而提出高了流速，也使压气机避免喘振。 机组起动过程中，压气进口导叶（IGV）角度，不能总在34度关闭状态；放气阀也不能总在放气位；因机组起动时工质设计参数的需要，6型机当转速为87%SPD时，IGV由34度打开增至57度，当机组转速达到满转速并且加负荷，直到所带负荷达到在约1.54万KW时，IGV继续打开直到84度。而放气防喘阀，当机组转速达到97.5%SPD（转速继电器具14HS 动作）时，即关闭停止放气。 机组起动运行包括起动、带负荷、遥控起动和带负荷。起动包括正常起动和快速起动。带负荷又分自动和手动进行。在起动运行过程中的控制调节又分转速控制、同期控制和温度控制阶段。 燃气轮机的起动过程可以分段进行，亦可以自动按程序控制进行，要分步调试过程中，可以分段进行。一旦分步调试正常后，便无需再分段进行机组起动，而是采用自动程序控制。机组起动过程分以下几步。

微型燃气轮机

微型燃汽轮机 1引言 功率为数百kW及以下的燃气轮机在20世纪40~60年代就已存在，但由于其发电效率低，长期以来，几十至几百kW的小型发电机组市场一直由内燃发电机组占领。随着高效回热器由军用转入民用，微型燃气轮机的发电效率显著提高。20世纪90年代初出现了无齿轮箱的燃气轮机，有些机组采用了不需要润滑系统的空气轴承，使得微型燃气轮机的结构更为紧凑，几乎不用维护。微型燃气轮机体积小、重量轻、适用燃料范围广，可靠近用户安装，显著提高了对用户供电的可靠性。这些优点使得微型燃气轮机在分散式供电、热电联供和车辆混合动力方面的应用得到了迅猛发展[1]。1998年末美国Capstone公司推出了第1台商业化的微型燃气轮机装置，现已有多家公司研制和生产这种微型燃气轮机，主要集中在北美、瑞典和英国。美国AlliedSignal公司估计，到2010年微型燃气轮机发电机组的销售额将达到100~150亿USD[2]。 微型燃气轮机在生产电力的同时回收利用了燃烧后的废热，可同时提供供暖服务和空调制冷服务，这种热电联产的发电形式越来越受欢迎[3]。我国也在医院、机场、楼宇等领域有应用的实例，并取得了较好的效果[4]。 在充满竞争的电力零售市场上，微型燃气轮机凭藉其综合发电成本低的优势必将在未来的电力系统中占据越来越重要的位置[5]。2003年冬季，英国Powergen公司将开展微型电站装入居民家庭厨房的试点工程。这种燃气电站可取暖、供热水、发电，试验表明一年可节约能源费用249.6USD。微型燃气轮机在未来的电力系统中必将同大型集中式电站一起为用户提供清洁便宜的能源服务。 2微型燃气轮机的结构 微型燃气轮机是热电联产发电机组，美国Capstone公司生产的微型燃气轮机的工作原理如图1所示，内部结构剖面如图2所示。 Capstone公司生产的微型燃气轮机的主要组成部分包括：

微型燃气轮机项目可行性分析报告

微型燃气轮机项目可行性分析报告 规划设计/投资方案/产业运营

微型燃气轮机项目可行性分析报告 近些年来，微型燃气轮机得到了快速发展，目前已成为最成熟、最有商业竞争力的分布式发电设备。由于微型燃气轮机具有体积小、重量轻、污染少、发电效率高、运行维护简单等优点，且建造成本和运行成本也都极具竞争力，在分布式发电具有广泛应用，此外，备用电站、热电联产、并网发电、尖峰负荷发电等也可见到它的身影。发展微型燃气轮机具有非常重要的战略意义。2017年6月，发改委和能源局联合发布的《依托能源工程推进燃气轮机创新发展的若干意见》提出，到2020年，各类中小型燃机自主设计制造体系进一步完善，各类中小型燃气轮机装备初步实现系列化，满足各类能源项目需求。近几年，我国微型燃气轮机市场发展迅猛，2011年我国微型燃气轮机市场规模仅4136万元，到2017年已达到39588万元，年均复合增长率高达45.71%。按照这个速度发展，预计到2020年我国微型燃气轮机市场规模将超过10亿。 该微型燃气轮机项目计划总投资18434.36万元，其中：固定资产投资14532.29万元，占项目总投资的78.83%；流动资金3902.07万元，占项目总投资的21.17%。 达产年营业收入36454.00万元，总成本费用27812.58万元，税金及附加356.31万元，利润总额8641.42万元，利税总额10189.65万元，税

后净利润6481.07万元，达产年纳税总额3708.59万元；达产年投资利润率46.88%，投资利税率55.28%，投资回报率35.16%，全部投资回收期4.34年，提供就业职位797个。 项目建设要符合国家“综合利用”的原则。项目承办单位要充分利用国家对项目产品生产提供的各种有利条件，综合利用企业技术资源，充分发挥当地社会经济发展优势、人力资源优势，区位发展优势以及配套辅助设施等有利条件，尽量降低项目建设成本，达到节省投资、缩短工期的目的。 ......

第二章航空燃气轮机的工作原理

第2章航空燃气轮机的工作原理 Principle of Aero Gasturbine Engine 第2.1节概述 Introduction 涡轮喷气发动机是航空燃气轮机中最简单的一种，它是飞机的动力装置。涡轮喷气发动机在工作时，连续不断地吸入空气，空气在发动机中经过压缩、燃烧和膨胀过程产生高温高压燃气从尾喷管喷出，流过发动机的气体动量增加，使发动机产生反作用推力（图2.1.1） 图2.1.1 单轴涡轮喷气发动机 涡轮喷气发动机（图2.1.2）作为一个热机，它将燃料的热能转变为机械能。涡轮喷气发动机同时又作为一个推进器（，它利用产生的机械能使发动机获得推力。

图2.1.2 表示热机和推进器的单轴涡轮喷气发动机 涡轮喷气发动机，作为热机，它和工程中常见的活塞式发动机一样，都是以空气和燃气作为工作介质。它们的相同之处为： 均以空气和燃气作为工作介质。它们都是先把空气吸进发动机，经过压缩增加空气的压力，经过燃烧增加气体的温度，然后使燃气膨胀作功。燃气在膨胀过程中所作的功要比空气在压缩过程中所消耗的功大得多。这是因为燃气是在高温下膨胀的，于是就有一部分富余的膨胀功可以被利用。 它们的不同之处为： ?进入活塞式发动机的空气不是连续的；而进入燃气轮机的空气是连续的。 ?活塞式发动机中喷油燃烧是在一个密闭的固定空间里，称为等容燃烧，而燃气轮机则在前后畅通的流动过程中喷油燃烧，若不计流动损失，则燃烧前后压力不变，故称为等压燃烧。 下面给出了涡轮喷气发动机的简图，图中标出了发动机各部件名称和各个截面的符号。 对于单轴和双轴涡轮喷气发动机的尾喷管，若为收敛性喷管，其出口截面9在临界或超临界状态下成为临界截面，故也可以标注为8。 0---远前方，1---发动机进气道入口，2---压气机入口，3---燃烧室入口, 4---涡轮入口，5---尾喷管入口，8---尾喷管临界截面,9---尾喷管出口 图 2.1.3涡轮喷气发动机各部分名称 请记住上图涡轮喷气发动机各个截面符号的含义。

中小型燃气轮机应用发展概述

燃气轮机被誉为海上油气田生产的“心脏”，目前渤海湾油田90%以上发电均采用燃气透平作为主电站。燃气透平具有功率大、体积小、效率高、排放气体污染小的特点，得以在海上油气田开发及LNG发电领域获得广泛应用。 燃气轮机于20世纪30年代后期问世，最初在航空领域获得快速发展和应用，之后逐步应用于油气发电等领域。经过半个世纪的发展，燃气轮机在美国、英国、日本、加拿大和俄罗斯等国家大量使用。从世界燃气轮机发展来看，先进燃气轮机生产已集中在几家大型公司，形成了高度核心技术垄断和市场垄断局面，并已经成为一个国家工业基础和科技水平的重要标志之一。 燃气透平是以连续流动的气体为工质的内燃旋转式热能动力机械。气体在压缩机内压缩，经加热后在透平中膨胀做功，把热能转换成机械能。燃气轮机由压气机、燃烧室和透平三大部件以及相应的控制系统和辅助系统设施组成。输出的功率可用于发电机、泵与压缩机等各种负荷。 目前，海洋石油油气开发平台燃气透平主电站定位于10～30MW的功率等级机组，尤其对10MW级别的燃气轮机有着丰富的应用。展望今后海上油气田对平台电力的需求，本文对国外中小型燃气轮机的应用状况进行研究分析。 1　美国索拉涡轮公司（Solar） 美国索拉涡轮公司成立于1927年，在二战中凭借金属材料加工的优势，20世纪50年代起在美国海军的支持下研制燃气轮机。目前索拉公司提供6个产品系列的燃气轮机，包括Saturn、Centaur、Taurus、Mercury、Mars、Titan。 1977年索拉公司推出Mars燃气轮机，在进行了多次升级后，发电功率达到10685kW。1985年索拉公司推出Cen-taur系列燃气轮机，发电功率为4600kW，具有重量轻、结构紧凑的特点，以上两款机型全球累计应用超过4000台套。 Titan130燃气轮机是索拉公司于1997年研发的基于简单循环的燃气轮机，具有机械驱动用途的双轴变速形式和用于连续负荷发电的单轴恒速形式，燃机ISO功率达到15000kW。索拉公司在设计Titan130燃气轮机及其整套涡轮时，将机械部件的可维护性放在首位，目前已有累计300多台Titan130在全球获得应用，在海上油气田应用非常成熟。 Titan250燃气轮机是索拉公司于2008年投入应用的升级型燃气轮机，ISO功率为21.7MW，机组效率高达38.8%，比具有同样底座的Titan 130多提供50%的输出功率，排放减少30%，Titan 250既可用于电力生产应用，亦可用于压缩机站和机械驱动装置应用。Titan250燃气轮机采用工业型双轴设计，使用16级轴流压气机，具有进口可转导叶和5级可转导叶。压比为24∶1。 2　美国GE公司 美国通用电气公司在基于航空发动机基本结构基础上发展了LM系列燃气轮机，并研发了基于GE10系列和MS系列的重型工业燃气轮机。 LM2500是从GE公司的TF-39涡轮风扇发动机派生而来，ISO功率为25MW，机组效率为37%。从1975年开始投入舰船使用以来，已经发展了许多类型，并研制了LM2500+（第三代LM2500）、LM2500+G4（第四代LM2500）等机组。目前LM2500系列燃气轮机应用已经超过1800台。 LM2500+燃气透平的ISO功率32MW，机组效率39%。LM2500+与LM2500相比，做了以下方面的改进：压气机增加1级零级，进口导叶采用可调导叶；高压压气机采用高效部件；高压涡轮叶片采用更好的材料和涂层；燃烧室采用热障涂层；动力涡轮重新设计；控制系统采用综合电子控制系统。 LM2500+G4燃气透平的ISO功率35MW，机组效率39%。LM2500+G4按照动力涡轮可以分为两种类型，一种动力涡轮采用6级低速涡轮，一种采用2级高速动力涡轮。LM2500+G4在LM2500+基础上，再次做了以下方面的改进：重新设计压气机进口导向叶片，并将零级叶片错级布 中小型燃气轮机应用发展概述 马强1　王文祥1　王建丰2　洪毅1 1. 中海油研究总院　北京　100028 2. 中海石油有限公司　北京　100010 摘要：本文重点针对10-30MW级别的燃气轮机的主要参数、性能特点、应用情况进行应用发展分析。根据中小型燃气轮机技术发展趋势，更多的轻型、高效、业绩丰富的燃气轮机产品将被应用于海上油气领域。 关键词：燃气轮机　透平　海洋　油气　平台 Overview of application development of medium and small gas turbine Ma Qiang1，Wang Wenxiang1，WangJianfeng2，Hong Yi1 CNOOC Research Institute Beijing 100028 Abstract：This paper focuses on the main parameters of the 10-30MW level gas turbine, performance characteristics, application development analysis. According to the development trend of medium and small gas turbine technology, more light, efficient, and rich performance of gas turbine products will be applied to the field of offshore oil and gas. Keywords：gas turbine；turbine；ocean；associated gas；platform 135

燃气轮机原理(精华版)

QD20燃机轮机机组 第 1章概述 1.1 燃气轮机简介 燃气轮机（Gas Turbine）是以连续流动的气体为工质、把热能转换为机械功的旋转式动力机械，包括压气机、加热工质的设备（如燃烧室）、透平、控制系统和辅助设备等。 走马灯是燃气轮机的雏形我国在11 世纪就有走马灯的记载，它靠蜡烛在空气燃烧后产生的上升热气推动顶部风车及其转轴上的纸人马一起旋转。15世纪末，意大利人列奥纳多〃达芬奇设计的烟气转动装臵，其原理与走马灯相同。 现代燃气轮机发动机主要由压气机、燃烧室和透平三大部件组成。当它正常工作时，工质顺序经过吸气压缩、燃烧加热、膨胀做功以及排气放热等四个工作过程而完成一个由热变功的转化的热力循环。图1-2为开式简单循环燃气轮机工作原理图。压气机从外界大气环境吸入空气、并逐级压缩（空气的温度与压力也将逐级升高）；压缩空气被送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧产生高温高压的燃气；然后再进入透平膨胀做功；最后是工质放热过程，透平排气可直接排到大气、自然放热给外界环境，也可通过各种换热设备放热以回收利用部分余热。在连续重复完成上述的循环过程的同时，发动机也就把燃料的化学能连续地部分转化为有用功。 燃气轮机动力装臵是指包括燃气轮机发动机及为产生有用的动力（例如：电能、机械能或热能）所必需的基本设备。为了保证整个装臵的正常运行，除了主机三大部件外，还应根据不同情况配臵控制调节系统、启动系统、润滑油系统、燃料系统等。 燃气轮机区别于活塞式内燃机有两大特征：一是发动机部件运动方式，它为高速旋转、且工质气流朝一个方向流动（不必来回吞吐），使它摆脱了往复式动力机械功率受活塞体积与运动速度限制的制约，在同样大小的机器内每单位时间内通过的工质量要大得多，产生的功率也大得多，且结构简单、运动平稳、润滑油耗少；二是主要部件的功能，其工质经历的各热力过程是在不同的部件中进行的，故可方便地把它们加以不同组合处理，来满足各种用途的要求。 燃气轮机区别于汽轮机有三大特征：一是工质，它采用空气而不是水，可不用或少用水；另是多为内燃方式，使它免除庞大的传热与冷凝设备，因而设备简单，启动和加载时间短，电站金属消耗量、厂房占地面积与安装周期都成倍地减少；再是高温加热高温放热，使它有更大的提高系统效率的潜力，但也使它在简单循环时热效率较低，且高温部件需更多的镍、铬、钴等高级合金材料，影响了使用经济性与可靠性。 自 20 世纪60 年代首次引进6000kW 燃气轮机发电机组以来，我国已建成不少烧油气的燃气轮机及其联合循环发电机组。但由于我国一次能源以煤为主的消费结构，并受到规定的“发电设备只准烧煤”的前燃料政策的制约，目前我国燃气轮机在现有发电设备装机容量中，占有量很小，只有700 万kW 左右，且绝大部分为进口的。但发展速度很快，正在建设和计划的就超过800 万kW，正在建设的一批大型35 万kW 级燃用天然气的联合循环电站。随 着天然气和液体燃料在一次能源中比例的上升和燃气轮机燃煤的技术成熟之后，燃气轮机在我国发电设备中的比例将会愈来愈大。研究表明，由于燃气轮机在效率，环保和成本方面的优势，我国在电站基本负荷发电、老电站技术更新改造、洁净煤发电技术、石油与天然气的输运和高效利用以及舰船、机车交通动力等领域对燃气轮机都将有较大的需求。许多专家还强调燃气轮机在西部大开发中的重要性，国家构想实施的新世纪四大工程：西气东输，西电东送，青藏铁路，南水北调，前三个都与燃气轮机有关。总之，以燃气轮机为核心的总能系统也将成为我国跨世纪火电动力的主要发展方向，我国将是世界最大的燃气轮机潜在市场。 第2章燃气轮机热力循环 2.1热力循环的概念 热力循环是指热力系统经过一系列状态变化，重新回复到原来状态的全部过程。热力循环分为正向循环及逆向循环。将热能转换为机械功的循环称为正向循

微型燃气轮机技术规范书

多电源光伏微网项目微型燃气轮机技术规范书 编制： 复核： 审核： 批准：

一、一般规定与规范 1总则 1.1.本技术规范提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准的条文，卖方应提供符合本规范和有关最新工业标准的优质产品，同时必须满足国家有关安全、环保等强制性标准和规范的要求。 1.2.卖方应参加所供设备在现场的调试运行。试运行中如出现质量问题应负责及时处理。 1.3.如未对本规范书提出偏差，将认为卖方提供的设备符合规范书和标准的要求。 1.4.技术条件签订后，卖方应指定负责本工程的项目经理，负责协调卖方在工程中的各项工作，如设计图纸、工程进度、设备制造、包装运输、现场安装、调试验收等。 1.5.本技术规范未尽事宜由买卖双方与设计单位共同协商解决，本设备技术规范书经买、卖双方确认后作为订货合同的技术附件，与合同正文具有同等的法律效力。 2应遵循的主要现行标准 GB/T 13384-2008 机电产品包装通用技术条件 GB/T 191-2008 包装储运图示标志 GB/T 17626 -2006 电磁兼容试验和测量技术 GB 7947-2006 人机界面标志标识的基本和安全规则导体的颜色或数字标识 GB/T 12325-2008 电能质量供电电压允许偏差 GB/T 15543-2008 电能质量三相电压允许不平衡度 GB/T 12326-2008 电能质量电压波动和闪变 GB/T 14549-1993 电能质量公用电网谐波 GB 4208-2008 外壳防护等级（IP代码）（IEC 60529:1998） GB/T 15945-1995 电能质量电力系统频率允许偏差 GB/T 4942.2-1993 低压电器外壳防护等级 IEC 60947-3 低压开关第三部分：开关、断路器、开关-断路器和保险丝整合单元GB/T 17626.8 工频磁场抗扰度试验 GB/T 14598.3-2006 绝缘试验 GB/T 10489-2009 轻型燃气轮机通用技术要求

燃气轮机原理与应用复习题50及答案

燃气轮机原理与应用复习题 2013-05-28 1 同汽轮机相比，燃气轮机的特点有哪些？ 优点： （1）重量轻、体积小、投资省。（2）启动快、自动化程度高、操作方便。 （3）水、电、润滑油消耗少，少用或不用水。 （4）燃料适应性强、公害少。（5）维修快、运行可靠。 缺点： A. 热效率较低。 B.使用的经济性和可靠性较差。 2 燃气轮机涡轮叶片有哪几种冷却方式？每种冷却方式的大概降温范围？ 1)对流冷却可使温度降低200-250℃ 2)冲击冷却可使温度降低200-300℃ 3)气膜冷却可使温度降低400--600℃ 4)发散冷却可使温度降低500-800℃ 普遍使用前三种的混合 3航空用燃气轮机有哪几种类型？ 涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮风扇发动机 4什么是燃气轮机循环的压比、温比？ 压比π*：压气机出口的气流压力与其进口的气流压力的比值。 温比τ*：涡轮前进口燃气温度与压气机进口气流温度的比值。 5 什么是燃气轮机循环的比功、热效率、有用功系数？ 燃气轮机的循环比功：进入压气机内1kg 空气完成一个循环后，对外界输出的有效轴功。 热效率：燃气轮机输出的有用功与其所耗燃料的热量的比值。 有用功系数?：燃气轮机比功w i 与涡轮比功w T 的比值。 6燃气轮机理想简单循环的比功与哪些因素有关？ 影响理想简单循环的比功ws 的重要因素：压比π*和温比τ*。 （1） 压比π*一定时，温比τ*增大，循环比功ws 增大。 （2） 温比τ*一定时，有一最佳比πL *使比功最大，且τ*增大时，πL *增大。 7燃气轮机理想简单循环的效率与哪些因素有关？ （1） 理想简单循环的热效率ηs 只与压比π*有关，而与温比τ*无关。 *1*2*p p =π*1*3*T T =τT C T i w w w w -1 ==?

微型燃气轮机

2.1.4 微型燃气轮机 微型燃气轮机(Micro-gas turbine)是一种小型热力发动机，其独立输出功率控制在最小25000瓦特到最大300000瓦特之间，其最主要的结构特点就是采用径向式叶轮机械和再生循环。发电机、数字电源控制器以及微型燃气轮机是微型燃气轮机发电机组的三个主要组成部分。通常采用单轴结构的它一般由发电机、涡轮机、燃烧器、再生器、压缩机和控制装置等组成，通过压缩机驱动与燃气轮机驱动组合的方式带动涡轮同轴高速发电机，使发电机产生高频交流电，然后经过整流装置将其转换为高压直流，最后再由变频器转换成工业频率交流电输送到输电网或者提供负荷作用，如图2.4所示。当用于热电联产的微型燃气轮机用于能源，天然气，沼气等燃料燃烧后，也可利用高温烟气驱动废热单元进行加热，可以进一步提高单元效率和能源利用。 图2.4 微型燃气轮机并网结构图 微型燃气轮机模型的建立通常发生在逆变器连杆前面，与微型燃气轮机或DC源分离的建模电气部件相当于实现其受控分析。由于单独的建模或等效处理不能解决发电系统的微型燃气轮机运动，称为系统和内部关系，因此它们之间的控制有效地实施了PW与调节控制，通常不能这样做。一般来说，可以考虑使用PQ或Vf控制策略，使用正弦脉宽调制逆变器，建立发电系统作为整体模型。 微型燃气轮机是最成熟的分布式发电设施之一，最具商业竞争力，同时具有轻巧高效，节省空间，运行维护简单，污染少等优点。同时，在运行期间，微型燃气轮机发电单元可以在本地监控或经由中央监控站进行监控。如果发生机械故障，由于其重量轻，可以快速安装，所以可以快速更换机器，然后故障整机运到维修中心进行维修。

燃气轮机工作原理

燃气轮机工作原理 当您来到机场看到从事商业运营的喷气飞机时，一定会注意到为飞机提供动力的巨大发动机。大部分商用喷气飞机都采用涡轮风扇发动机，这种发动机属于一个大类，叫做燃气轮 机。 您可能从未听说过燃气轮机，其实在您意想不到的各种场所都会出现它的身影。例如，您看到的许多直升机，大量的小型发电厂，甚至M-1坦克，它们使用的都是燃气轮机。在 本文中，我们将看一看燃气轮机到底有哪些能力让它们如此受欢迎。 涡轮机的种类很多: 您可能听说过蒸汽涡轮机。大部分发电厂使用煤、天然气、石油，甚至核反应堆来产生蒸汽。通过一台巨大、设计精密的多级涡轮机，蒸汽带动输出轴旋转，输出轴再带动发 电机，从而产生电力。

水电站大坝使用水力涡轮机(水轮机)产生动力，这种涡轮机的工作原理与蒸汽涡轮机相同。由于水的密度要远远大于空气，而且流动速度慢，因此水电站使用的涡轮机与蒸 汽涡轮机完全不同，不过，二者的基本原理是一致的。 风力涡轮机，也被称为“风磨”，是一种以风为动力的涡轮机。由于风的速度较慢，而且重量很轻，因此风力涡轮机看上去一点儿也不像蒸汽涡轮机或水力涡轮机，不过，它 们的基本原理是一致的。 燃气轮机也是相同原理的延伸。它采用压缩气体转动涡轮。所有现代燃气轮机，都是通过燃烧丙烷、天然气、煤油或喷气燃料等，自己产生压缩气体。燃料燃烧产生的热量使 得空气膨胀，热空气高速冲出，带动涡轮旋转。 那么，为什么M-1坦克要使用1,500马力的燃气轮机，而不使用柴油发动机呢,事实 上，与柴油机相比，涡轮机有两大优势: 燃气轮机的功率重量比远优于往复式发动机。也就是说，涡轮发动机的输出功率与自 身重量的比率非常好。 在相同输出功率下，燃气轮机的体积要小于往复式发动机。燃气轮机的主要劣势在于，与同体积的往复式发动机相比，它的造价昂贵。由于涡轮机的转速快，而且工作温度高，因此从工程和材料的角度看，燃气轮机的设计和制造都是一个很棘手的问题。此外，燃气轮机空转时消耗的燃料更多，而且要求负载恒定，不要有波动。这一点使得燃气轮机成为建造横贯大陆的喷气式飞机，以及发电厂的首选，同时也可以解释为什么汽车上不使用燃

微型电网和小型燃气轮机发电机

微型电网 2004 . 6 D Q G Y 39 摘　要：本文介绍了微型电力网和可能成为微网中主要发电设备的小型燃气轮机高速发电机组，说明了在分布式发电系统中微型电网的重要作用它在发展可再生能源中的必要性。本文还着重介绍了高速发电机的构造和它的特点。 关键词：微型电力网，小型燃气轮机，高速发电机 微网技术是指将一定区域内 （例如某一街区、某几个大型建筑物）或某些企事业内各单位拥有的分散的发电资源（例如自行供电的发电设备或备用发电机组、太阳能发电装置、风力发电设备等可再生能源发电装置）联结起来共同向各单位供电，并通过配电网与主干大型电力网并联运行，形成一个大型电网与小型发电设备联合运行的系统。各单位可依赖大型电网的供电取得大量廉价电能，同时也可以在本单位的发电能力有富余时，向大型电网回馈电能。 把各单位分散的小型发电设备联结成网并与大型电网联网运行是一个新概念、新技术，并将带来一系列要求解决的新的科学技术问题。这些问题大体上是微电网本身的控制和调度，微网运行对大电网的影响，以及电网的经济性和它的故障 处理等。也许有人会提出这样的疑问，即把各分散发电的单位改由大电网统一供电在技术上是一个进步，可以大大提高整个供电系统的经济性，为什么又要提出分散供电这种措施？这是因为，随着技术的进步，各种客观因素如环保、可靠性等的要求，微网与大电网的并联运行并不只是回到独立分散供电方式上去，而是解决上述多种问题的一种途径。与大型电网单独供电的方式相比，微网与大型电网结合所带来的优点是明显的。概括起来，可列出下列几方面。 首先是可使各种发电设备的能力得到充分的利用，减少主干电网在峰值负荷时期所承受的紧张情况。这几年我国大部分地区电力供应不足，在峰荷期间不得不拉闸限电，给生产生活带来不利影响。在这种情况下，微网中的发电设备就可以提供补充电力以弥补主干网的电力不足，也就是让微网起到削峰的作用。由于微网中的发电设备通常会包括 可再生能源，如太阳能发电或几罗发电，它们由于本身的要求一般都有储能设备，有利于在峰荷期间补充电力供应。这种相互补充的特性是微网和主干大电力网并联运行的一大特点。 其次是加强了供电可靠性。由于用电负荷在这种方式下不再仅依赖于主干网的供给，供电可靠性将大为提高。大电网的可靠性问题始终是一个长时间以来一直困扰人们的难题，迄今也未能得到最好的解决。美国在２００３年夏发生东部大停电后曾提出要投资１０００亿美元来改造它的电网以提高其可靠性问题，但短期内似尚无可能付诸实现。因此，对重要单位来说，应急用的自备发电机组还是必不可少的措施。如果各单位将自备的各种发电设备，包括备用发电机组有效地利用起来并组成微网，就可大大提高供电可靠性。同时，将自备机组并入微网而不是一家一户独自满足本身需要的情况下，各单位的总装机容量也可以相应减小，这将提高备用或自备发电机组的经济性。 第三是提高了整个电网的运行效率，同时还可以减少对环境的污染。在微网和主干网并联运行时，可以让微网主要承担峰荷。在这种情况下，主干网带的是基本负荷。这将 目前国内外电力和电工行业在研究发展微型电力网（简称微网ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ）技术。微网的核心是新型动力机械和新的发电技术、可再生能源发电技术和储能技术的综合。这一新动向不仅对电力行业有重要意义，也给电工制造行业提出了新的挑战和机遇。本文将对此作一简要的评述。 和　小型燃气轮机发电机 技术前沿／ 　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ? ＣＥＥＩＡ ■　文／　中国科学院电工研究所 沈国