燃气轮机简述.docx

燃气轮机简述对于刚接触燃气轮机的人来说，一切都是那样的陌生，经过对燃气轮机实物的 参观，增加了许多的感性认识，知道了其大致结构，至少在大脑中留下了具体的印 象，为以后学习其结构有很大裨益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我国古代出现的走马灯 是涡轮机最早皱形，然而最早描述燃气轮机出现在17世纪中叶，1791年，英国人 巴伯首次描述了燃气轮机的工作过程；1872年，德国人施托尔策设计了一台燃气轮 机，并于1900〜1904年进行了试验，但因始终未能脱开起动机独立运行而失败；1905 年，法国人勒梅尔和阿芒戈制成第一台能输出功的燃气轮机，但效率太低，因而未 获得实用直到1920年，德国人霍尔茨瓦特制成第一台实用的燃气轮机，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自此燃气轮机步入快速发展期燃气轮机从理论构想到如今大概快经历了四个世纪的发展，按其应用分类为航 空燃气轮机，船用燃气轮机，地面燃气轮机由于作战的需求促进了航空燃气轮机 的迅猛发展，技术相对于其他两个领域更加成熟。

在航空领域根据有无压气机分为 两个大类，无压气机的有冲压式发动机、脉动式发动机;有压气机的有涡轮喷气发动 机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机、桨扇发动机所以大多 数地面、船用燃气轮机由航空发动机改造而来，这样的航改机具有投资少，研制周 期短，生产成本低，同时效率高、重量轻，检修方便、维护费用低等好处燃气轮机主要由压气机、燃烧室、涡轮三大部分组成，这三部分又被称为燃气 发生器它是产生具有一定温度及一定压强的燃气的装置，所产生的燃气具有很高 的可用能量，这是因为高温一一具有很高的热能，高压一一具有很高的位能并且具 有很高能量的高温高压燃气进一步膨胀对外做功，可以说它是燃气轮机的核心首 先压气机可分为轴流式和离心式两类，轴流式压气机由许多轴流单级串接组成，空 气基本上是沿着与叶轮旋转轴线平行的方向流动的，其结构复杂，特性线陡峭，稳 定工作范围必须依靠调节才能确保压气机内有静子和转子，转子由转轴和动叶片 组成，静子固定在机壳内越远离进气口，动叶片越短，主要是用来增大空气压力 压气机转子有三种基本结构形式：鼓式、盘式和混合式，各有优缺点，有单转子， 双转子，三转子机构的压气机，双转子压气机中，两压气机分别称为低压压气机和 高压压气机；离心式压气机空气是沿着离开叶轮中心的方向流动的，它的单级压比 高、结构简单、工作可靠、稳定工作范围宽，一般不需要调节。

轴流式压气机得有 防喘气装置，有中间级放气、进口可转导流叶片和可转静叶片、可变弯度进口导流 叶片燃烧室是一种用耐高温合金材料制作的燃烧设备在整台燃气轮机中，它 位于压气机与涡轮之间燃气轮机运行时，燃烧室在宽广的工况范围内工作 在燃气轮机变工况的过程中，燃烧室进口的空气流量、温度、压力、速度以及 燃油消耗量都会发生变化，这些变化反过来又会影响整台燃气轮机的性能燃 烧室通常有圆筒型、分管型、环管型和环型之分分管型燃烧室由扩压段、外壳、 火焰筒、燃料喷嘴、点火器和燃气导管等部件组成在火焰筒上一般都装有旋流器 ，并开设一次空气射流孔、二次空气掺混射流孔和冷却空气射流孔此外，为了把 火焰筒安装在外壳中，还设置有定位组件分管燃烧室的优点为装拆、维修、检修 方便；由于各个分管的工质流量不大，调试容易火焰筒有火焰筒进气口、进气碟 进气锥体、火焰筒帽罩、叶片稳定器、圆柱段、圆锥段、带孔的结合环、火焰筒后 锥段等组成环管燃烧室一般与轴流式压气机结合，斯贝燃气轮机的燃烧室就是典 型的环管燃烧室它由燃烧室内外套、10个火焰筒、燃气导管、点火器、传焰筒等 组成环管燃烧室优点为气流转弯小，流体阻力小，热散失也小；调试容易，加工 制造工作量小。

传焰筒的截面为椭圆形，以减少传焰管后的涡流区，减少流动损失 环形燃烧室的内外壳体与环管燃烧室类似，但火焰筒差别大分为直流环形燃烧室， 回流环形燃烧室燃料喷嘴是将燃料雾化，加速混合气的形成保证稳定燃烧和提高 燃烧效率点火装置是在燃气轮机启动时，向燃烧室提供初始点火火炬燃气涡轮是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为机械 功，用以带动压气机、附件和外负荷按燃气流动方向，燃气涡轮可分为轴流式和 径流式两类涡轮有转子和静子组成，涡轮转子特别是增压涡轮转子，是在高温高 转速高负荷条件下工作，对其性能要求特别高，也是设计燃气轮机，提高性能的关 键部位涡轮导向器是由内外环和导向器叶片组成的环形静止叶栅在燃气轮机工作过 程中对叶片进行冷却是很必要的，通常对静叶片采用中空设计，用对流空气对其冷却，能获得 一定效果燃气轮机附属系统和设备，滑油系统由滑油箱、滑油泵、滑油散热器、滑油滤 等组成，它保证燃气轮机个轴承和传动元件润滑，冷却的滑油供油和回油滑油密 封装置是杜绝高压热空气进入滑油系统，保证机器的正常运行燃油系统是提供燃 气启动、加速、减速，以及所有稳定工况所需的燃油启动系统包括启动机、启动 点火系统、启动燃油系统、自动控制装置。

一般采用电机启动总体来说，整个燃气轮机还是一个结构比较复杂的机器，有体型庞大的，有体 型微小的形形色色，种类还是比较繁多的燃气轮机相比于其他燃机具有质量轻、 体积小、单机功率高、启动快、污染少以及燃气初温高，可以实现能量的梯级利用， 因而热效率高，经济性好未来的发展前景巨大对于我国来说，比起西方发达国 家的燃气轮机技术还有很大的差距，关键技术基本由国外掌握，要赶上还需大力培 养燃气轮机专业技术人才。