燃气轮机整体结构的型式.doc

燃气轮机整体结构的型式1.1 概述在前几章中，我们已经阐明了燃气轮机循环、它们的主要组成部件，即压气机、燃烧室和燃气透平的工作过程和原理但是，这些工作过程与性能只有依靠相当完善和可靠的结构才能实现当然，在机组的结构上，不仅需要考虑热力和气动性能方面的要求，而且还要考虑机械强度、工艺、装配和检修方面的要求此外，还必须充分注意燃气轮机在高温、高转速的条件下工作时所引起的一系列问题由于机组在高转速条件下工作，在结构上必须注意转动部件的强度、振动和对中问题当然，因高温而引起的结构问题尤为严重，其中有：材料的高温强度；零件的热应力和热疲劳；高温条件下的腐蚀和热膨胀，以及由此产生的转动零件与静止零件之间对中和间隙保证等等，这些问题都是在设计燃气轮机结构时，必须认真研究解决的本章中我们将以一些最典型的燃气轮机为对象，对它们的主要零部件进行结构分析，以使读者能对燃气轮机的总体结构，以及目前世界上主要的一些燃气轮机的零部件特点有所了解和比较1.2 燃气轮机整体结构的型式目前，大中型燃气轮机的结构型式大致可以分为两大类，即工业型和航机改装型工业型机组是按照地面工作的要求设计的，它要求使用寿命长，能长期地安全运行，能有较高的效率，力求少用贵重合金材料以降低机组的造价。

航机改装型机组则是把航空用的涡轮喷气式发动机、涡轮风扇式发动机、涡轮螺浆式发动机、涡轴式发动机等进行改装设计后，用于工业和船舶的机组，它的主要特点是：结构要比工业型轻巧、燃气初温高、机组效率高相对于航机改装型机组来说，工业型机组的质量较重，尺寸也较大，使用寿命一般需要按105h的要求来设计目前，工业型机组已经完全排除了把压气机、燃烧室和燃气透平彼此分散布置，用管道相互联接的分散布置型结构模式，而改为压气机、燃烧室和燃气透平彼此直接联成一个整体的整体式结构型式这种结构型式与航空燃气轮机有些相象，因而它的结构也比较紧凑、质量较轻、尺寸也比较小，具有快速起动的特点随着整体式结构的推广和发展，逐渐出现了快装式机组，整台机组是在制造厂内安装在底盘上的，它可以整体运输到现场，安装时燃气轮机只需与所带动的负载(包括减速齿轮箱)彼此找正后，在现场只需花一个月左右的时间组装，就能投入试运行早期的快装式机组是装在厂房内的，称为户内快装机组此后又发展成为户外的快装机组，它不需要专门的厂房，而是用多块吸音板构件组成箱体，把机组罩在其中，既有隔音作用，又可使机组在各种气候条件下都能正常运行这种箱式机组可以使整套燃气轮机装置的安装和建筑费用降至最低水平。

从燃气轮机自身的结构来说，可以有重型和轻型的区别重型结构者零部件都较厚重它采用滑动轴承，机组的设计寿命在10万h以上，其比质量一般为2~5㎏/kW；轻型结构者质量较轻，结构紧凑，所有材料都较好，一般采用滚动轴承，其比质量小于2㎏/kW，其中以航机改装的燃气轮机为主体前者多般用于地面固定式的发电设备之中；后者常用于车、船等运输机械中必须指出：航机改装的燃气轮机已经对航机原型作了很多的改进，首先是需要降温减速，以求有效地延长其工作寿命；部分零部件的材料也需要变更，以适应地面的工作条件此外，在航机的燃气发生器之后要加装动力透平，通常，动力透平是按照重型燃气轮机的指导思想来设计的，其零部件都较厚重，而且采用滑动轴承，以便提高使用的可靠性。