燃气轮机的原理与结构介绍.pdf

燃气轮机的结构与 原理简介 2013年03月24 日 提 纲 燃气轮机概述 燃气轮机发展简史 燃气轮机总体结构 燃气轮机工作原理 燃气轮机的应用 一、燃气轮机概述 燃气轮机（Gas Turbine）是一种以 连续流动的气体作 为工质、把热能转 换为机械功的旋转 式动力机械。 图1-1西门子SGT5-4000F 燃气轮机的“前世今生” 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置，其原理与走马灯相同。 图1-走马灯与燃气轮机2 古代对走马灯的描述有： •南宋·周密 《武林旧事·卷 二 ·灯品》： 若沙戏影灯，马骑人物， 旋转如飞。 •南宋·姜夔 《感赋诗》： 纷纷铁马小回旋，幻出曹 图1-3宋代走马灯复原模型 公大战年。 • 《王安石捡联获妻》： 上联：走马灯，灯走马， 灯熄马停步。 下联：飞虎旗，旗飞虎， 旗卷虎藏身。 图1-4今天还在使用的走马灯 二、燃气轮机的发展简史 • 1791年，英国人巴伯首次描述了燃气轮机的工作过程； • 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； • 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 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； • 1939年，在瑞士制成了四兆瓦发电用燃气轮机，效率达 18%。同年，在德国制造的喷气式飞机试飞成功，从此燃气 轮机进入了实用阶段，并开始迅速发展； • 1941年瑞士制造的第一辆燃气轮机机车通过了试验； • 1947年，英国制造的第一艘装备燃气轮机的舰艇下水， 它以1.86兆瓦的燃气轮机作加力动力； • 1950年，英国制成第一辆燃气轮机汽车； • 此后，燃气轮机在更多的行业中获得应用。 三、燃气轮机总体结构 从外观看燃气轮机：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、燃气透平涡轮三大部分 组成，此外还包括进气过滤系统、控制调节系统、启动系统、 润滑油系统、燃料系统及附件齿轮箱等辅助设备。 图3-1索拉燃气轮机 1-动力输出端；2- 气缸； 3-转子； 4-压气机； 5-燃烧室； 6-燃烧器； 7-透平（涡轮机）； 8-排气 图3-2西门子SGT5-4000F燃气轮机的结构模型 图3-3 Solar Turbines:Centaur 40_4701结构模型 W11-1WHPA平台上主电力系统由2台 Centaur40型双燃料(柴油、天然气) 四、燃气轮机工作原理 1、工作原理概述 靠涡轮驱动而旋转的压气机连续地从大气中吸入空气并将 其压缩升压，压缩后