燃气轮机及其热力循环.ppt

Discussion 工程热力学(56学时) 第9章 燃气轮机装置循环 * * 工程热力学(56学时) 第9章 燃气轮机装置循环 * * * * * 二、循环的计算 给定的必要条件： 大气条件、机组功率或空气流量、燃气初温、燃料热值、耗油率等。 1．压缩过程计算 选取压比?C* 、进气道压损?PC、压气机效率 ?C* ； 计算压气机进出口参数（温度、压力）； 计算空气的比热容cpc ； 计算压气机实际比功wC。 2．燃烧过程 选取燃气初温T3* ，计算燃烧室温升?TB ； 查取理论燃料空气比f’（查图1-6）； 选取燃烧效率 ?B，计算实际燃料空气比f； 选取燃烧室压力损失?PB。 3．涡轮膨胀过程计算 选取排气道压损?PT、涡轮效率 ?T* ； 计算涡轮出口压力、排气温度； 计算涡轮膨胀比?T* ； 计算燃气的比热容cpT、绝热指数kT ； 计算涡轮实际比功wT。 4．循环性能指标的计算 计算燃气流量GT、燃料消耗量B； 选取机械效率 ?m； 计算循环比功wi 、内功率Ni ； 计算燃气轮机有效功率Ne ； 计算机组耗油率ge 、热耗率qe ； 计算机组的内效率?i 、有效功率?e 。 2-5 燃气轮机 热力计算举例 循环计算的目的通常是为了了解机器各处的热力参数及总体热力特性，或者是为了验证所取参数的合理性。 已知条件：一般包括环境温度Ta(或T1*)和环境压力pa(或p1*)、轴功率Pgt、压比?及燃气初温T3*等。 选取的参数：压气机的等熵效率?c、透平的等熵效率?T、燃烧室效率?B 压气机进气道的压损率?c 、燃烧室的压损率?B、透平排气道的 压损率?T等。 计算结果：系统各处的压力、温度、流量及整机的耗油（气）率、 耗油（气）量、循环热效率等。 [例] 现拟定按简单燃气轮机循环方案，其轴功率Pgt=270MW，大气条件为Ta=288K、 pa=0.1013MPa，试进行循环计算。计算时取?c=0.88， ?T=0.90， ?B=0.98， ?c =0.02， ?B=0.03， ?T=0.03，?=17，T3*=1623K，燃料热值Hu=43124kJ/kg。 解 取 cpa=1.005kJ/(kg.K)，ka=1.4 cpg=1.156kJ/(kg.K)，kg=1.33 (1) 压缩过程： (2) 燃烧过程： (3) 膨胀过程： 燃料空气比 (燃料)/kg(空气) 比功(不考虑抽汽冷却时) 空气流量 耗油量 比耗油率 热效率 (4) 整体性能： 作 业 习 题 1．压力为1bar、温度为15℃的空气，以200 m/s的速度流动。试求：当空气完全滞止时的焓、温度和压力。 （已知cp=1.005 kJ/(kg.K) k=1.4）  2．已知某燃气轮机装置的参数如下： [用滞止参数计算] p1*=1.05bar t1*=27℃ t3*=900℃ 压力保持参数?C=?B=?T=0.98 ?c*=0.85 ?T*=0.90 ?B=0.98 ?m=0.98 cpc=1.005kJ/(kg.K) cpT=1.147kJ/(kg.K) kc=1.4 kT=1.33 ?c=9 GC≈GT=40kg/s Hu=43100kJ/kg 试求（1）画出燃气轮机装置的流程图和其实际循环的p-v图及T-s图； （2）确定三大件（C、B、T）进出口的参数（压力、温度）； （3）求燃料空气比f和每小时的耗油量B； （4）有效功率Ne、有效效率?e、耗油率ge及热耗率qe。 3．某一燃气轮机装置，已知Ne=21000kW，GC=116kg/s，热耗率qe=13450kJ/(kW?h)，燃油热值为Hu=43100kJ/kg。现改烧天然气，其热值为8000kcaw/Nm3、比重为rg=0.73kg/Nm3，完全燃烧时所需理论空气量为G0 =16kg/kg（天然气）。 试求：机组的耗气量B（Nm3/h）、 耗气率ge（Nm3/ /(kW?h) ）、 有效效率? e、过量空气系数?。 2-6 提高燃气轮机装置热力性能的途径 对于简单循环 提高 减少 采用较高的 各部