燃气轮机14 - 储运

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1、第六章燃气轮机的变工况6-1概述燃气轮机的变工况研究目的基本要求及性能指标负荷特性不同的轴系方案五、燃气轮机的轴系方案1．单轴方案（C-T-L）压气机、涡轮及负荷共用一根轴。宜用于恒速负荷。具体的组合方式2．双轴方案2.1分轴方案压气机与高压涡轮共轴(C-HT)和燃烧室一起组成燃气发生器；低压涡轮与负荷共轴(LT-L)。宜用于变速负荷。2.2平行双轴方案高压压气机由高压涡轮带动（HC-HT）；低压压气机由低压涡轮带动（LC-LT）。负荷的带动有两种形式：HT-L或LT-L以高压轴带动负荷HC-HT-L宜用于恒速负荷。以低压轴带动负荷LC-LT

2、-L，宜用于变速负荷。3．三轴方案3.1低压涡轮带动负荷高压压气机由高压涡轮带动（HC-HT）；低压压气机由中压涡轮带动（LC-MT）。可用于变速负荷。LT-L3.2中压涡轮带动负荷（MT-L）高压压气机由高压涡轮带动（HC-HT）；低压压气机由低压涡轮带动（LC-LT）。宜用于常在部分负荷下工作的高效机组。MT-L6-2单轴燃气轮机变工况特性一、燃机平衡运行条件机组在不同负荷下稳定运行时，各部件的参数（流量、转速、压比、功率）应满足的相互配合的条件。分析讨论燃气轮机变工况的基础：各部件的特性和平衡运行条件1、转速平衡每根轴上的转子转速相同。

3、单轴机组：nC=nT=n分轴机组：nC=nHTnLT=n2、压比平衡T*=C*压气机压比涡轮膨胀比总压保持系数=CBT平行双轴机组3、功率平衡机械联系的各部件的驱动力矩，应等于总的阻力矩（包括压气机耗功），即每根轴上的功率应平衡。单轴机组：NT=NC+Nm+Ne或NT=NC/m+Ne压气机内功率机组附件消耗和机械损失功率涡轮内功率分轴机组：机械效率NLT=NLC/m1+NeNHT=NHC/m2平行双轴机组NHT=NC/m1NLT=Ne/m24、流量平衡GT=GC+Gf-G变工况时，可近似认为：G/GC≈con

4、st粗算时，可取GT≈GC冷却用和泄露的空气量燃气流量燃料消耗量进气量二、单轴燃机联合运行线（等温比线）燃机的联合运行工况点：—压气机、燃烧室和涡轮协调工作时的平衡运行工况点燃机的联合运行线：—在压气机特性线上绘出的等温比曲线族*=T3*/T1*求解方法（1）联合求解法：利用已获得的压气机、燃烧室和涡轮的特性线，根据平衡运行条件来联合求得。（2）近似计算法：如果没有涡轮特性线，可利用涡轮的椭圆方程来近似计算获得。（3）测试法：利用压气机特性实验装置来测得。测试方法在压气机后面加装一个燃烧室；将燃烧室后面的排气阀固定在某一开度来代替涡轮。测试

5、时，改变燃气初温和压气机转速，测得不同工况下的流量和压比。在压气机特性线上，把各种转速下的燃气初温相同的点连起来，得到一组等温比曲线。温比增加时，等温线向着左上方移动。*=常数*三、单轴燃机的变工况特性1、单轴恒速机组nc=nT=n=const①变工况运行线“O”设计工况点负荷Ne时，保持p1*、T1*不变；调节使nco不变；同时关小油门，使B；T3*，即3*—新的平衡点“b”运行线o→b负荷Ne至零，点c所示，b→c“c”空载工况压气机：c*、流量*涡轮：T*、流量*整个机组：Neb

6、eoo→b→c恒速机组单轴恒速机组②变工况性能分析⑴经济性较差⑵稳定性好—压气机远离喘振边界—涡轮不超温⑶加载性好变工况时空气流量增大nc不变，增加负荷Ne—B到设计量而不会引起超温；—Nc变化不大，NT增加；—NT立即增加。“O”设计工况“C”空载工况部分负荷下c*、c*、*e空载工况下Gc压气机耗功喘振边界恒速机组适用：高速下长期运行2、单轴变速机组螺旋桨型负荷Ne=cn3①变工况运行线负荷Ne时，nncc*、Gc、*新的平衡点b’负荷Ne时，nc，Gc首先在第一级发生喘振点c’②

7、变工况性能分析⑴经济性较好*慢，较高；处于c*较高区域o→b’→c’变速机组设计工况喘振点⑵稳定性变坏—逐渐靠近喘振边界—低负荷时可能进入喘振工况⑶加载性较差空气流量减小较多；增加负荷Ne时，不能急速增加燃料—否则T3*易超过允许值超温—甚至会使压气机进入喘振工况—缓慢加载（适应能力差）O恒速机组不宜用于：车辆等机械牵引负荷恒速机组o-b-c变速机组O-b’-c’四、单轴燃气轮机变工况特性曲线的应用——通过实验，把燃气轮机的主要性能指标，如功率、转速、温比、燃料消耗量（或耗油率）在变工况时的相互关系绘制在一张图上。——只要已知转速和温

8、比，即可确定功率、燃料消耗量，进而求得有效效率。——P137图6-4采用设计参数的相对值。变速负荷最佳运行线变频调速恒速负荷超速边界6-3分轴燃气轮机的变工况特点一