《燃气轮机特性》PPT课件.ppt

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1、第六章燃气轮机变工况单轴燃气轮机的变工况特性环境条件对燃气轮机性能的影响6-1概述研究燃气轮机变工况的目的基本要求及性能指标负荷特性一、燃气轮机的变工况整台机组偏离设计状态下工作的各种工况(1)稳定的非设计工况如部分负荷或环境条件改变时引起的变工况；(2)不稳定的过渡工况如启动、加速等引起的变工况。非常复杂（三大件+负荷）二、研究目的分析燃气轮机机组各部分相互联系、相互制约的变化规律，从而掌握燃气轮机的变工况过程及其特性。（1）为设计新机组提供选择方案的依据（2）为用户提供变工况性能曲线。基本要求及性能指标基本要求:保证在各种负荷下机组能够经济地、可靠地

2、运行，同时有较强的适应外界负荷变化的能力。性能指标:1．经济性机组的效率或耗油率不因功率下降而极度恶化；机组的负荷特性曲线变化得平坦些。2．稳定性在各种负荷下，压气机不喘振、涡轮不超温、燃烧室不熄火；机组能稳定可靠地运行。3．加载性机组功率能及时适应外界负荷变化的需要。满负荷、部分负荷、低速、启动等三、负荷特性负荷功率PL随负荷转速nL变化的关系PL=f(nL)1、恒速负荷特性负荷功率PL变化与负荷转速nL无关即nL=constnLPL例子：恒频交流电机2、螺旋桨型负荷特性负荷功率PL与其转速nL的三次方呈正比即PL=cnL3（c为比例系数）变速负荷nL

3、PL例子：固定螺距螺旋桨(轮船)叶轮机械（泵、风机等）PL=cnL33、调速负荷特性负荷功率PL与其转速nL在一定范围内任意配合，用来带动变速负荷。变频调速负荷nLPL例子：变螺距螺旋桨负荷或机车燃气轮机4、机械牵引负荷特性用机械方式（如联轴器、齿轮等）传动各种车辆。启动时有最大扭矩，即nL=0，M=Mmax转速升高时，扭矩减小；nL=nmax，M=Mmin。负荷功率：PL∝MnLPL随nL增加而增大。nLPL平衡工况：稳定运行工况，燃气轮机输出功率等于负载所消耗的功率，即Pe=PL，两者处于平衡状态。不平衡工况：是从一个平衡工况变化到另一个平衡工况的

4、过渡过程，这时燃气轮机的输出功率与负载所消耗的功率不相同，即Pe≠PL，两者不平衡。四、燃气轮机的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。单轴机组：nC=nT=nL分轴机组：nC=nHTnLT=nL2、压比平衡T=压气机压比透平膨胀比总压保持系数=124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：PT=PC+Pm

5、+PL或PT=PC/m+PL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PLT=PLC/m1+PLPHT=PHC/m2平行双轴机组PHT=PC/m1PLT=PL/m24、流量平衡qT=q+qf-qcl变工况时，可近似认为：qcl/q≈const粗算时，可取qT≈q冷却用和泄露的空气量燃气流量燃料消耗量进气量五、平衡运行工况点的确定平衡运行工况点：—压气机、燃烧室和透平协调工作时的平衡运行工况点平衡运行线的确定：—是从各个部件的性能出发，用平衡关系式把它们联系起来而求得。求解方法（1）联合求解法：利用已获得的压气机、燃烧室和

6、透平的特性线，根据平衡运行条件来联合求得。（2）近似计算法：若没有透平特性线，可利用透平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透平。测试时，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，得到一组等温比线。燃烧室的性能，一般可近似地认为效率B和压力保持系数2不变，即和设计工况时一样，故未画性能曲线。平衡运行点主要是在压气机和透平性能的基础上求得的。实质：是压气机和透平平衡运行点的连

7、线，是透平性能在压气机性能曲线图上的描述。温比增加时，等线向着左上方移动。=常数燃气轮机变工况性能的表示通常，用Pe～n为坐标来作图，全面反映单轴燃气轮机的变工况性能。在具体的运行中，燃气轮机还必须与负载平衡运行，要满足PL=Pe=f(n)。当把Pe=f(n)画到燃气轮机变工况计算得到的Pe～n图上后，位于该规律曲线上的诸参数变化情况，就是燃气轮机在该负载规律下的变工况解。6-2单轴燃气轮机的变工况性能最简单的、目前实际应用最多；功率范围由10kW左右至334MW。特点是压气机与负载共轴负载的转速变化规律直接影响压气机转速，即直接影响压气机工况，进而

8、影响燃气轮机的工况。负载规律对单轴燃气轮机变工况性能的影响很大。一、性能曲线网性