第二章 燃气轮机及其热力循环ppt课件.ppt

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1、燃气轮机装置与运行上海理工大学能源与动力工程学院2011-02第二章燃气轮机及其热力循环2-1概述2-2燃气轮机热力性能指标热力参数（压比、温比）；性能参数（比功和功率、热效率、耗油率和热耗率等）2-3燃气轮机的简单循环2-4燃气轮机热力循环计算2-5提高燃气轮机热力性能的途径2-4燃气轮机简单循环性能的热力计算首先：根据给定的燃气轮机工作过程参数和各部件效率，计算燃气轮机各截面的气体参数和性能参数；然后：根据所要达到的燃气轮机功率来确定空气流量，或者根据给定的空气流量来计算燃气轮机的功率。热力循环计算的主要步骤一、参数的选取1．流量GT和燃料空气比f二者随燃气轮机工况而变化。GT=

2、GC+Gf-G=GC(1+f-G/GC)kg/s式中f=Gf/GC，一般为0.007~0.02；G─气封漏气和冷却用空气量，kg/s；G/GC≈0.02~0.05。2．各部件效率（1）压气机效率C*一般轴流式压气机C*=0.83~0.92离心式压气机C*=0.75~0.85（2）燃烧室效率B（3）涡轮效率T*一般，轴流式涡轮T*=0.85~0.93径流向心式涡轮T*=0.70~0.88通常B≈94%~99%；B=100%绘制图1-6。温升TB*=T3*-T2*（4）机械效率m燃气轮机轴承摩擦等机械损失及驱动附属设备所消耗的功率，用机械效率来考虑。3．比热容

3、Cp和绝热指数kT随燃料的品种、燃料空气比和燃烧工况等不同而变化比热容随温度和工质成分变化—变比热容[复杂精确]粗算时—可取平均温度下的值或取为定值一般m≈0.97~0.99一般进气系统的压力损失PC=P0-P1*≈0.01~0.03bar排气系统的压力损失PT=P4*-P0≈0.02~0.08bar燃烧室内的压力损失PB=P2*-P3*=（0.02~0.08）P2*4．压力损失P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

4、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。1-5燃气轮机热力计算举例

5、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=

6、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=1.4cpg=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200m/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=1.005kJ/(kg.K)k=1.4）2．已知某燃气轮机装置的参数如下

7、：[用滞止参数计算]p1*=1.05bart1*=27℃t3*=900℃压力保持参数C=B=T=0.98c*=0.85T*=0.90B=0.98m=0.98cpc=1.005kJ/(kg.K)cpT=1.147kJ/(kg.K)kc=1.4kT=1.33c=9GC≈GT=40kg/sHu=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