QD20燃氣輪機原理

1、QD20燃氣輪機機組第 1章概述1.1 燃氣輪機簡介燃氣輪機（Gas Turbine）是以連續(xù)流動的氣體為工質、把熱能轉換為機械功的旋轉式動力機械，包括壓氣機、加熱工質的設備（如燃燒室）、透平、控制系統(tǒng)和輔助設備等。走馬燈是燃氣輪機的雛形我國在11世紀就有走馬燈的記載，它靠蠟燭在空氣燃燒后產(chǎn)生的上升熱氣推動頂部風車及其轉軸上的紙人馬一起旋轉。15世紀末，意大利人列奧納多·達芬奇設計的煙氣轉動裝置，其原理與走馬燈相同。現(xiàn)代燃氣輪機發(fā)動機主要由壓氣機、燃燒室和透平三大部件組成。當它正常工作時，工質順序經(jīng)過吸氣壓縮、燃燒加熱、膨脹做功以及排氣放熱等四個工作過程而完成一個由熱變功的轉化的熱力

2、循環(huán)。圖1-2為開式簡單循環(huán)燃氣輪機工作原理圖。壓氣機從外界大氣環(huán)境吸入空氣、并逐級壓縮（空氣的溫度與壓力也將逐級升高）；壓縮空氣被送到燃燒室與噴入的燃料混合燃燒產(chǎn)生高溫高壓的燃氣；然后再進入透平膨脹做功；最后是工質放熱過程，透平排氣可直接排到大氣、自然放熱給外界環(huán)境，也可通過各種換熱設備放熱以回收利用部分余熱。在連續(xù)重復完成上述的循環(huán)過程的同時，發(fā)動機也就把燃料的化學能連續(xù)地部分轉化為有用功。燃氣輪機動力裝置是指包括燃氣輪機發(fā)動機及為產(chǎn)生有用的動力（例如：電能、機械能或熱能）所必需的基本設備。為了保證整個裝置的正常運行，除了主機三大部件外，還應根據(jù)不同情況配置控制調節(jié)系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)、潤滑油系

3、統(tǒng)、燃料系統(tǒng)等。燃氣輪機區(qū)別于活塞式內燃機有兩大特征：一是發(fā)動機部件運動方式，它為高速旋轉、且工質氣流朝一個方向流動（不必來回吞吐），使它擺脫了往復式動力機械功率受活塞體積與運動速度限制的制約，在同樣大小的機器內每單位時間內通過的工質量要大得多，產(chǎn)生的功率也大得多，且結構簡單、運動平穩(wěn)、潤滑油耗少；二是主要部件的功能，其工質經(jīng)歷的各熱力過程是在不同的部件中進行的，故可方便地把它們加以不同組合處理，來滿足各種用途的要求。燃氣輪機區(qū)別于汽輪機有三大特征：一是工質，它采用空氣而不是水，可不用或少用水；二是多為內燃方式，使它免除龐大的傳熱與冷凝設備，因而設備簡單，啟動和加載時間短，電站金屬消耗量、廠房

4、占地面積與安裝周期都成倍地減少；再是高溫加熱高溫放熱，使它有更大的提高系統(tǒng)效率的潛力，但也使它在簡單循環(huán)時熱效率較低，且高溫部件需更多的鎳、鉻、鈷等高級合金材料，影響了使用經(jīng)濟性與可靠性。自 20 世紀60 年代首次引進6000kW燃氣輪機發(fā)電機組以來，我國已建成不少燒油氣的燃氣輪機及其聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組。但由于我國一次能源以煤為主的消費結構，并受到規(guī)定的“發(fā)電設備只準燒煤”的前燃料政策的制約，目前我國燃氣輪機在現(xiàn)有發(fā)電設備裝機容量中，占有量很小，只有700 萬kW左右，且絕大部分為進口的。但發(fā)展速度很快，正在建設和計劃的就超過800萬kW，正在建設的一批大型35萬kW級燃用天然氣的聯(lián)合循環(huán)電站

5、。隨著天然氣和液體燃料在一次能源中比例的上升和燃氣輪機燃煤的技術成熟之后，燃氣輪機在我國發(fā)電設備中的比例將會愈來愈大。研究表明，由于燃氣輪機在效率、環(huán)保和成本方面的優(yōu)勢，我國在電站基本負荷發(fā)電、老電站技術更新改造、潔凈煤發(fā)電技術、石油與天然氣的輸運和高效利用以及艦船、機車交通動力等領域對燃氣輪機都將有較大的需求。許多專家還強調燃氣輪機在西部大開發(fā)中的重要性，國家構想實施的新世紀四大工程：西氣東輸，西電東送，青藏鐵路，南水北調，前三個都與燃氣輪機有關?？傊匀細廨啓C為核心的總能系統(tǒng)也將成為我國跨世紀火電動力的主要發(fā)展方向，我國將是世界最大的燃氣輪機潛在市場。第2章燃氣輪機熱力循環(huán)熱力循環(huán)的概念

6、熱力循環(huán)是指熱力系統(tǒng)經(jīng)過一系列狀態(tài)變化，重新回復到原來狀態(tài)的全部過程。熱力循環(huán)分為正向循環(huán)及逆向循環(huán)。將熱能轉換為機械功的循環(huán)稱為正向循環(huán)；將機械功轉換為熱的循環(huán)，稱為逆向循環(huán)。通過工質的熱力狀態(tài)變化過程，可以將熱能轉化成機械能而做功，而要做出功一般必須通過工質的膨脹過程，但是任何一個熱力膨脹過程都不可能一直進行下去，并連續(xù)不斷地做出功。這是因為工質的狀態(tài)將會變化到不適宜繼續(xù)膨脹做功的情況，而且任何熱力設備，其尺寸也都是有限的。例如，通過定溫膨脹或絕熱膨脹過程做功時，工質的壓力將降低到不能做功的水平，而工質的容積V又將增大到設備尺寸不能允許的程度，典型的例子是封存于氣缸內的一定質量的氣體，當其

7、膨脹做功時，壓力將不斷下降，容積不斷增加，而這個膨脹過程可能由于壓力降得太低以至于無法繼續(xù)做功，或者由于受到氣缸尺寸的限制使得容積不能無限制地增大。因此，為使連續(xù)做功成為可能，工質在膨脹后還必須經(jīng)歷某種壓縮過程，使它回復到原來狀態(tài)，以便重新進行膨脹做功的過程。這種使工質經(jīng)過一系列的狀態(tài)變化，重新回復到原來狀態(tài)的所有熱力過程的組合就叫做一個循環(huán)。在狀態(tài)參數(shù)的平面坐標圖如壓容圖或溫熵圖上，循環(huán)的全部過程必定構成一條封閉曲線，其起點和終點重合（見圖2-1）。整個循環(huán)可以看作一個閉合過程，所以也稱循環(huán)過程，簡稱循環(huán)。工質在完成一個循環(huán)之后，就可以重復進行下一個循環(huán)，如此周而復始，就能連續(xù)不斷地把熱能轉

8、化為機械能。循環(huán)可以沿著兩個方向進行，即上述的正向循環(huán)和逆向循環(huán)，本章側重討論正向循環(huán)，也稱熱力循環(huán)。汽輪機、燃氣輪機等熱機都是按正向循環(huán)工作的。循環(huán)的全部過程可以在一個氣缸內進行，如柴油機循環(huán)（又稱狄塞爾循環(huán)）；也可以分別在幾個部件內進行，如燃氣輪機循環(huán)（布雷頓循環(huán)）。各種熱動力設備采用的循環(huán)各不相同，各具特點，但他們的基本特征是相同的。現(xiàn)以閉口系統(tǒng)中1kg工質的正向循環(huán)為例，說明正向循環(huán)的性質。圖2-1圖2-1在p-v圖上示出了該循環(huán)，這個循環(huán)是一個抽象的、任意確定的正向循環(huán)。正向循環(huán)在狀態(tài)參數(shù)坐標圖上是按順時針方向進行的。壓容圖上的循環(huán)過程，以循環(huán)的左、右兩個端點(即比體積v最小的點1和

9、最大的點2)為分界，把該循環(huán)分成上、下兩段。在上邊一段，從1-a-2的過程為膨脹過程，該過程的膨脹功以面積1-a-2-3-4-1表示。為了能使工質繼續(xù)做功，必須將工質沿另一過程從2壓縮回到1。顯然，為了使工質在一個循環(huán)中能夠對外界有凈功輸出，該壓縮過程必須沿著一條較低的過程線，如圖中2-b-1曲線所示，將工質從2壓縮到1點，該過程消耗外功，消耗功的絕對值以面積2-b-1-4-3-2表示，其代數(shù)值為負值。這樣，從1-a-2-b-1就完成了一個循環(huán)。單位工質完成一個循環(huán)對外做出的凈功以w表示。顯然，在圖形上，表示該凈功的面積為面積1-a-2-3-4-1減去面積2-b-1-4-3-2，這正好就是封閉

10、的循環(huán)過程曲線1-a-2-b-1所包圍的面積。為了使工質在完成一個循環(huán)之后能夠對外做出正的凈功，循環(huán)中膨脹過程線的位置必須高于壓縮過程線，以使膨脹功在數(shù)值上大于壓縮功，如何做到這一點呢?參看圖2-1左圖，我們任取一個比體積v，過該點作橫軸的垂線與膨脹過程線交于點5，與壓縮過程線交于點6。為了使膨脹過程線在壓縮過程線上方，必須有p5>p6，既然v是相同的，因此必然有T5>T6，其余各點情況都是相同的，因此，膨脹過程線上各點的溫度都高于相同比體積時壓縮過程線上相應點的溫度(兩端點1，2除外)。怎樣做到這一點呢?我們可以使工質在膨脹過程中(或在膨脹開始前)與高溫熱源接觸，并從中吸入熱量，

11、以保證膨脹過程中工質有較高的溫度水平；而在壓縮過程開始之前先將工質冷卻，或在壓縮過程中使工質與一冷源即低溫熱源相接觸并對其放熱，這樣就可保證壓縮過程中工質有較低的溫度，從而保證壓縮過程線位于膨脹過程線下方，使循環(huán)凈功為正值。燃氣輪機就是一個正向循環(huán)的例子：從高溫熱源吸熱，輸出機械功，并且要向低溫熱源放出熱量。與正向循環(huán)比較可知，逆向循環(huán)沿逆時針方向進行，其壓縮過程線位于膨脹過程線上方，因此壓縮功大于膨脹功，為了實現(xiàn)這一循環(huán)，必須從外界向機器輸入機械功。電冰箱中，由外界供給機械能(由電能轉換而來)，使冰箱中的熱量排向溫度較高的大氣?？照{機也是按逆向循環(huán)工作的。許多空調機同時又能供暖。用于空調制冷

12、時，外界輸入機械功，將室內熱量排至溫度較高的室外；用于供暖時，則從溫度較低的室外吸收熱量，連同機械功轉化而來的熱量供給室內，這就是所謂熱泵。 2.2 燃氣輪機循環(huán)的四個熱力過程與工作原理通常，在可逆的理想情況下，燃氣輪機是由四個熱力過程組成的正向循環(huán)來實現(xiàn)把熱能轉化為機械功的動力機械，它們是：（1）理想絕熱壓縮過程對于燃氣輪機循環(huán)，壓縮過程是在壓氣機中完成，過程中工質狀態(tài)參數(shù)將按絕熱過程的規(guī)律（P*V*K=常數(shù)）進行變化：壓力不斷上升，比容逐漸減小，溫度伴隨增高。由于工質流量相對大、對外界的散熱很小，通常認為與外界沒有熱量交換，因而是絕熱過程，即工質與外界沒有熱交換，工質狀態(tài)變化是靠部分透平膨

13、脹功驅動壓氣機來實現(xiàn)的。另外，在理想的可逆情況下，壓縮過程中工質的熵值為常數(shù)不變，因此理想絕熱壓縮過程又稱為等熵壓縮過程；而實際的絕熱壓縮過程，由于存在的摩擦渦流等因素的影響，將使工質內能增加（溫度升高更多一些），等價于從外部加入同樣數(shù)量的熱量，過程是不可逆的，熵總是增加的。（2）等壓燃燒過程燃氣輪機循環(huán)的加熱過程是在燃燒室中完成的，從壓氣機出來的高壓氣體吸收噴入燃燒室的燃料燃燒釋放的熱量，燃燒過程的結果是使工質吸收了外界加入的熱量Q1，而沒有與外界發(fā)生機械功的交換。對于加熱過程，工質狀態(tài)參數(shù)將按定壓過程的規(guī)律（V/T=常數(shù)）進行變化：壓力恒定不變（P=常數(shù)），比容（比體積）不斷增加，溫度逐漸

14、上升，熵值也相應增加。（3）理想絕熱膨脹過程燃氣輪機循環(huán)的膨脹做功過程是在透平中完成，過程中工質狀態(tài)參數(shù)也將按絕熱過程的規(guī)律（P*V*K=常數(shù)）進行變化，只不過變化的趨勢與壓縮過程正相反：壓力不斷下降，比容逐漸增大，溫度伴隨降低。通常也認為與外界沒有熱量交換，因而也是絕熱過程，即工質與外界沒有熱交換，借助工質狀態(tài)變化來實現(xiàn)膨脹做功。同樣，在理想的可逆情況下，膨脹過程中工質的熵值為常數(shù)不變，因此理想絕熱膨脹過程又稱為等熵膨脹過程；而實際的絕熱膨脹過程，由于存在的摩擦渦流等因素的影響，過程是不可逆的，熵總是增加的。（4）等壓放熱過程燃氣輪機循環(huán)的是向大氣環(huán)境排氣放熱來完成的，由于環(huán)境相對與循環(huán)系統(tǒng)

15、體系來說，可認為是“無限大”，其壓力為恒定不變，并與外界沒有機械功傳遞。這樣，對于放熱過程，工質狀態(tài)參數(shù)也將按如下變化：壓力恒定不變（P=常數(shù)），比容（比體積）不斷減小，溫度逐漸下降。第 3 章 QD20燃氣輪機主機及主要部件3.1 主機概述燃氣輪機主機（發(fā)動機）是把熱能轉換為機械功的組件，通常包括壓氣機、燃燒室和透平等三大部件。透平是利用工質的膨脹產(chǎn)生機械動力的功能部件；壓氣機是利用機械動力使工質的壓力增加并伴有溫度升高的功能部件；燃燒室是使燃料（熱源）與工質發(fā)生反應，以提高工質溫度的功能部件。在燃氣輪機主機中把這三大部件有機整合，以實現(xiàn)預定的熱功轉換功能。本章介紹燃氣輪機主機三大部件的概況

16、，重點是論述壓氣機、燃燒室和透平的基本工作原理。另外，還簡要介紹燃氣輪機主機的總體結構。 3.2.1概述 QD20燃氣輪機的壓氣機，為單轉子十級軸流式亞音壓氣機(圖4-1)，由轉子和靜子兩部分組成。壓氣機的氣流通道呈收斂形。第一、二級通道外壁錐角為2°52至2°19，其余各級為等外徑；通道內壁直徑從第一級至第八級逐漸增大，第十級與第九級則相等。在壓氣機進口處附件傳動機匣的內腔，安裝了具有收斂葉柵通道的進氣導向器，將氣流順旋轉一個角度。從而降低了氣流相對于第一級工作葉片的速度，并使流暢均勻。QD20型燃氣輪機以額定狀態(tài)工作時，壓氣機的增壓比為745777。為使燃氣輪機在起動和

17、加速時工作穩(wěn)定，在第五級和第八級各裝兩個放氣活門。工作原理壓氣機的作用是將外界空氣吸入并壓縮到一定壓力(同時也提高了溫度)，形成連續(xù)的由前向后的空氣流動。同時，提高進入燃燒室的空氣壓力就能實現(xiàn)在較小的燃氣輪機尺寸的情況下，獲得較大的功率和較低的單位燃油消耗量。.1級的壓縮原理壓氣機的每一個級均由轉動的工作輪和位于其后的靜止的整流器組成。工作輪葉片之間及整流器葉片之間的氣流通道都是擴散形的。當氣流以絕對速度C1流向工作輪時，由于后者以切線速度u旋轉，因此，氣體對工作輪的相對進氣速度為W1。由于工作輪帶著通過葉柵內的氣體一起轉動，因此，氣體也有相同的切向牽連速度u，這樣，空氣流出工作輪時的絕對速度

18、C2將等于相對速度W2和切向速度u的向量和(圖42)。圖4-2 工作輪進、出口空氣相對 圖4-3 整流器葉片進、出口速度與絕對速度的變化 空氣速度的變化當氣流通過工作輪時，工作葉片猶如螺旋槳槳葉一樣對空氣做功，但由于工作葉片通道的擴壓作用，將葉片對氣體所做功的一部分轉變?yōu)閴毫δ埽@體現(xiàn)在氣流的出口相對速度W2小于進口相對速度W1，出口靜壓P2大于進口靜壓P1；而葉片對氣體所做功的另一部分則提高了氣體的動能，使出口絕對速度C2大于進口絕對速度C1。氣流流出工作輪后以絕對速度C2 (圖4-3)流入整流器，由于整流器葉柵通道也是擴散形的，因而氣流的動能進一步轉變?yōu)閴毫δ埽Y果使絕對速度C2減小至C3

19、，靜壓由P2升至P3。并且使C3的大小和方向大致等于工作輪進口的絕對速度C1。氣流在一個級內的參數(shù)變化如圖4-4。 圖4-4 壓氣機級內氣流參數(shù)變化經(jīng)過壓氣機一個級的壓縮，空氣壓力便從P1提高到P3，經(jīng)多級壓縮后，空氣壓力便逐級提高到規(guī)定值。.2進氣導向器工作原理當氣流相對速度大于O.9a左右(a為當?shù)匾羲?時，亞音壓氣機葉片上阻力急劇增加，從而使壓氣機效率劇烈降低，而第一級進口處氣溫最低，音速最小，矛盾最突出，因此，應該使第一級工作輪進口氣流相對速度限制在以下(葉尖處最大)，這是靠進氣導向器來實現(xiàn)的。不裝進氣導向器時，氣流自附件傳動機匣內的進氣道以大約軸向流入工作輪(如圖45中之C0)，這時

20、工作輪以切線速度u作旋轉運動，工作輪進口空氣相對氣流速度較大。圖4-5 進氣導向器作用（預旋和不預旋的相對速度比較）在壓氣機的進口處安裝正預旋進氣導向器后，它使流向第一級工作輪的氣流，預先沿工作輪旋轉方向扭轉一個角度至C1方向，從而使進入第一級工作輪的氣流相對速度W1具有較小的數(shù)值(W1<W0)，從而減小了損失，提高了壓氣機的效率。同時，由于進氣導向器葉柵通道具有收斂形狀因而氣流速度雖略有增加，但使出口氣流流場較為均勻。 燃燒室 概 述燃燒室位于壓氣機與渦輪之間，它的用途是使燃料與壓氣機來的高壓空氣混合燃燒，提高空氣所具有的內能，并保證渦輪進口處燃氣的給定溫度。燃燒室承受本身產(chǎn)生的力及燃

21、氣輪機轉子工作時產(chǎn)生的力和力矩，并將這些力和力矩通過燃氣輪機輔助安裝節(jié)傳遞到臺架安裝座上。QD20燃氣輪機燃燒室屬混合式一類，火焰筒前部屬于聯(lián)管形式，而后部是環(huán)形的結構，因此在主燃區(qū)內的燃燒過程具有聯(lián)管的特點，而摻合區(qū)內摻合過程則具有環(huán)形的特點。QD20燃氣輪機燃燒室具有燃燒溫度均勻、壓力損失小、燃燒效率高、尺寸小、重量輕、壽命長等優(yōu)點。其缺點是設計試驗量較大，加工比較困難，裝拆不太方便。燃燒室由燃燒室殼體、火焰筒、點火器、噴嘴等部件及一些小零件組成(5-2)圖5-2 燃燒室1. 燃燒室殼體；2.燃燒總管；3.燃油工作噴嘴；4.固定銷；5.點火器；6.防火隔板；7.火焰筒；8.后外套；9.后外

22、套；10.導向套；11.滾子軸承噴油環(huán)；12.滾子軸承座；13.外、中、內封氣圈；14.球軸承噴油環(huán)；15.球軸承座；16.滑油進油管。 燃燒室工作過程燃燒室是將燃料與高壓空氣混合，點火燃燒，使燃料的化學能轉化為熱能的一種組件。氣流在燃燒室內的流動情況如圖5-3所示。高壓空氣從壓氣機流出后即進入燃燒室，為降低氣流速度以利于燃燒，在火焰筒前有一擴壓段(圖53截面一間)，氣流通過擴壓段后，流速降低到約為4045米秒。圖5-3 燃燒室工作過程由約占進入燃燒室總空氣量的30的空氣組成一股氣流，它們自穩(wěn)定器頭部與穩(wěn)定器間、正面環(huán)與第一內、外環(huán)上的大孔及正面環(huán)前的各排氣膜冷卻孔進入火焰筒，這股氣流與從噴嘴

23、噴出的燃料混合，進行燃燒。流經(jīng)穩(wěn)定器的氣流因受穩(wěn)定器阻擋而在穩(wěn)定器后產(chǎn)生低壓，形成回流區(qū)，氣流的回流使燃料氣在火焰筒內的停留時間增長，保證燃料氣能更好混合燃燒。當點火器內的電嘴跳火，點燃由起動噴嘴噴出的燃料后，火焰?zhèn)魅牖鹧嫱玻瑢⑿迈r混合氣點燃，點燃后的燃氣大部分流入摻合段，小部分進入回流區(qū)，繼續(xù)點燃新鮮混合氣。在圖53的截面處，燃料基本燃燒完畢，此處燃氣中心部分溫度高過2200K左右。為了降低燃氣溫度以適應渦輪葉片的強度許可，由約占進入燃燒室總空氣量70%的空氣組成二股氣流，其中的67從火焰筒第三內、外環(huán)上的兩排摻合孔和正面環(huán)后的各排氣膜冷卻孔進入火焰筒，在圖53截面一間與燃氣摻合，降低燃氣溫

24、度，并對未燃完的燃料進行補充燃燒。同時，從氣膜冷卻孔進入的氣流還沿火焰筒壁形成一道氣膜，將燃氣與火焰筒壁隔開，以保護火焰筒壁。在二股氣流中約有3的空氣不進入火焰筒，它們被用于冷卻渦輪組件和渦輪滾子軸承的空氣封嚴。 渦輪 概述QD20燃氣輪機渦輪是三級軸向反應式渦輪，整個轉子懸臂地支承在滾子軸承上。渦輪所發(fā)出的功約有66供帶動壓氣機，其余34供給傳動附件和輸出軸驅動的負載。渦輪部件分轉子和靜子兩大部分。轉子包括三個渦輪盤及相應安裝在其輪緣榫槽內的工作葉片、一根渦輪軸和十根長、短拉緊螺栓等零、部件；靜子包括一個渦輪機匣、高、中、低壓三級導向葉片和相應的三級內機匣等零、部件。它們在結構上與其他幾種同

25、類零件比較，有以下特點：1) 采用大量優(yōu)質耐高溫材料，保證了零件的長期工作可靠。2) 一對工作葉片共同裝在一個榫槽內，使得有較合適的葉柵稠度，提高了渦輪效率，同時增加了葉片工作時對振動阻尼的作用。3) 采用大齒樅樹形榫頭和榫槽，這種配合使各齒受力易于均勻，提高了葉片與輪盤齒根抗疲勞的能力。4) 采用帶錐面配合的拉緊螺栓連接和緊固三級渦輪盤和軸，并傳遞扭矩。這種結構較易保證盤、軸的同軸度，但加工與修理都較困難。5) 導向葉片均用掛鉤掛在渦輪機匣上，裝拆和修理都較方便，但導向葉片與機匣的加工工藝較為復雜。 渦輪工作過程 渦輪的作用是將經(jīng)壓氣機壓縮和燃燒室加溫的燃氣流的熱能，轉變?yōu)閹訅簹鈾C、附件傳

26、動及輸出軸輸出功率。 渦輪按能量轉換過程的不同分為沖擊式和反應式兩種。在沖擊式渦輪中，高壓高溫燃氣在導向器內幾乎完全膨脹，速度大大提高。提高了速度的氣流從導向器流出沖擊工作輪旋轉，產(chǎn)生機械功。在工作輪內，氣流相對速度只改變方向，大小不變；而在反應式渦輪中，燃氣在導向器內只進行一定程度的膨脹，氣流的熱能部分地轉變?yōu)閯幽?，壓力、溫度降低，速度增大，因而當氣流從導向器流入工作輪時，一方面借沖擊力，另一方面借氣流在工作輪內繼續(xù)膨脹，相對速度增大而產(chǎn)生的反作用力同時推動工作輪產(chǎn)生機械功。氣流的相對速度在工作輪內方向和大小都有變化。一般來說，沖擊式渦輪與反應式渦輪相比，效率較低，因而航空燃氣渦輪發(fā)動機都用

27、反應式渦輪。對于WJ6Gl來說，從燃燒室流出的速度為C1、壓力為P1和溫度為T1 (圖62)的燃氣經(jīng)過導向器的收斂形通道膨脹后，速度由C1增至C2、溫度和壓力分別降至T2和P2。導向器雖不做功，但因有摩擦和散熱損失而使燃氣具有的總能量略有減少。圖6-2 渦輪工作原理圖氣流沿導向器葉片所構成的通道方向，進入具有切線速度U的渦輪工作葉片組成的收斂形通道后，繼續(xù)膨脹，到流出工作輪時，壓力從P2降到P3，同時氣流相對于工作葉片的速度W1提高到W2，方向也有改變，但絕對速度C2卻因做功而降為C3，溫度也由T2降至T3。 氣流從前一級工作輪流出而進入后一級導向器，又重復上述做功過程。因為氣流逐級膨脹，而又

28、要保證氣流的絕對速度沿氣流通道變化不大，以減少損失，因之氣流通道沿出口方向緩和地擴大。第 4 章 燃氣輪機發(fā)電主要的輔助系統(tǒng)燃氣輪機發(fā)電裝置除需要燃氣輪機外，還需要一些必不可少的輔助系統(tǒng)來完成整個發(fā)電過程，下面就主要的輔助系統(tǒng)注意簡要介紹。 進氣系統(tǒng)燃氣輪機是以空氣為工質的熱機，所以空氣的狀況，即所含有害雜質的情況，對燃氣輪機的安全可靠工作有很大的影響。空氣的主要成分是氧氣和氮氣，同時還含有各種雜質如二氧化碳、水分、粉塵、煙霧等?？諝庵械碾s質顆粒對燃氣輪機的運行通常有以下幾方面的危害:由于燃氣輪機的壓氣機和渦輪是高速旋轉部件，當帶有灰塵的空氣進入燃氣輪機后會擦傷或損壞壓氣機及渦輪上的葉片；當空

29、氣中的灰塵附著在壓氣機葉片上形成污垢，會使效率、壓比、流量等均降低。同時，大氣中的灰塵也會污染其它輔助設備，造成堵塞管路、污染油質等現(xiàn)象； 因此，在空氣進入燃氣輪機前需要進行濾清處理，除去其中有害的元素及雜質顆粒。 現(xiàn)在均采用過濾的方式進行處理。燃機做完功的高溫尾氣需排出，這就要有排氣系統(tǒng)。簡單循環(huán)燃機燃機排氣直接通過煙囪排出，需要余熱回收的尾氣通過余熱鍋爐回收余熱后低溫尾氣通過煙囪排出。 啟動系統(tǒng)燃機-發(fā)電機軸系由靜止狀態(tài)到正常運轉狀態(tài)的過渡需要借助外部動力來完成整個啟動過程，這就需要啟動系統(tǒng)。本系統(tǒng)以勵磁機（直流電機）作為機組起動的動力源。當機組起動時，勵磁機作為他勵式電動機使用；當機組達

30、到自持轉速時，勵磁機又將作為他勵式發(fā)電機使用。 本系統(tǒng)由起動柜、勵磁機及電纜組成。啟動整流柜作為起動用電源，能在起動過程中，輸出給勵磁機電樞繞組的直流電壓按預定曲線自動增至最大，實現(xiàn)了起動過程中電源的自動控制。4.4 燃料系統(tǒng) 潤滑油系統(tǒng)潤滑油系統(tǒng)是任何一臺燃氣輪機必備的一個重要的輔助系統(tǒng)。它的作用是：在機組啟動、正常運行以及停機過程中，向正在運行的燃氣輪機發(fā)電機組的各個軸承、傳動裝置及其附屬設備，供應數(shù)量充足的、溫度和壓力合適的干凈的潤滑油，以確保機組安全可靠地運行，防止發(fā)生軸承燒毀，轉子軸頸過熱彎曲等事故。此外，部份潤滑油可能從系統(tǒng)分流出來，成為液壓油系統(tǒng)的油源，或經(jīng)過濾后作為控制油系統(tǒng)的

31、用油。QD20燃氣輪機發(fā)電機組的潤滑系統(tǒng)分為兩個部分，一個是燃機潤滑系統(tǒng)，一個是發(fā)電機潤滑系統(tǒng)，下面分別作以介紹。 燃機潤滑系統(tǒng)燃氣輪機需要潤滑和用滑油作工作介質的部位有:減速器、附件傳動裝置、轉子上的各個軸承等。燃氣輪機本體已安裝有主滑油泵、輔助滑油泵、中后軸承抽油泵、傳動盒抽油泵等，此外還帶有油霧分離器、雙油濾、調壓活門、空氣分離器及連接管路等構成完整的潤滑循環(huán)，滑油消耗的補充、滑油冷卻將依托于外部設備。燃氣輪機的外部供油系統(tǒng)由滑油箱、滑油散熱器、過濾器、及連接管路等組成。它們?yōu)槿細廨啓C提供符合要求的溫度、壓力、流量并經(jīng)過過濾的滑油。 發(fā)電機潤滑系統(tǒng) 發(fā)電機需要潤滑的部分是2個滑動軸承，向軸承提供滑油的方式有兩種，一是通過外部潤滑系統(tǒng)注油，二是軸徑帶有甩油環(huán)自動甩油。發(fā)電機滑油系統(tǒng)向發(fā)電機2個軸承提供滑油。在機組正常運行時，通過主滑油泵、溢流閥、油冷卻器、雙聯(lián)過濾器及管路等組成的通道向軸承供油。同時，因為每個軸承座油池