燃?xì)廨啓C(jī)基本原理及9E燃機(jī)性能型號(hào)參數(shù)

9E燃機(jī)培訓(xùn)講義之第一講2003.10PAGEPAGE1第一講：燃?xì)廨啓C(jī)基本原理及9E燃機(jī)性能型號(hào)參數(shù)授課內(nèi)容：第一章：緒論1）：燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置的組成2）：燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展史3）：我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)工業(yè)慨況4）：GE公司燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)品系列及其編號(hào)第二章：燃?xì)廨啓C(jī)熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)1）：工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)2）：理想氣體狀態(tài)方程3）：功和熱量第三章：燃?xì)廨啓C(jī)熱力循環(huán)1）：燃?xì)廨啓C(jī)熱力循環(huán)的主要技術(shù)指標(biāo)2）：燃?xì)廨啓C(jī)理想簡(jiǎn)單循環(huán)3）：燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)第四章：9E燃機(jī)性能型號(hào)參數(shù)1）：PG9171E型燃機(jī)型號(hào)簡(jiǎn)介2）：PG9171E型燃機(jī)性能參數(shù)簡(jiǎn)介第一章緒論第一節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置的組成燃?xì)廨啓C(jī)是近幾十年迅速發(fā)展起來的熱能動(dòng)力機(jī)械。現(xiàn)廣泛應(yīng)用的是按開式循環(huán)工作的燃?xì)廨啓C(jī)。它不斷地由外界吸入空氣，經(jīng)過壓氣機(jī)壓縮，在燃燒室中通過與燃料混合燃燒加熱，產(chǎn)生具有較高壓力的高溫燃?xì)?，再進(jìn)入透平膨脹作功，并把廢氣排入大氣。輸出的機(jī)械功可作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力之用。因此，由壓氣機(jī)、燃燒室、透平再加上控制系統(tǒng)及基本的輔助設(shè)備，就組成了燃?xì)廨啓C(jī)裝置。如果用以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)供應(yīng)電力，就成了燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置。(幻燈)第二節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展史燃?xì)廨啓C(jī)是繼汽輪機(jī)和內(nèi)燃機(jī)問世以后，吸取了二者之長(zhǎng)而設(shè)計(jì)出來的，它是內(nèi)燃的，避免了汽輪機(jī)需要龐大鍋爐的缺點(diǎn);又是回轉(zhuǎn)式的，免去了內(nèi)燃機(jī)中將往復(fù)式運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而帶來的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，磨損件多，運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)等缺點(diǎn)。但由于燃?xì)廨啓C(jī)對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)和高溫材料的要求超過其他動(dòng)力機(jī)械，因此，發(fā)展燃?xì)廨啓C(jī)并使之實(shí)用化，人們?yōu)橹畩^斗了很長(zhǎng)時(shí)間。如果從1791年英國(guó)人約翰·巴貝爾(JohnBaber)申請(qǐng)登記第一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)專利算起，經(jīng)過了半個(gè)世紀(jì)的奮斗，到1939年，一臺(tái)用于電站發(fā)電的燃?xì)廨啓C(jī)(400OkW)才由瑞士BBC公司制成，正式投運(yùn)。同時(shí)Heinkel工廠的第一臺(tái)渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)試飛成功，這標(biāo)志著燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展成熟而進(jìn)入了實(shí)用階段·在此以后，燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展是很迅速的。由于燃?xì)廨啓C(jī)本身固有的優(yōu)點(diǎn)和其技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能的不斷提高，它的應(yīng)用很快地?cái)U(kuò)展到了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的很多部門·首先在石油工業(yè)中，由于油田的開發(fā)和建設(shè)，用電量急劇增加·建造大功率燒煤電站不具備條件(沒有煤炭，交通不便，水源緊張，施工困難等)，周期也不能滿足要求·而燃?xì)廨啓C(jī)電廠功率不受限制，建造速度抉，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)條件要求不高，油田有充足的可供燃用的氣體和液體燃料·不少油田還利用開發(fā)過程中一時(shí)難以利用的伴生氣作燃?xì)廨啓C(jī)燃料，價(jià)格便宜，發(fā)電成本低，增加了燃?xì)廨啓C(jī)的競(jìng)爭(zhēng)力，所以在油田地區(qū)，燃?xì)廨啓C(jī)裝置被廣泛應(yīng)用，除用于發(fā)電外，還在多種生產(chǎn)作業(yè)申用燃?xì)廨啓C(jī)帶動(dòng)壓縮機(jī)(例如天然氣管道輸送，天然氣回注，氣田采油等)和泵(例如原油管道輸送和注水等)。其他工業(yè)部門，如煉油廠、石油化工廠、化工廠、造紙廠等等;它們不僅需要機(jī)械動(dòng)力，而且需要大量熱(例如蒸汽)。這時(shí)用燃?xì)廨啓C(jī)來功熱聯(lián)供，在滿足這兩方面需要的同時(shí)，還能有效地節(jié)能，故應(yīng)用發(fā)展較快。實(shí)踐證明，燃?xì)廨啓C(jī)作為艦船推進(jìn)動(dòng)力，其優(yōu)點(diǎn)顯著，特別是排水量為數(shù)千噸的軍艦，近一、二十年來所建造的大多是用燃?xì)廨啓C(jī)作為推進(jìn)動(dòng)力的，飛機(jī)上應(yīng)用渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等航空燃?xì)廨啓C(jī)時(shí)，不僅重量輕，功率大，且迎風(fēng)面積小，效率高，適宜于高速飛行，故早在50年代就基本上取代了活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)。近十多年來，燃?xì)廨啓C(jī)在電站中得到了迅速的發(fā)展，這是要引起我們足夠重視的·由于燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)迅速，且能在無外界電源的情況下起動(dòng)，機(jī)動(dòng)性好，用它帶尖峰負(fù)荷和作為緊急備用機(jī)組，可保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行，因而被廣泛地應(yīng)用。在進(jìn)入八十年代以后，燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)獲得了迅速的發(fā)展，技術(shù)性能大幅度提高。單機(jī)功率已240MW(GT26)，簡(jiǎn)單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的效率達(dá)43.86％(STIG-IM5O00)，已超過了大功率、高參數(shù)的汽輪機(jī)電站的效率，而燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的效率更高達(dá)55％，并正在向60％邁進(jìn)。先進(jìn)的燃?xì)廨啓C(jī)已普遍應(yīng)用模塊化結(jié)構(gòu)·運(yùn)輸、安裝、維修和更換都比較方便，而且廣泛地應(yīng)用了孔探儀，振動(dòng)和溫度監(jiān)控，焰火保護(hù)等措施，其可靠性和可用率大為提高，指標(biāo)已超過了蒸汽輪機(jī)電站的相應(yīng)指標(biāo)。此外，在環(huán)保方面，出于燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒效率很離，排氣千凈，未燃燒的碳?xì)浠衔?，CO、S0X，等排放物一般的都能夠達(dá)到嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，再結(jié)合應(yīng)用注水或注蒸汽抑制燃燒、干式低NOX燃燒室，或者在排氣管路中安裝選擇性催化還原裝置(SCR)等技術(shù)措施，可施使NOX的排放低至9ppm,滿足最嚴(yán)格的環(huán)保要求。因此，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組，特別是燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組已作基本負(fù)荷機(jī)組或備用機(jī)組得到了迅速的應(yīng)用。1987年，英國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)的產(chǎn)量首次超過了汽輪機(jī)的產(chǎn)量，據(jù)統(tǒng)計(jì)，從1968年初到1992年5月，世界范圈內(nèi)出售的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組有了9801臺(tái)，總裝機(jī)容量達(dá)2.38億KW,而92年的訂貨達(dá)635臺(tái)，3174萬KW，目前全世界的裝機(jī)容量正以約20000MW的速度增長(zhǎng)。燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展重要還是圈繞著增加單機(jī)功率，提高效率和經(jīng)濟(jì)性，燃用多種燃料和廉價(jià)燃料，減少對(duì)環(huán)境的有害影響來進(jìn)行的。諸如加強(qiáng)高溫材料的開發(fā)，提高冷卻技術(shù)，發(fā)展閉回路蒸汽冷卻燃?xì)廨啓C(jī)，發(fā)展新型航空改型燃?xì)廨啓C(jī)·開發(fā)先進(jìn)的燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)·進(jìn)一步發(fā)展清潔煤技術(shù)等等。燃煤的然氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)是“煤的清潔燃繞"技術(shù)中最為令人矚目的項(xiàng)目，是九十年代到下世紀(jì)之初最有發(fā)展前途的方式。到目前為止最具競(jìng)爭(zhēng)力的方案有三個(gè)，即（1）增壓流化床方案(PFBC)；（2）增壓流伙床加炭化爐加頂置燃燒室方案(簡(jiǎn)稱CPFBC燃?xì)狻ふ羝?lián)合循環(huán))；（3）整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)。PFBC燃?xì)猓魵饴?lián)合循環(huán)從八十年代開始開發(fā)，到1991年世界上已有三個(gè)示范性的PF-BC電廠投運(yùn)或調(diào)試;91年9月15日ABBCarbon公司建立在瑞典首都斯德哥爾摩市區(qū)的凡登電站的PFBC熱電聯(lián)供電廠己進(jìn)入商業(yè)性運(yùn)行。該電廠是由二套P20O型PF配模塊組成·其電功率達(dá)到137MW，供熱當(dāng)量功率為22OMW，全廠的利用率為88.7%，該廠調(diào)試運(yùn)行情況況良好，達(dá)到了預(yù)期效果，令人鼓舞?！び汕г鰤毫骰插仩t的排氣溫度一般不超過90O℃，因此電廠效率很難超過42％。為進(jìn)一步提高效率，改善經(jīng)濟(jì)性，正在開發(fā)第二代PFBC聯(lián)合循環(huán)，即由碳化妒十增壓流化床鍋爐十頂置燃燒室構(gòu)成。該系統(tǒng)可將燃?xì)廨啓C(jī)的透平進(jìn)氣溫度提高到115O℃以上，如與目前的1260℃自1984年美國(guó)Coolwater電廠建成和投運(yùn)以來，整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電設(shè)備的優(yōu)越性及其發(fā)展前景己為世人所共識(shí)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，正在興建和規(guī)劃中的ICCC電站項(xiàng)目共有27項(xiàng)，電站總功率8613MW·預(yù)期在近期內(nèi)它們的供電效率有望達(dá)到43％～46％，其比投資費(fèi)甩亦將大幅度地降低。據(jù)美國(guó)某些部門的樂觀估計(jì)，認(rèn)為到2015年時(shí)，美國(guó)燒媒電廠裝機(jī)容量中大約有35.8％～50％的機(jī)組將為IGCC和PFBC類型的燃煤的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組所取代·燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)已提高到總能系統(tǒng)的高度，它是當(dāng)前世界節(jié)能技術(shù)的主要發(fā)展方向之一。能量的分級(jí)利用與綜合利用的全能量系統(tǒng)工程的概念被普遍重視，以熱電聯(lián)產(chǎn)及熱動(dòng)聯(lián)供為核心的總能系統(tǒng)同樣有廣闊的前景，今后在能量轉(zhuǎn)換過程的系統(tǒng)中，燃?xì)廨啓C(jī)將占更重要的位置，并將大量采用燃?xì)廨啓C(jī)總能系統(tǒng)?，F(xiàn)在世界上已有廿多個(gè)國(guó)家，一百多個(gè)企業(yè)生產(chǎn)近千種型號(hào)的燃?xì)廨啓C(jī)，國(guó)外在六十～八十年代的生產(chǎn)競(jìng)爭(zhēng)申，燃?xì)廨啓C(jī)的制造企業(yè)通過兼并和協(xié)作，以GE，SIMS,GEC-RR,ABB,KWU，PW,WH六家大公司為中心形成若千跨國(guó)生產(chǎn)集團(tuán)，有些工廠同時(shí)和兩個(gè)以上集團(tuán)掛鉤，上述六個(gè)最大集團(tuán)的產(chǎn)量占世界大中型燃?xì)廨啓C(jī)的絕大部分。第三節(jié)我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)工業(yè)概況我國(guó)解放前沒有燃?xì)廨啓C(jī)工業(yè)，解放后，從無到有，全國(guó)各地試制過數(shù)十種型號(hào)的陸海空用途的燃?xì)廨啓C(jī)。1956年我國(guó)自制的第一批噴氣式飛機(jī)試飛，1958起年全國(guó)各地又有不少工廠單位設(shè)計(jì)試制過各種燃?xì)廨啓C(jī)，下面作一概略的介紹(不包括航空發(fā)動(dòng)機(jī)):上海汽輪機(jī)廠1962年試制船用燃?xì)廨啓C(jī)，1964年與上海船廠合作制成750hp(550kW)自由活塞燃?xì)廨啓C(jī)，1965年制成600OkW列車電站燃?xì)廨啓C(jī)，1971年制成自行設(shè)計(jì)的300OkW卡車電站燃?xì)廨啓C(jī)，另外同703所合作制造了400Ohp(3295kW)、600Ohp(441OkW)、改裝噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)成250OOhp(18380kW)等幾種船用燃?xì)廨啓C(jī)組。哈爾濱汽輪機(jī)廠1969年制成自行設(shè)計(jì)的300Ohp(2.24MW)機(jī)車燃?xì)廨啓C(jī)，制成lMW的自由活塞燃?xì)廨啓C(jī)，另外，改裝航空發(fā)動(dòng)機(jī)成100OOhp(7.35NlW)及220OOhp(16.18MW)燃?xì)廨啓C(jī)，1973年與703所合作設(shè)計(jì)制造成6000hp(4.4lMW)船用機(jī)組，與長(zhǎng)春機(jī)車車輛廠合作設(shè)計(jì)制成400Ohp(3.295MW)機(jī)車燃?xì)廨啓C(jī)。80年代又試驗(yàn)重油燃燒和匹配緊湊式回?zé)崞饕愿纳破浼夹g(shù)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。南京汽輪電機(jī)廠1964年制成15OOkW電站燃?xì)廨啓C(jī)；1970年試造了5Ohp(37kW)泵用燃?xì)廨啓C(jī)，1972年制成自行設(shè)計(jì)的1OOQkW電站燃?xì)廨啓C(jī)，1977年制成2OMW快裝電站燃?xì)廨啓C(jī)，80年代，同GE公司技術(shù)協(xié)作，生產(chǎn)出PG6541B型36.6MW燃?xì)廨啓C(jī)，其申已有三垂在深圳地區(qū)作為調(diào)峰電站投運(yùn)發(fā)電，現(xiàn)正在開發(fā)以PG6541B型機(jī)組組成的S106和S206型式的兩種聯(lián)合循環(huán)發(fā)電站，并擬改造PG6541B型機(jī)組以適應(yīng)IGCC發(fā)電技術(shù)的需要，開發(fā)1OOMW級(jí)的IGCC發(fā)電技術(shù)，其中煤氣化技術(shù)由煤炭部負(fù)責(zé)完成，通過分工合作，促進(jìn)這一新的發(fā)電技術(shù)在我國(guó)盡快進(jìn)入商業(yè)化階段。除此之外，還可以提到的是東方汽輪機(jī)廠1978年試制成6MW發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)·杭州汽輪機(jī)廠和青島汽輪機(jī)廠1972年制成2OOkW燃?xì)廨啓C(jī);青島汽輪機(jī)廠還制造了1·5MW自由活塞卡車電站;北京重型電機(jī)廠1979年改裝渦輪螺槳發(fā)動(dòng)機(jī)成2MW機(jī)組，在中原、克拉瑪依等油田運(yùn)行;成都發(fā)動(dòng)機(jī)公司與PW公司和TPM公司于1986年簽訂了一起研制、生產(chǎn)并推銷PW公司JT8D渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的工業(yè)變型FT8型燃?xì)廨啓C(jī)的合同，功率為24.8MW，效率為38.7%.由以上敘述可以看出，解放以來國(guó)內(nèi)不少工廠和單位為燃?xì)廨啓C(jī)制造業(yè)作了不少的努力，也取得過一些成績(jī)，但發(fā)展是緩慢的·滿足不了國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)它提出的要求。原因是多方面，這里不加細(xì)述。60年代末期開始，我國(guó)還是從瑞典、英國(guó)、加拿大、日本、美國(guó)等國(guó)引進(jìn)了數(shù)十臺(tái)燃機(jī)，分別用于尖蜂負(fù)荷電站，列車電站，基本負(fù)荷電站和輸油管線上。進(jìn)人80年代，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，特別是在經(jīng)濟(jì)特區(qū)、沿海和南方城市，普遍存在著電力建設(shè)跟不上國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的狀況，解決電力供需矛盾已是燃眉之急，因此紛紛引進(jìn)建成了一批簡(jiǎn)單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)和燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)電站。到80年代后期，裝機(jī)總量已近1800MW)進(jìn)入90年代，發(fā)展速度更快，僅1992年,就向國(guó)外訂購了11臺(tái)大型燃?xì)廨啓C(jī)。燃?xì)廨啓C(jī)電站正以其獨(dú)具的優(yōu)點(diǎn)，引起人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注和興趣，不斷獲得應(yīng)用和發(fā)展。我們深信，我國(guó)的燃?xì)廨啓C(jī)事業(yè)的前途是寬廣的。·GE公司燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)品系列及其編號(hào)(幻燈)GE公司可提供重型和航機(jī)改型燃?xì)廨啓C(jī)以作發(fā)電和工業(yè)應(yīng)用。重型燃?xì)廨啓C(jī)有簡(jiǎn)單循環(huán)環(huán)和回?zé)嵫h(huán)，由五個(gè)系列組成:MS3002.MS5O00，MS600l,MS7001和MS9001。有單軸和雙軸結(jié)構(gòu)，用于帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電或機(jī)械驅(qū)動(dòng)，以符號(hào)LM標(biāo)志的航機(jī)改型燃?xì)廨啓C(jī)也用于機(jī)械驅(qū)動(dòng)和發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)品系列其額定功率大致在10O00～226000KW。表1-1列舉了一些典型機(jī)組的出力和熱耗等性能參數(shù)。機(jī)械驅(qū)動(dòng)用的機(jī)組額定功率在14600～10800Ohp.見表1-2所列。表1-1和表1-2所列機(jī)組中各代號(hào)的含義如下：M5322R（B）--------(1)(2)(3)(4)(5)(6)(1)用途:M-機(jī)械驅(qū)動(dòng);GD-發(fā)電設(shè)備;PG-箱裝式發(fā)電設(shè)備(2)系列號(hào):3,5,6,7,9等相應(yīng)表示MS3002,MS5000,MS6001等中申的系列號(hào)(3)輸出功率:大致為幾百、幾千、或幾萬馬力(4)軸數(shù):是單軸還是雙軸(即1或2)(5)循環(huán)方式:R－回?zé)嵫h(huán)，如此項(xiàng)空缺，則為簡(jiǎn)單循環(huán)(6)型號(hào)因此，M5322R(B)即為機(jī)械驅(qū)動(dòng)用MS5000系列B型，回?zé)嵫h(huán)雙抽機(jī)組·其出力大致為32000馬力，PG7l1l(EA)即為箱裝式發(fā)電機(jī)組MS7001系列EA型，簡(jiǎn)單循環(huán)單軸機(jī)組·GE公司燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)產(chǎn)品系列的設(shè)備配置申，各種代號(hào)的含義規(guī)定如下。配備MS系列重型燃?xì)廨啓C(jī)的，以S2O9E為例:S-STAG聯(lián)合循環(huán)·STAG是SteamandGas(蒸汽與燃?xì)?的縮寫2：燃?xì)廨啓C(jī)的臺(tái)數(shù)0：沒有意義。9：燃?xì)廨啓C(jī)系列號(hào)E：燃?xì)廨啓C(jī)型號(hào)因此，S2O9E就表示配備2臺(tái)9000系列E型燃?xì)廨啓C(jī)的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合錳環(huán)電站；S109E就表示配備1臺(tái)9000系列E型燃?xì)廨啓C(jī)的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合錳環(huán)電站。GE公司重型燃機(jī)主要系列產(chǎn)品出力范圍如下：

第二章燃?xì)廨啓C(jī)的熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)工質(zhì)的基本狀態(tài)參數(shù)一般來說，各類熱機(jī)都是采用氣態(tài)物質(zhì)作為熱功轉(zhuǎn)換過程的媒介物，我們把這種媒介物叫做工質(zhì)。熱能動(dòng)力裝置的工作就是借助于工質(zhì)的吸熱、膨脹、放熱等過程完成變熱為功的轉(zhuǎn)換·在這些過程中，工質(zhì)的物理特性隨時(shí)在起變化，我們把工質(zhì)在熱力變化過程中的某一瞬間所呈現(xiàn)宏觀物理狀況稱為工質(zhì)的熱力學(xué)狀態(tài)，簡(jiǎn)稱狀態(tài)。為了說明熱工設(shè)備中的工作過程，必須研究工質(zhì)所處的狀態(tài)和它所經(jīng)歷的狀態(tài)變化過程，在研究熱力過程時(shí)常采用壓力、溫度、比容、內(nèi)能、熔和熵等參數(shù)來加以描述。其中溫度、壓力、比容可以直接或間接用儀器測(cè)量出來，且物理意義易于理解，稱為工質(zhì)的三個(gè)基本狀態(tài)參數(shù)。以下我們先介紹三個(gè)基本狀態(tài)參數(shù)，內(nèi)能、焓、熵等參數(shù)將在以后有關(guān)章節(jié)中分別予以介紹。一、溫度溫度是標(biāo)志物體冷熱程度的物理量。它反映了分子平均移動(dòng)動(dòng)能的大小，可以用溫度計(jì)測(cè)量。我們都知道，當(dāng)兩個(gè)溫度不同的物體相互接觸·它們之間將發(fā)生熱量傳遞，經(jīng)過一段時(shí)間之后，兩者溫度相等·它們之間就不再有熱量傳遞，達(dá)到一個(gè)共同的熱平衡狀態(tài)。溫度概念的建立以及溫度的測(cè)定都是以熱平衡為依據(jù)的。當(dāng)溫度計(jì)與被測(cè)物體達(dá)到熱平衡時(shí)，溫度計(jì)指示的溫度就等于被測(cè)物體的溫度。衡量溫度的標(biāo)尺叫溫標(biāo)，在我國(guó)法定計(jì)量單位中，溫度測(cè)量采用熱力學(xué)溫標(biāo)，符號(hào)為T，單位名稱是開爾文(K)。按照國(guó)際單位制的規(guī)定，把水的三相點(diǎn)溫度，即水的固相、液相、汽相平衡共存的狀態(tài)點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，并規(guī)定該點(diǎn)溫度為273·16K。因此，熱力學(xué)溫度單位"開爾文"(K)是水的三相點(diǎn)溫度的1/273.16。工程上還常用攝氏溫標(biāo)，它規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下純水的冰點(diǎn)是0℃，汽點(diǎn)是1OO℃，℃是攝氏溫度單位的符號(hào)，攝氏溫度用tt=T-273.15(2-1)由上式可知，t=O℃時(shí)，T=273.15K，所以水的三相點(diǎn)溫度為0.0l℃。攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的間隔完全相同，只是起點(diǎn)不同，在一般工程計(jì)算中取t℃=(T－273)℃己足夠精確。熱力學(xué)溫度通常又稱為絕對(duì)溫度。在英制系統(tǒng)用華氏溫標(biāo)，也用t表示，其單位符號(hào)為F。它規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下純水的冰點(diǎn)為32F，汽點(diǎn)是212F;因此可以求得攝氏溫度與華氏溫度的數(shù)量關(guān)系為：T（F）=9/5*T（℃）＋32（2-2）T(℃)＝5/9*（T(F)-32）（2-3）二、壓力垂直作用在單位面積上的力稱為壓力，以符號(hào)P表示，這就是物理學(xué)上所稱的壓強(qiáng).按分子運(yùn)動(dòng)論的觀點(diǎn)，壓力是氣體的大量分子向容器壁面撞擊所產(chǎn)生的平均結(jié)果。若氣體作用在器壁面積A上的垂直作用力為F，那么該壁上的壓力為:P=F/A(2-4)壓力通常用各種壓力計(jì)來測(cè)定。這些壓力計(jì)的測(cè)量原理部是建立在力的平衡的基礎(chǔ)上。由于壓力計(jì)本身處于大氣壓力B作用下，因此壓力計(jì)上測(cè)得的壓力是工質(zhì)的真實(shí)壓力和大氣壓力B的差值，是一個(gè)相對(duì)壓力，稱為表壓力或工作壓力，用符號(hào)Pg表示，而工質(zhì)的實(shí)際壓力稱絕對(duì)壓力，用P表示。P,Pg和B之間的關(guān)系是：P=B+Pg(2-5)有時(shí)工質(zhì)的壓力低于大氣壓力B時(shí)，此時(shí)壓力計(jì)上測(cè)得的壓力稱為"真空度"，用H表示，則H=B-P(2-6)絕對(duì)壓力P,表壓力Pg，真空度H和大氣壓B的關(guān)系可用下圖說明：

大氣壓力是隨各地地緯度，海拔高度及氣候條件而變化的，即使絕對(duì)壓力不變，表壓力和真空也要隨大氣壓力的變化而變化。因此，只有絕對(duì)壓力才能表征工質(zhì)的狀態(tài)，在熱力學(xué)中均以工質(zhì)的絕對(duì)壓力作為狀態(tài)參數(shù)，在工程計(jì)算中亦以絕對(duì)壓力作為計(jì)算的依據(jù)。(一)按我國(guó)的法定計(jì)量單位，壓力的單位采用牛/米2(N/m2)，即1米2面積上作用1牛頓的力，稱為帕斯卡，符號(hào)為帕(Pa)，工程上因這個(gè)單位太小，常采用兆帕(MPa)lMPa=lO00000Pa暫時(shí)與國(guó)際單位制壓力并用的有巴(bar)lbar=lO0000Pa=O.lMPa(二)工程大氣壓，它的單位是公斤力/厘米2，即1厘米2面積上施加1公斤的作用力。用符號(hào)at表示。(三)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，又稱物理大氣壓，把緯度45。，大氣溫度為0℃1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)=1.033公斤力/厘米2=1.033工程大氣壓(at)=1.0133bar(四)壓力的大小也可以用液柱(常用的有汞柱或水柱)的高度來表示·根據(jù)壓力測(cè)量設(shè)備液柱的高度，可以計(jì)算出用其它單位表示的壓力，P=yA=pgH式中y為液體的重度，N/m2;H為液柱的高度，m。這樣求出的壓力為帕，例如，lmm水柱=9.8XlO3N/m3XlO-3=9.8帕lmm汞柱=1.33x1O5N/m3XlO-3=133N/m2=133帕(五)在引進(jìn)機(jī)組中，常常遇到用英制單儀制表示的壓力單位磅/英寸，(psi)，由于1磅=0.4536公斤1英寸=2.54厘米所以l工程大氣壓(at)=1公斤力/厘米2=14.22磅力/英寸2三、比容單位質(zhì)量的工質(zhì)所占有的容積稱為比容，以符號(hào)v表示。按我國(guó)法定計(jì)量單位質(zhì)量用千克,長(zhǎng)度用米，容積用米3，因此比容的單位是米3/千克(m3/kg)若容積為V米3的氣體，具有m千克的質(zhì)量，則其比容為:v=V/m(m3/kg)（2－7）單位容積內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量稱為密度，以符號(hào)p表示，單位為千克/米3(kg/m3)。若容積為V米3的氣體，具有m千克的質(zhì)量，則密度為p=m/V(kg/m3)（2－8）顯然，比容與密度互為倒數(shù)，即:pv=1（2－9）從微觀上講，對(duì)于同一氣體，比容和密度均是反映單位容積中氣體分子數(shù)的多少及分子間平均距離的大小，即說明氣體某一狀態(tài)下分子聚集、疏密的物理量，式(2-9)表明兩者之間的依賴關(guān)系，只要知道其中一個(gè)，就可以求出另一個(gè)。

第二節(jié)理想氣體的狀態(tài)方程所謂理想氣體乃是一種經(jīng)科學(xué)抽象的假想氣體，這種氣體的分子是一些彈性的、不占有體積的質(zhì)點(diǎn);分子之間沒有相互作用力(引力和斥力)。凡不符合這兩個(gè)假設(shè)條件的氣體則稱之為實(shí)際氣體。熱力學(xué)中引入理想氣體這一概念，其目的是為了便于分析計(jì)算，因?yàn)樵谶@兩個(gè)假設(shè)條件下，氣體分子運(yùn)動(dòng)規(guī)律可大大地簡(jiǎn)化，各狀態(tài)參數(shù)之間可以得出簡(jiǎn)單的函數(shù)關(guān)系式。雖然理想氣體在自然界并不存在，但是對(duì)工程上常遇到的一些氣體，當(dāng)壓力不太高，溫度不太低時(shí)，分子間距離較大，因此分子本身占據(jù)的體積與氣體所占體積相比是非常小的，分子間的作用力也很微弱，因此可以忽略，此時(shí)這些氣體就可以近似地把它們當(dāng)作理想氣體來處理，使問題大為簡(jiǎn)化，同時(shí)又能達(dá)到工程上所要求的精確度。例如燃?xì)廨啓C(jī)中所遇到的空氣和燃?xì)猓錅囟纫话阍?℃理想氣體的三個(gè)基本狀態(tài)參數(shù)一一一壓力、溫渡、比容之間存在窗一定的函數(shù)關(guān)系，這些關(guān)系可以出物理學(xué)中的波義耳－馬略特定律、蓋－呂薩克定律和查理定律來說明。波義耳－馬略特定律指出:對(duì)于一定重量的氣體，在狀態(tài)變化時(shí)，如果溫度不變，氣體的壓力和比容成反比，寫成公式為:p1v1=p2v2=…=pv=常數(shù)蓋－呂薩克走律指出，在壓力不變的條件下，氣體的比容和絕對(duì)溫度成正比v1/T1=v1/T1=…v/T=常數(shù)查理定律指出，在比容不變的條件下，氣體的壓力和絕對(duì)溫度成正比:p1/T1=p1/T1=…=p/T=常數(shù)以上氣體三定律是根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的。它適用于可以當(dāng)作理想氣體的氣體。如果氣體狀態(tài)變化時(shí)，溫度、壓力、比容同時(shí)發(fā)生變化，則p1v1/T1=p2v2/T2=…=pv/T=常數(shù)將該常數(shù)記作R，就得到pv=RT(2-10)式中p:氣體的絕對(duì)壓力，Pav:氣體的比容,m3/kgT:氣體的熱力學(xué)溫度,KR:氣體常數(shù)，J/kg·K氣體常數(shù)R與氣體的性質(zhì)有關(guān)，而與氣體的狀態(tài)無關(guān)，不同性度的氣體，其R值不同，R的單位是焦耳/千克·開(J/kg·K)，對(duì)于空氣R=287J/kg·K。燃?xì)獾腞值取決于燃?xì)獾某煞?，在燃?xì)廨啓C(jī)中所通到的燃?xì)猓銻值與空氣差不多，大體上為287.3J/kg·K。(2--10)式給出了三個(gè)基本狀態(tài)參數(shù)之間的簡(jiǎn)單關(guān)系，由于對(duì)于某一指定的氣體R為定值，因此在某一狀態(tài)下，只要任意兩個(gè)狀態(tài)參數(shù)一經(jīng)確定，則氣體的狀態(tài)參數(shù)可以全部確定.式(2-10)中的容積為比容v，即該式是對(duì)于1千克氣體而言的，如果氣體的質(zhì)量為m千克，其狀態(tài)方程則為:pmv=mRT(2-11)PV=mRT式中V:質(zhì)量為m千克氣體所占有的容積，m'。這里順便提一下氣體常數(shù)R的求法，根據(jù)阿伏加德羅定律可以得出，各種氣體的千摩爾氣體常數(shù)Rm都一樣。為;Rm=8314.3J/kmol·K，稱為"通用氣體常數(shù)"。所謂千摩爾(kmol)是指物質(zhì)相當(dāng)于其分子量的千克數(shù)。例如氧氣的分子量U=32,則1千摩耳氧氣就是32千克。因此，只要知道了某種氣體的分子量，就可以求出它的氣體常數(shù)R,R=R/U.氧氣的氣體常數(shù)R即為8314.3/32=259.82J/kg·K第三節(jié)功和熱量在熱力學(xué)中常把分析的對(duì)象從周圍物體中分割出來，研究它通過分界面和周圍物體之間熱能和機(jī)械能的傳遞，這種分割出來作為熱力學(xué)分析對(duì)象的就稱為熱力學(xué)系統(tǒng)，而其周圍物體統(tǒng)稱為外界。系統(tǒng)與其外界的分界面叫做邊界。這邊界可以是實(shí)際存在的，如固體壁面；也可以是假想的，如某一設(shè)備的進(jìn)口面和出口面。如果一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，那么它只有在外界的作用下才能發(fā)生變化，外界作用的結(jié)果，系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化，這種變化過程稱為熱力過程。在該過程中將伴隨著能量的傳遞，熱力系統(tǒng)與外界傳遞能量的形式有兩種——功和熱量。下面我們分別研究功和熱量的概念。一、功在力學(xué)中，功被定義為力與沿力的作用方向所產(chǎn)生位移的乘積。在熱力學(xué)中，按照熱力系統(tǒng)和外界間相互作用的關(guān)系，作如下定義:當(dāng)熱力系統(tǒng)和外界間存在壓力差時(shí)，系統(tǒng)通過邊界和外界之間相互傳遞的能量，在熱力學(xué)申通常規(guī)定:熱力系統(tǒng)對(duì)外界所作功為正值，外界對(duì)熱力系統(tǒng)作的功為負(fù)值。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，如定義所指出的，功是系統(tǒng)傳遞中的能量，這個(gè)功一旦越過系統(tǒng)的邊界，它就“消失”。而成為系統(tǒng)或外界具有的一部分能量。因此我們不能說在某狀態(tài)下系統(tǒng)或外界有多少功，即功不是一個(gè)熱力狀態(tài)參數(shù)。只有當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化的時(shí)候，才有功的傳遞，所以我們說功與過程性質(zhì)有關(guān)，為過程量。功用w和dw表示,dw表示微元過程中氣體對(duì)外界所作的微量的功。在我國(guó)的法定計(jì)量單位中，功的單位為焦耳(J)，1焦耳的功相當(dāng)于1牛頓力作用下產(chǎn)生1米位移時(shí)完成的功量，即lJ=lN*1m單位時(shí)間內(nèi)完成的功稱為功率，單位為瓦特(W)或千瓦(kW)lW=lJ/SlkW=lkJ/s二、熱量熱量是一個(gè)重寬要的概念，在熱力學(xué)中有它嚴(yán)格的定義:當(dāng)熱力系統(tǒng)與外界之間存在溫差時(shí)，系統(tǒng)通過邊界與外界之間相互傳遞的非功形式的能量。這里要注意"非功形式"這四個(gè)字。功和熱量是熱力系統(tǒng)與外界之間能量傳遞的兩種基本形式，功是由壓差的作用而產(chǎn)生的能量，熱量則是由溫差的作用而傳遞的能量。它們都表示能量在傳遞過程中的一種量度。由于熱量是傳遞中的能量，一旦超過系統(tǒng)的邊界，熱量的形式就消失而變成系統(tǒng)或外界具有的一部分能量，因此，無論對(duì)于系統(tǒng)還是對(duì)于外界都不能說它們含有多少熱量。與功一樣，熱量不是狀態(tài)參數(shù)，而是過程量。在熱力學(xué)中我們用符號(hào)Q代表熱量，對(duì)于徽無過程中傳遞的徽小熱量，則用dQ表示，通常規(guī)定:當(dāng)熱力系統(tǒng)吸熱時(shí)，熱量取正號(hào)，放熱時(shí)取負(fù)號(hào)。熱量的單位習(xí)慣上用大卡（kcal），它是一千克純水溫度升高1℃1kcal=4.1868kJ在工程上，熱量的計(jì)算是引用比熱這個(gè)概念來進(jìn)行的，單位質(zhì)量的物體溫度升高1℃所需要的熱量叫比熱，用符號(hào)C表示;它的單位焦耳/千克·度(J/kg*K)或千焦耳/千克·度(kJ/kg*K)試驗(yàn)表明:工質(zhì)的比熱通常不是一個(gè)恒定的常數(shù)，它與工質(zhì)的性質(zhì)、熱最交換的具體過程及工質(zhì)溫度的變化范圍有關(guān)。如下圖過程所示：

例如，對(duì)如圖2－2中兩個(gè)容器分別加熱，圖甲是一個(gè)帶有活塞的容器，裝有1千克溫度t1的空氣，占有容積V1，活塞上放有重塊，活塞與汽缸之間的摩擦力忽略不計(jì)。這樣，工質(zhì)受熱膨脹舉起活塞和重物時(shí)，活塞、重物的重量與氣體壓力保持平衡，由于活塞和重物的重量量恒定不變，所以工質(zhì)壓力也不變，始終保持為一個(gè)常數(shù)，這樣一個(gè)過程稱為定壓過程。過程終了，工質(zhì)容積變?yōu)閂2，溫度升高到t2。圖中乙是一個(gè)封閉容器，其容積不變，也裝1千克空氣，受熱時(shí)，溫度由t1升高到t2兩種情況下，工質(zhì)底種類相同，質(zhì)量相同，溫度變化范圍也相同，但它們吸收的熱量不同，加熱給甲容器中工質(zhì)的熱量中，除了使工質(zhì)溫升外，還要舉起重物，因此可以肯定的說，外界傳給甲容器中工質(zhì)的熱量大于加給乙容器中工質(zhì)的熱量。定壓過程中的比熱及定壓比熱，用CP表示，定容過程中工質(zhì)的比熱，用CV表示。通過上述說明可以知道CP＞CV，而定壓比熱與定容比熱的比值k=CP/CV(2-12)稱為比熱比。工質(zhì)的比熱不僅與過程有關(guān)，而且還與工質(zhì)變化的范圍有關(guān)。在工程上為了簡(jiǎn)化計(jì)算，通常取0℃作為一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，找出工質(zhì)從0℃加熱到不同溫度時(shí)的平均比熱，并做成表格備查。這樣，對(duì)于m千克的工質(zhì)，其溫度由t1變化到tQ=m(C)t1t2*(t2-t1)=m(C)0t2*t2-m(C)0t1*t1(2-13)

上式中(C)t1t2、(C)0t2、(C)0t1分別為溫度t1到t2、0℃到t1及0℃到t2范圍內(nèi)工質(zhì)的平均比熱。如果t2＞t1，則外界對(duì)工質(zhì)加熱，所得Q為正值，如果t1＞t第三章燃?xì)廨啓C(jī)熱力循環(huán)第一節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)熱力循環(huán)的主要技術(shù)指標(biāo)衡量一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)好壞的技術(shù)指標(biāo)是很多的，例如機(jī)組的效率、尺寸、壽命、制造和運(yùn)行費(fèi)用，啟動(dòng)和攜帶負(fù)荷的速度等，這里我們主要從熱力循環(huán)的角度，著重討論機(jī)組的效率、比功、有用功系數(shù)、壓比和溫比等參數(shù)。一、熱效率熱效率的含義是:當(dāng)工質(zhì)完成一循環(huán)時(shí)，把外界加給工質(zhì)的熱量q(或Q)轉(zhuǎn)化成為機(jī)械功的百分?jǐn)?shù)。根據(jù)機(jī)械功是在什么地方測(cè)得的，我們有以下三種效率的定義。(l)循環(huán)效率：式中q1——相對(duì)于1千克空氣來說加給機(jī)組的熱量，千焦耳/千克wT———相對(duì)于1千克空氣來說的透平的膨脹軸功，千焦耳/千克wc——相對(duì)于1千克空氣來說的壓氣機(jī)的壓縮軸功，千焦耳/千克wi——相對(duì)于1千克空氣來說的循環(huán)凈功，千焦耳/千克HW———燃料得發(fā)熱量，千焦耳/千克F——燃料流量與空氣流量之比，及燃料空氣比(2)裝置效率式中ηm——燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)械效率ws———相對(duì)于1千克空氣來說在透平功率輸出軸上測(cè)得的功率，千焦耳/千克(3)機(jī)組的有效效率式中ηg——發(fā)電機(jī)效率Ne——發(fā)電機(jī)的功率，千瓦B——每小時(shí)加給機(jī)組的燃料量，千克/小時(shí)ηe——是燃?xì)廨啓C(jī)用來發(fā)電時(shí)衡量機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的一相指標(biāo)。

工程上還常用油耗這個(gè)指標(biāo)來衡量機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性，它得含義是每產(chǎn)生1千瓦時(shí)（度）的功所消耗的標(biāo)準(zhǔn)燃油的克數(shù)，即：式中g(shù)e——油耗，克標(biāo)準(zhǔn)油Gf——每秒加給機(jī)組的燃料量，千克/秒標(biāo)準(zhǔn)燃料油是指發(fā)熱量（低位）為43124千焦耳/千克的燃油（10300千卡/千克）有時(shí)還用熱耗率qe來衡量機(jī)組的熱功轉(zhuǎn)換效率，即：顯然，效率與熱耗率互為倒數(shù)。油耗、熱效率和是從不同角度來衡量機(jī)組功能轉(zhuǎn)換效率的，因此，它們是互相關(guān)聯(lián)的，知道其中一個(gè)，就可以求出另外兩個(gè)來。第二節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)理想筒單循環(huán)簡(jiǎn)單循環(huán)的燃?xì)廨喿I，其通流部分由進(jìn)排氣管道和燃?xì)廨啓C(jī)的三大件即壓氣機(jī)，燃燒室、透平組成。從大氣中吸取空氣，透平排出的燃?xì)庥只氐酱髿庵腥ト缦聢D所示：由上圖可以看出壓氣機(jī)從大氣吸入空氣，并把它壓縮到一定壓力，然后進(jìn)入燃燒室與噴入的燃料混合、燃燒，形成高溫燃?xì)?。具有作功能力的高溫燃?xì)膺M(jìn)入透平膨脹作功，推動(dòng)透平轉(zhuǎn)子帶著壓氣機(jī)一起旋轉(zhuǎn)，從而把燃料中的化學(xué)能部分地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功、燃?xì)庠谕钙街信蛎涀鞴Γ鋲毫蜏囟榷贾饾u下降，最后排向大氣。只要機(jī)組啟動(dòng)成功后，連續(xù)不斷地向燃燒室噴入燃料，并維持正常燃燒，那末上述過程就會(huì)連續(xù)不斷地進(jìn)行下去，燃料中的化學(xué)能也將部分地、連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)比為機(jī)械功，這就是開式簡(jiǎn)單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理。下面我們順著工質(zhì)的流向，對(duì)理想簡(jiǎn)單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的熱力過程以及循環(huán)特性參數(shù)作簡(jiǎn)要的介紹。壓氣機(jī)中，空氣被壓縮，比容減小，壓力增加，因此必須輸入一定數(shù)量的壓縮功。當(dāng)忽略壓氣機(jī)與外界發(fā)生的熱量交換時(shí)，這一壓縮過程就是絕熱的。如果過理進(jìn)行得十分理想，沒有摩擦和擾動(dòng)等不可逆現(xiàn)象存在，那么這一過程就是理想絕熱過程。在燃燒室中，從壓氣機(jī)排出的高壓空氣與燃料噴嘴噴出的燃料混合燃燒，將燃料的化學(xué)能釋放出來，轉(zhuǎn)化為熱能，使燃燒產(chǎn)物即燃?xì)膺_(dá)到很高的溫度，因此，這就相當(dāng)于從外界吸收一定數(shù)量的熱，使工質(zhì)溫度升高，比容增大的加熱過程。在這一燃燒加熱過程中，工質(zhì)只與外界有熱量交換，并不對(duì)機(jī)器作功。空氣或燃?xì)庠谌紵抑械牧鲃?dòng)過程伴隨著損失，壓力有所下降。但是設(shè)計(jì)良好的燃燒室中壓力損失很小，因此，在進(jìn)行理論分析時(shí)，可以認(rèn)為燃燒室中工質(zhì)壓力保持不變，即是說，燃燒室中的燃燒升溫過程可以看作為一個(gè)定壓加熱過程。從燃燒室出來的具有較高壓力的高溫燃?xì)膺M(jìn)入透平后，在透平中膨脹，帶動(dòng)壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)對(duì)外界輸出一定數(shù)量的機(jī)械功。與此同時(shí)，工質(zhì)的溫度、壓力下降，比容增加。在這一過程中透平機(jī)殼會(huì)對(duì)外界環(huán)境散熱，但是由于燃?xì)饬髁亢艽?，燃?xì)饬鬟^透平所需時(shí)間很短，因此對(duì)外界的散熱相對(duì)很小。從而可以忽略對(duì)外界的散熱而把透平中工質(zhì)的膨脹作功過程當(dāng)作絕熱過程。在這一過程中，工質(zhì)與外界只有機(jī)械功的傳遞而沒有熱量的交換。在沒有摩擦等不可逆現(xiàn)象的情況下，透平中的膨脹可以看作是理想絕熱過程。燃?xì)廨啓C(jī)排氣經(jīng)排氣管道和煙囪排入大氣，在大氣中自然放熱，溫度降低到環(huán)境溫度，也就是壓氣機(jī)進(jìn)口空氣的溫度，當(dāng)忽略排氣系統(tǒng)壓力損失時(shí)，在這一自然放熱過程中，壓力不變，因而是一個(gè)定壓放熱過程。以上四個(gè)過程，即壓氣機(jī)中的理想絕熱過程，燃燒室中的定壓加熱過程，透平中的理想絕熱過程和排氣系統(tǒng)中的定壓放熱過程，就組成了燃?xì)廨啓C(jī)理想開式簡(jiǎn)單循環(huán)，我們把壓氣機(jī)進(jìn)口處空氣的狀態(tài)參數(shù)等一律以下標(biāo)"1”

（壓容圖）溫（焓）熵圖

第三節(jié)燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)如前所述，采用簡(jiǎn)單循環(huán)熱效率為30％左右，主要原因是燃機(jī)排氣熱量的損失。通常燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度相當(dāng)高，一般在470℃~580℃左右，而中壓汽輪機(jī)所用新蒸汽的溫度在360℃~450℃，因此，完全可以利用透平排氣余熱在余熱鍋爐中將水加熱變?yōu)橹袦刂袎旱倪^熱蒸汽，將此蒸汽引入汽輪機(jī)膨脹做功。冷凝式汽輪機(jī)的排汽溫度很低，一般在30℃~40一、蒸汽輪機(jī)循環(huán)為了介紹燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)，我們需先介紹一下汽輪機(jī)循環(huán)。最簡(jiǎn)單的汽輪機(jī)循環(huán)如下圖所示：整個(gè)系統(tǒng)由鍋爐，汽輪機(jī)，冷凝器和給水泵組成。給水泵將水供入鍋爐中，加入燃料燃燒，把水加熱成過熱蒸汽。在理想情況下，水變成過熱蒸汽是定壓加熱過程。高溫高壓蒸汽由鍋爐出來進(jìn)入汽輪機(jī)，在汽輪機(jī)中膨脹作功，在理想情況下為等熵膨脹過程。從汽輪機(jī)出的蒸汽其