燃气轮机4储运.ppt
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1、第一章 燃气轮机及其热力循环,1-1 概述 燃气轮机简介;特点及应用; 1-2 燃气轮机热力性能指标 1-3 燃气轮机的简单循环 1-4 燃气轮机热力循环计算 1-6 提高燃气轮机热力性能的途径,1-6 提高燃气轮机热力性能的途径,对于简单循环 提高 减少 采用较高的,各部件效率C* T* B,压力损失,,提高总压保持系数,温比*,压比*,,并按需选择最佳压比,分析第一条: B=0.940.99,C* T*燃机发展初期约85%,压比也小;后稳定在88%水平好长时间;目前达到或接近90%92%(压比30),提高循环性能很有限,(0.900.96), 温比* = T3*/T1*,提高C* T*,主
2、要取决于压气机和燃气轮机叶片间气流通道的设计及加工。,提高温比* = T3*/T1*,从循环特性参数方面来讲,这是提高循环热效率的主要方向。 表现在两方面: 一方面提高燃气初温,即透平前温T3*; 一方面降低T1*,即降低环境温度T0。,对于提高燃气初温,依赖两种技术的发展。 第一种技术:加强冶金工业耐高温合金技术的发展、加强热处理工艺技术的研究,以提高涡轮透平材料的耐高温特性。 t3提高速率目前接近 25 /年,MS9001FA已达1288 。 第二种技术:先进的冷却技术的发展。 新冷却技术,如内冷、薄膜冷却、发散冷却等,冷却效果提高且冷却空气量大幅度下降。 目前发展的蒸汽冷却技术以及耐高温
3、陶瓷材料的应用,使燃气初温大幅度提高 (可达1427 ) ,可进一步节约冷却空气量。 燃气轮机会在16501700 而终止燃气初温的增长。,强烈热辐射会使冷却无能为力,对于降低环境温度,同一地区人类无能为力。 地球上的南北极常年处于低温;人类测出的最低温度在南极,为-88(185K),常年平均-55 。 联合循环才能实现。 对于简单循环 轻型燃机GE公司LM6000PC 热效率最高为43%; 工业型先进燃机热效率在35%以上。 相对来说仍不是很高。,提高循环热效率的其他途径,温比和压比确定后,进一步提高燃机装置循环热效率必须改进热力循环,提高循环性能。 1)采用回热循环 2)燃气-蒸汽联合循环
4、 3)间冷循环(分级压缩中间冷却) 4)再热循环(分级膨胀中间再热) 5)复杂循环(回热间冷再热) 这些措施,无论对燃气轮机装置的实际循环,还是理想循环,都是有效的。,充分利用余热,降低放热量,降低压气机压缩功,增加涡轮膨胀功,一、回热循环,在简单循环三大件基础上增加一个热交换器(即回热器),利用涡轮的排气来加热进入燃烧室的空气,这样的循环称为回热循环。,分析实际循环,注意到燃气轮机排气温度通常总是高于压气机出口温度。循环加热和放热过程的温度变化范围有交叉。 利用这个温度交叉,增设回热器,进行内部回热,可达到提高循环平均吸热温度和降低循环平均放热温度的目的,从而提高循环的热效率。,回热循环的特
5、点,由六个热力过程组成 : 1-2 压缩过程; 2-2 在回热器中的预热过程; 2-3 燃烧加热过程; 3-4 膨胀做功过程; 4-4 在回热器中的冷却过程; 4-1 大气中的放热过程。,未考虑压力损失,q2-2,q4-4,具有较高的热效率 吸热温度增加、放热温度降低 循环比功不变,实际略有减小 流阻增加,涡轮膨胀功减小(5%10%) 极限回热 T2*=T4*, T4*=T2* 实际回热T2*T4*, T4*=T2* 面积不可能无限大,存在传热温差 回热不完善 温比一定时,提高压比,回热效果变差。 当压比达到回热极限压比时,T4*=T2*回热效果变为乌有。 压比应小于回热极限压比。,极限回热,
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