燃气轮机教学课件6-压气机1.ppt

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1、第3章压气机压气机的功能、分类及应用；轴流式压气机级、基元级的工作原理；轴流式压气机中的能量损失；多级压气机；压气机变工况工作特性；压气机喘振及防止方法。3-1概述一、压气机功能压气机是燃气轮机的一个重要组成部件主要作用：提高工质(气体)的压力，连续不断地向燃烧室提供高压气体。二、压气机分类活塞式压气机（又称容积式）—利用气体容积的减少增压供气压力较高供气量较小周期性的断续供气伴随往复运动的振动动力式压气机（又称叶片式）—依靠高速旋转的叶片对气体做功实现压缩增压供气压力相对低些但供气量较大，且连续稳定轴流式离心式（径流式）混合式气体流动方向大致平行于压气机旋转轴气体流动方向大致与旋转

2、轴相垂直同时具有轴流式与离心式工作轮叶片。一个亚声速级的压比只有1.05～1.28左右，一个超声速级的压比为1.5～2.0。通常轴流式压气机都是多级的。轴流式压气机CBBT轴轴轴流式压气机进气进气排气排气15级叶片越来越短能量损失增加离心式压气机单级的压比高达3～8但气体流动路线较曲折，压缩效率较低75％～85％。受到材料强度的限制，工作叶轮的外径尺寸不能做得太大，因此工作叶轮的进口尺寸也就受到限制，使空气流量不是很大。适用流量小的场合，效率高，且结构简单，尺寸小等。适用于微型燃气轮机中。小型燃气轮机装置离心式混合式压气机组成：前段轴流式和后段离心式目的：提高效率；缩短轴向尺寸。改善

3、后段容积流量小的气动性能；避免轴流式后几级由于叶片过短造成损失剧增。应用：中、小功率燃气轮机。燃气轮机对压气机的要求（1）效率高。压气机效率的高低直接影响到燃气轮机整机效率。相同压比下，提高压气机效率可增加燃气轮机的出力。（2）单级压比高。可减少压气机的级数、质量、加工量和金属消耗量。但应注意级压比提高时，非设计工况易发生叶片脱流现象。（3）单位面积的通流能力大。可缩短压气机进口叶片的高度和降低燃气轮机的质量有利于解决大功率燃气轮机的压气机设计和制造难度。燃气轮机对压气机的要求（4）压气机特性与透平特性相匹配。压气机的流量、功率、压比和转速在燃气轮机各工况下都能与透平的特性相适应。（

4、5）稳定工况区宽。对变转速的燃气轮机尤为重要。燃气轮机各种运行工况应离压机喘振线有一定裕度。（6）具有良好的防喘振措施。燃气轮机在起停过程和低转速运行时，如不采取措施会落在压气机的不稳定工况区内。压气机的特点及应用结构转速单级压比流量效率应用活塞式复杂低大(6~10)流量小(余隙容积)低打气筒，刹车器等（周期性供气）离心式简单高级压比较大(3~8)级数少流量小(材料限制)较低内燃机；小型燃机装置（连续性供气）轴流式简单高级压比小(1.15~1.35)级数多流量大高大、中型燃机（连续性供气）主要介绍轴流式压气机的基本理论。（原理及方法也适用于离心式压气机）三、轴流式压气机结构简介通常两

5、部分组成：转子部分和定子部分燃气轮机中的轴流式压气机都是多级的。（1）压气机的转子部分（转子）以转轴为主体的可转动部分。旋转部件：转轴、轮盘、动叶以及联轴器、气封等。转子对强度和刚度有较高的要求。工作叶片或动叶：在转子上装有的叶片，是组成转子的主要部分。工作叶栅或动叶栅：安装在转轮上的一圈动叶片（一个叶列）。工作叶轮：每列动叶栅与其转盘部分一起组成。将转子上的机械功传给气体，增加气体的静压能和动能。转子的本体部分——轮盘和轴的组合结构——结构型式1、鼓筒式由鼓筒和半轴组成，两者以一定的过盈量红套相配合，以销钉传扭或螺栓连接或鼓筒的一半与半轴整体锻件。结构简单、机加工量小；刚性好，一般

6、为钢轴；但承受离心力，强度差，鼓筒外经处圆周速度不超过150m/s。只适用于级压比较低、转速较低的压气机。基本淘汰轴向销钉传扭转子的本体部分——轮盘和轴的组合结构——结构型式2、盘式把各级轮盘以一定的过盈量红套在轴上，无键，靠红套的预紧力传扭。强度好，可用于较高圆周速度的压气机。但是，轴细长，刚性差，转子为柔轴。应用不多。转子的本体部分——轮盘和轴的组合结构——结构型式3、盘鼓式把各级轮盘在轮缘或接近轮缘处的鼓环压紧、连接或焊接而成。在轮缘或接近轮缘处是一转鼓，使转子刚性好；而离心力靠转盘承受，使转子强度好。还可能达到最轻的质量。在燃气轮机中应用广泛。径向销钉转子焊接转子中心拉杆转子

7、盘鼓式转子主要在航空燃气轮机应用，在重型燃机上基本不用。径向销钉转子盘式盘鼓式径向销钉花键传扭径向销钉孔周围应力集中较严重，可能会产生裂纹。盘鼓式转子焊接转子—把轮盘在轮缘处焊接起来。重型燃气轮机：电弧焊，工艺要求高。航空燃气轮机：电子束焊和摩擦焊。每个轮盘装有一级动叶。转子结构简单，质量很轻。广泛应用！一个轮盘上装有数级动叶。应用最多。两种：中心拉杆外围栏杆盘鼓式转子中心拉杆转子—用长拉杆螺栓连接。CBBT轴轴轴流式压气机进气进气排气排气15级动叶栅动叶