《燃气轮机及联合循环》第二章-燃气轮机的热力循环ppt课件.ppt

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1、2-1主要参数和性能指标热力参数（压比、温比）性能参数（比功和热效率）2-2理想简单循环的特性2-3实际简单循环的特性2-4联合循环燃气轮机的设计压比2-5复杂循环简介2-6循环计算一、热力参数1、压比—说明工质在压气机内受压缩的程度。—压气机出口的气流压力与其进口的气流压力的比值。用滞止压力（总压）表示：决定循环性能的重要参数2-1主要参数和性能指标2、温比—说明工质被加热的程度。—透平前进口燃气温度与压气机进口气流温度的比值用滞止温度（总温）表示：决定循环性质的最重要参数愈高，性能愈好，但对耐高温材料或冷却技术

2、的要求越高。二、性能指标1、比功和功率比功w—单位质量工质所做的功，kJ/kg；wc—压气机的比功，kJ/kg；wt—涡轮比功，kJ/kg。功率N—单位时间内工质所做的功，kW。燃气轮机的比功—进入压气机内1kg空气完成一个循环后，对外界输出的有效轴功。（1）循环比功wn（又称比输出、指示比功、内比功、装置比功）忽略机械损失wn=wt-wckJ/kg相应的，指示功率、内比功率：Nn=GcwnkW***比功可表征机组的重量和大小。比功大，说明在同样的燃气轮机尺寸和工质流量情况下，燃机功率大。比功大，说明在同样的功率输出下，

3、燃机功尺寸小，工质流量小。进入压气机的空气流量，kg/s。2、热效率—燃气轮机输出的有用功与其所耗燃料的热量的比值。（1）内效率gt——内比功与热量的比值（装置热效率）（2）有效效率e——有效比功与热量的比值燃料的低位发热值，kJ/kge=im燃料消耗量，kg/h燃料流量，kg/s燃烧室燃气轮机循环进气压气机泵排气涡轮燃料1234在工质流动的主要流程中，只有压气机、燃烧室和涡轮三大件组成——简单循环2-2理想简单循环的特性▲定压加热理想循环1-2等熵压缩（压气机内）2-3定压吸热（燃烧室内）3-4等熵膨胀（燃气

4、透平内）4-1定压放热（排气，假想换热器）循环增压比循环增温比一、理想简单循环假设条件：工质为理想气体；热力过程均是可逆的，无能量损耗；工质的比热容和流量不变。组成：2个可逆绝热过程2个可逆定压过程1-2s等熵压缩2s-3s等压加热3s-4s等熵膨胀4s-1等压放热二、性能参数与压比和温比的关系1、比功与温比压比的关系w1*w4*1*2*3*4**2、热效率s与温比压比的关系循环热效率gt=wn/q1=qb/q1=1-q2/q1=1-*-m=f(*)q1q22-3实际简单循环的特性特点：热力过程中有

5、各种能量损耗，是不可逆的；工质的热力性质和数量因燃烧而变。假定条件（为便于与理想循环比较）：①具有相同的压比C*和初始温度T1*；②涡轮前燃气初温相同，T3*=T3s*；③环境参数均为p0、T0，即p1*=p0、T1*=T0。一、实际循环与理想循环的差别（1）压缩过程和膨胀过程是有损耗，不可逆的压气机等熵效率：0.8-0.92透平等熵效率：0.87-0.94一、实际循环与理想循环的差别（2）工质流动过程是有压力损失的压气机进气道压损率：0.01-0.015燃烧室压损率：0.03-0.06排气道压损率：0.025-0.0

6、7透平压比与各部分压比及压气机压比关系：（3）燃烧过程有不完全燃烧损失燃烧不完全，燃烧效率b<1.0(0.96~0.99)实际吸热量降低（4）比热容是随温度变化的，空气和燃气的等熵指数是不一样的。（5）压气机进口流量与透平燃气流量是不一样的燃料有一定的流量燃气轮机部件需要冷却轴承密封一般取0.02-0.03一般取0.02-0.10（6）轴承有摩擦产生机械损失二、实际简单循环性能参数与压比和温比的关系二、实际简单循环性能参数与压比和温比的关系二、实际简单循环性能参数与压比和温比的关系2-4联合循环燃气轮机的设计压比一、燃

7、气轮机最佳压比选择1.航空、机车及调峰燃机，选使比功最大的2.承担基本负荷的燃气轮机，选使效率最大的二、联合循环中燃机最佳压比选择1.和都要降低2.温比影响大于压比影响初温1300左右的燃机，压比选择17左右，两种压比都达到最大2-4联合循环燃气轮机的设计压比2-5复杂循环简介对于简单循环提高减少采用较高的各部件效率c*t*b压力损失温比*压比*，并按需选择最佳压比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提高温比*=T

8、3*/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