燃气轮机原理第五章 变工况5-6&5-7.ppt

燃气轮机原理第五章燃气轮机变工况,5-6分轴燃气轮机的变工况性能,单轴燃气轮机因负荷与压气机同轴，负荷转速变化规律直接影响压气机的性能。为了使压气机运转不直接受负荷特性的影响，将压气机和负荷分轴，有串联的高、低压涡轮分别驱动。分轴燃气轮机在变工况时，各轴可有不同的变化规律。,分低轴燃气轮机,负荷Ne，总膨胀比T，HT得不多，高压涡轮HT的有效功不多，nc和qma不多。燃气轮机的输出功率的减少只能靠降低燃气初温来达到。,压气机与高压涡轮同轴,分高轴燃气轮机,负荷Ne，总膨胀比T，LT较多，nc较多，qma较多，qmg较多。为了维持燃气轮机的正常工作，必须提高燃气初温才能实现。,压气机与低压涡轮同轴,分低与分高轴的对比,分高轴,分低轴,分低轴,分高轴,,,分高轴比分低轴在变工况时热效率高，但其致命的弱点是离喘振边界比较近。在6080Neo时，已不能稳定工作。在实际中，无分高轴燃气轮机。,分低轴燃气轮机变工况性能,经济性,分低轴燃气轮机变工况性能,稳定性比较好。稳定性影响因素c，T，平衡工况运转线发生变化，成为------线，稳定工作范围减小。原因维持规律的Ne输出，必须提高初温。,,分低轴燃气轮机变工况性能,稳定性影响因素压气机压比的影响,共同工作线,,,低压比,高压比,防喘措施10，采用可转导叶，或采用双转子结构。,分低轴燃气轮机变工况性能,加载性比较好。由于负荷与压气机分轴，启动和加速时，转子转动惯量影响较小，负荷转速调节比较灵敏；负荷转速低时，压气机仍可高速运转，可维持较高的流量、压比，从而增加转矩，所以分轴机组的起动转矩可达额定转矩的23倍，因此适用于机械传动变速负荷，广泛用于舰船。,5-7平行双轴和多轴燃气轮机变工况,我国自行研制二平低热方案压缩过程间冷膨胀过程再热高、低压压气机串联工作高、低压压气机机械上彼此独立,平行双轴燃气轮机解决高压比单台压气机稳定性问题,R-750/750-25型,高压比单台压气机变工况特点,单台压气机看作是同轴串联的高、低压两个部分,不变,不变,,,,,,得很少，甚至有可能由于,得较多，使得,。,1,1m,2m,2,,,高压部分易于阻塞,低压部分易于喘振,改善稳定性措施高压部分转速少降或不降；低压部分转速降低多些。解决办法将高、低压压气机分置两轴，由不同的涡轮驱动，两者转速变化可不相同。,二平低轴燃气轮机,带恒速型负荷,nLC工作时保持不变，qma变化小，Ne时必然qmf，所以,nHT；相应地nHC,HC通流能力。,为了连续流量，只有提高高压压气机HC的进口压力，LC，低压压气机的负荷加重，工作线向LC方向移动，稳定性。,,,，，,低压压气机等温线分布,二平低轴燃气轮机,带变速型负荷,Ne时，nLC，qmf，LC，,nHC得少，,二平低轴燃气轮机带不变螺距的螺桨型负荷时，稳定性改善。,，，同时HT得少，,得少，,得少，彼此配合。,,平行双轴燃气轮机等温线,,,,,,,二平高轴燃气轮机,二平高轴燃气轮机带恒速电负荷时，稳定性改善。,实线恒速负荷虚线变速负荷,,交错双轴,,,,,,缺点破坏了气流直流的原则转子尺寸不协调淘汰,三轴燃气轮机,平行双轴在携带合适的负荷后，解决了高压比压气机工作的不协调性问题，但其性能和压气机的运行仍然相当程度上受负荷特性的影响，所以在运输式和舰船燃气轮机中仍不宜采用这种形式的燃气轮机。解决问题的方法是象分轴燃气轮机那样，在平行双轴方案的基础上，增设一支独立的动力涡轮。这样既解决高压比压气机的稳定性问题，又可避免负荷特性对压气机工作条件的严重影响。,三轴燃气轮机变工况比较,3/高,3/中,3/低,3高稳定工作范围太窄，淘汰3中历史上仅出现一台，淘汰违背气流直流原则不适于航机它用3低舰船燃气轮机使用最广泛的一种燃机,三低型燃气轮机变工况性能,经济性负荷降低，经济性变差；稳定性比较好；加载性比较好从低负荷加载到全负荷时，三低可以允许有较大的燃气温增；在双压气机的燃气轮机中，加载的快慢由转动惯量较大的低压压气机转子所决定。三低中，低压压气机由中压涡轮带动，因此负荷变化时，低压压气机转速下降得较少。,