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燃氣輪機

燃氣輪機基本簡介：

    燃氣輪機是以連續(xù)流動的氣體為工質(zhì)帶動葉輪高速旋轉(zhuǎn)，將燃料的能量轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ膬?nèi)燃式動力機械，是一種旋轉(zhuǎn)葉輪式熱力發(fā)動機。

    燃氣輪機在空氣和燃氣的主要流程中，只有壓氣機、燃燒室和燃氣透平這三大部件組成的燃氣輪機循環(huán)，通稱為簡單循環(huán)。大多數(shù)燃氣輪機均采用簡單循環(huán)方案。

    壓氣機從外界大氣環(huán)境吸入空氣，并經(jīng)過軸流式壓氣機逐級壓縮使之增壓，同時空氣溫度也相應(yīng)提高；壓縮空氣被壓送到燃燒室與噴入的燃料混合燃燒生成高溫高壓的氣體；然后再進入到透平中膨脹做功，推動透平帶動壓氣機和外負荷轉(zhuǎn)子一起高速旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了氣體或液體燃料的化學(xué)能部分轉(zhuǎn)化為機械功，并輸出電功。從透平中排出的廢氣排至大氣自然放熱。這樣，燃氣輪機就把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，又把部分熱能轉(zhuǎn)變成機械能。通常在燃氣輪機中，壓氣機是由燃氣透平膨脹做功來帶動的，它是透平的負載。在簡單循環(huán)中，透平發(fā)出的機械功有1/2到2/3左右用來帶動壓氣機，其余的1/3左右的機械功用來驅(qū)動發(fā)電機。在燃氣輪機起動的時候，首先需要外界動力，一般是起動機帶動壓氣機，直到燃氣透平發(fā)出的機械功大于壓氣機消耗的機械功時，外界起動機脫扣，燃氣輪機才能自身獨立工作。

    工作原理：

    燃氣輪機的工作過程是，壓氣機(即壓縮機)連續(xù)地從大氣中吸入空氣并將其壓縮；壓縮后的空氣進入燃燒室，與噴入的燃料混合后燃燒，成為高溫燃氣，隨即流入燃氣渦輪中膨脹做功，推動渦輪葉輪帶著壓氣機葉輪一起旋轉(zhuǎn)；加熱后的高溫燃氣的做功能力顯著提高，因而燃氣渦輪在帶動壓氣機的同時，尚有余功作為燃氣輪機的輸出機械功。燃氣輪機由靜止起動時，需用起動機帶著旋轉(zhuǎn)，待加速到能獨立運行后，起動機才脫開。

    燃氣輪機的工作過程是比較簡單的，稱為簡單循環(huán)；此外，還有回?zé)嵫h(huán)和復(fù)雜循環(huán)。燃氣輪機的工質(zhì)來自大氣，后來又排至大氣，是開式循環(huán)；此外，還有工質(zhì)被封閉循環(huán)使用的閉式循環(huán)。燃氣輪機與其他熱機相結(jié)合的稱為復(fù)合循環(huán)裝置。

    燃氣初溫和壓氣機的壓縮比，是影響燃氣輪機效率的兩個主要因素。提高燃氣初溫，并相應(yīng)提高壓縮比，可使燃氣輪機效率顯著提高。70年代末，壓縮比很高達到31；工業(yè)和船用燃氣輪機的燃氣初溫很高達1200℃左右，航空燃氣輪機的超過1350℃。