关于燃气轮机你需要知道的事情

燃气轮机自 1939 年以来一直用于发电。今天，它是应用最广泛的发电技术之一。众所周知，燃气轮机是内燃 (IC) 发动机，它允许空气-燃料混合物产生热气，这些热气使涡轮机旋转以产生动力。该工艺常见于喷气发动机、汽车内燃机、船舶、机车等。

今天，您将了解燃气轮机的定义、应用、功能、组件、图表、类型和工作原理。您还将了解这款燃气轮机的优缺点。

什么是燃气轮机？

燃气轮机是一种将燃料（即天然气或类似燃料）的化学能转化为机械能的机械装置。涡轮轴产生的机械能然后通过齿轮箱传递到发电机轴。因此，产生电力。燃气轮机之所以这样命名，并不是因为燃料，而是因为燃料燃烧过程中产生的热气。可以使用不同的燃料，包括燃料油、天然气和合成燃料。在其过程中，燃烧是间歇发生的，即是一个连续的过程。

燃气轮机也称为燃气轮机，是一种连续内燃机。其主要功能元件包括上游旋转气体压缩机、燃烧器、与压缩机在同一轴上的下游涡轮。燃气轮机中经常使用一个组件来提高其效率并将动力转换为机械或电气形式。它还有助于在加力发动机中实现更大的推重比。

此外，燃气轮机可以说是一种使用气体作为其工作流体以使涡轮旋转的内燃机。末端动力可用于驱动发电机泵、螺旋桨或纯喷气式飞机发动机。

燃气轮机的应用

燃气轮机可用于为飞机、火车、轮船、发电机、泵、气体压缩机、坦克等提供动力。现在让我们深入了解燃气轮机的各种应用。

• 发电 - 除航空外，电力行业广泛使用燃气轮机。虽然也可以使用蒸汽轮机。
• 工业用途
• 船舶推进
• 机车推进
• 汽车推进

燃气涡轮发动机用作中型“峰值负载”电厂，在电力系统的短时间高功率需求期间间歇运行。

燃气轮机用于通过管道泵送天然气，其中一小部分被泵送的气体用作涡轮燃料。

炼油过程也使用该系统。带有离心压缩机的小型便携式燃气轮机用于操作泵。

注意 :燃气轮机的主要功能是产生机械和电能。

燃气轮机部件

以下是燃气轮机的组成部分：

压缩机：

用作燃气轮机部件的压缩机有多种类型，较早的采用离心式压缩机。它的设计相对简单且便宜。它们仅限于低压比，在效率方面无法与现代轴流式压缩机相提并论。离心式压缩机今天仍在小型工业装置中使用。

燃烧室：

在这个系统中，有两股空气来自压缩机。较小的气流集中送入一个区域，在该区域中，雾化燃料被喷射并燃烧，火焰被产生湍流的障碍物固定在适当的位置。另一股被称为较冷的气流然后通过孔与“燃烧衬里”（一种外壳）一起被送入燃烧室。这有助于将整体温度降低到适合涡轮进口的水平。

涡轮：

这些燃气轮机部件通常基于反应原理，热气体膨胀多达八级。它使用一个或两个线轴涡轮机。在这种涡轮机外部负载被驱动时，部分膨胀发生在高压涡轮机中。这种高压涡轮仅驱动压缩机，而其余的膨胀发生在与负载相连的独立、自由的涡轮中。

控制和启动：

驱动发电机的燃气涡轮发动机，需要控制速度并且无论电力负载如何都必须保持恒定。减少该系统中的燃料流量将降低燃烧室的出口温度。正因为如此，即使涡轮效率略微降低，涡轮也可以使用焓降。飞机燃气涡轮发动机的控制更难控制。

其他设计注意事项：

随着现代燃气涡轮发动机的设计，可能会增加额外的功能部件以提高其效率。

燃气涡轮发动机示意图：

燃气轮机的种类

以下是各种类型的燃气轮机：

涡轮喷气发动机：

这些类型的燃气轮机比所有飞机涡轮发动机都简单。在其工作中，达到了四个部分：压缩机、燃烧室涡轮部分和排气。涡轮喷气发动机已经问世几十年了，二战前在德国和英国开发。在涡轮喷气式燃气轮机中，空气以高速进入燃烧室。这个腔室允许燃料进入其中并包含一个点火器。涡轮由膨胀的空气驱动，空气的推力来自加速的废气。

涡轮螺旋桨飞机：

在涡轮螺旋桨类型的燃气涡轮发动机中，螺旋桨通过减速齿轮驱动，从而在较低的转速下提供最佳的螺旋桨性能。这有助于在较慢的空速下实现更高的燃油效率和性能，使涡轮螺旋桨发动机成为飞机发动机的更好选择，包括小型通勤飞机、货机和农业用途。请注意，随着飞机速度的增加，螺旋桨的效率会降低，因此适用于不以较高速度飞行的飞机。

涡扇：

涡轮风扇是一种飞机涡轮发动机，可将燃烧室周围的二次空气流转向，从而产生额外的信任。涡轮风扇类型的燃气涡轮发动机是高速运输机和战斗机上的现代版本。

涡轮轴（加力涡轮喷气发动机）：

这些类型的燃气涡轮发动机主要用于战斗机。它在核心涡轮喷气发动机中包括一个加力燃烧室，因此排气中的一些能量可用于转动涡轮机。每当加力燃烧室开启时，额外的燃料就会被喷射到排气流中，从而产生额外的推力。这不会为飞机带来额外的速度，并且比传统的涡轮喷气飞机燃烧更多的燃料。

燃气轮机的工作原理

燃气轮机的工作不太复杂，很容易理解。它以进气、压缩、膨胀和排气循环运行。通常，在任何燃气轮机中，空气被压缩机压缩，然后被驱动通过燃烧室。燃料不断燃烧，用于高温高压气体处理。空气/燃料气体被燃烧（点燃）并发生膨胀，因此产生由前级压缩机使用的旋转能量。剩余的能量由输出轴使用。

观看以下内容，了解更多关于燃气轮机工作的信息：

https://www.youtube.com/watch?v=t7N1kKz5faM

让我用几个步骤解释燃气轮机是如何发电的。好吧，它经历了与上述相同的过程，但仍需要澄清电力是如何产生的。为了发电，燃气轮机在非常高的温度下加热空气/燃料混合物，导致涡轮叶片旋转。旋转涡轮驱动发电机，将能量转化为电能。燃气轮机可以与蒸汽轮机组合，在联合循环发电厂中，以产生极其高效的电力。容易对！步骤如下：

• 点燃空气燃料混合物。
• 热气旋转涡轮叶片。
• 驱动轴与叶片一起旋转。
• 涡轮旋转为发电机提供动力。
• 发电机磁铁使电子移动并产生电能。

燃气轮机的优缺点

优点：

以下是燃气涡轮发动机在各种应用中的优势：

• 与往复式发动机相比，功率重量比非常高。
• 比大多数相同额定功率的往复式发动机更小。
• 活动部件更少
• 主轴转动顺畅
• 比往复式发动机振动更小。
• 废热几乎全部在排气中消散。
• 往复式发动机的低峰值燃烧压力。
• 润滑油成本和消耗量低。
• 可以使用多种燃料进行操作。
• 启动后无需预热。
• 初始成本更低。
• 需要更少的空间。

缺点：

尽管燃气涡轮发动机具有良好的优势，但仍然存在一些限制。以下是燃气轮机在各种应用中的缺点。

• 由于使用了特殊材料，发动机成本很高。
• 启动时间更长
• 对电力需求变化的反应较慢。
• 固有效率较低。

结论

燃气涡轮发动机在航空应用中广为人知，事实上，上面列出的各种类型的涡轮机都用于航空领域。燃气轮机在大多数情况下都具有良好的优势，它使用化学能进行工作。这就是本文的全部内容，我们在其中解释了燃气轮机的定义、应用、功能、组件、图表、类型和工作。我们还讨论了它的优缺点。

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