透平机组原理和系统介绍学习教案

1、会计学1透平机组原理和系统透平机组原理和系统(xtng)介绍介绍第一页，共71页。 公元1150年 - 公元1150年，中国已有可算是燃气轮机雏型的走马灯出现。 走马灯，又名马骑灯，是中国传统玩具之一，灯笼的一种，常见于元夕、元宵、中秋等节日。灯内点上蜡烛，烛产生的热力造成气流，令轮轴转动。轮轴上有剪纸，烛光将剪纸的影投射(tush)在屏上，图象便不断走动。燃气轮机燃气轮机(rnqlnj)鼻鼻祖祖第2页/共70页第二页，共71页。n世界上，第一台发电用燃气轮机(rnqlnj)于1939年秋在瑞士诞生，功率为4000KW；n1965年6 月 - 国别美国名称AGT-1500燃气轮机(rnqlnj

2、)AGT-1500 Gas Turbine Engine 研制单位阿夫柯-莱卡明公司AVCO-Lycoming CO.,US 生产单位达信莱卡明公司Textron Lycoming,US 现状生产装备情况美国M1主战坦克及其抢救车概述1965年6月美国陆军提出坦克和重型车辆用1103kW(1500 马力)燃气轮机(rnqlnj)。第3页/共70页第三页，共71页。燃气轮机的基本燃气轮机的基本(jbn)结构和工作原理结构和工作原理透平机组内透平机组内部结构部结构第4页/共70页第四页，共71页。透平机组的基本透平机组的基本(jbn)结构和工作原理结构和工作原理终端终端(zhn dun)透透平机组

3、平机组透平透平(tu pn)端端我来给发我来给发电机提供电机提供动力动力!发电机发电机第5页/共70页第五页，共71页。透平机组的基本透平机组的基本(jbn)结构和工作原理结构和工作原理结构结构(jigu)布局布局简图简图我们我们(w men)是是它的三它的三个老大个老大!第6页/共70页第六页，共71页。透平机组的基本结构和工作透平机组的基本结构和工作(gngzu)原理原理空气被压气机压成高压高温气体空气被压气机压成高压高温气体(qt)和从喷嘴进入的燃料和从喷嘴进入的燃料(燃气燃气/燃油燃油),在燃烧室内产生高在燃烧室内产生高温高压的气体温高压的气体(qt),气体气体(qt)膨胀驱动透平转动

4、膨胀驱动透平转动.而发电机而发电机(也可以为其它设备也可以为其它设备)可以通过透可以通过透平的同一轴的转动平的同一轴的转动,来实现运转来实现运转.第7页/共70页第七页，共71页。透平机组的基本结构和工作透平机组的基本结构和工作(gngzu)原理原理压气机压气机燃烧室燃烧室透平透平(tu pn)驱动驱动(q dn)设设备备第8页/共70页第八页，共71页。透平机组的基本结构透平机组的基本结构(jigu)和工作原理和工作原理透平透平(tu pn)机组三大核心部件：机组三大核心部件：压气机压气机燃烧室燃烧室透平透平(tu pn) 第9页/共70页第九页，共71页。透平机组的基本透平机组的基本(jb

5、n)结构结构压气机压气机第10页/共70页第十页，共71页。透平机组的基本透平机组的基本(jbn)结构结构压气机压气机我压缩的越我压缩的越大大,参与参与(cny)燃燃烧的空气越烧的空气越多多压气机压气机转子转子(zhun z)静子静子机壳机壳第11页/共70页第十一页，共71页。透平机组的基本透平机组的基本(jbn)结构结构压气机压气机压气机压气机转子转子(zhun z)定子定子(dngz)我和轴一我和轴一起转的起转的!我很静我很静的的,就坐那就坐那不动不动!第12页/共70页第十二页，共71页。转子转子(zhun z)透平机组的基本透平机组的基本(jbn)结构结构压气机压气机第13页/共70

6、页第十三页，共71页。透平机组的基本透平机组的基本(jbn)结构结构压气机压气机转子转子(zhun z)示意图示意图第14页/共70页第十四页，共71页。透平机组的基本透平机组的基本(jbn)结构结构压气机压气机压压气气机机分分解解图图第15页/共70页第十五页，共71页。透平机组的基本透平机组的基本(jbn)结构结构压气机压气机压缩压缩(y su)特性特性第16页/共70页第十六页，共71页。透平机组的基本透平机组的基本(jbn)结构结构压气机压气机压缩比定义压缩比定义(dngy)第17页/共70页第十七页，共71页。双轴透平双轴透平(tu pn)两个两个(lin )压压气机和透平气机和透平

7、轴式中空穿过去(guq)的透平机组的基本结构透平机组的基本结构压气机压气机第18页/共70页第十八页，共71页。透平机组的基本透平机组的基本(jbn)结构结构压气机压气机双轴透平双轴透平(tu pn)东方东方(Dngfng)终终端透平发电机以及东端透平发电机以及东方方(Dngfng)平台平台使用的透平压缩机就使用的透平压缩机就是双轴的是双轴的第19页/共70页第十九页，共71页。透平机组的基本透平机组的基本(jbn)结构结构燃烧室燃烧室第20页/共70页第二十页，共71页。透平机组的基本透平机组的基本(jbn)结构结构燃烧室燃烧室燃烧室燃烧室燃料燃料(rnlio)点火点火(din hu)头头内

8、壳内壳外壳外壳燃料燃料压缩空压缩空气进入气进入空气空气和燃和燃料混料混合气合气是否所有的是否所有的空气都参与空气都参与燃烧燃烧?第21页/共70页第二十一页，共71页。点火点火(din hu)头用头用于初次点火于初次点火(din hu)环形(hun xn)火焰筒透平机组的基本透平机组的基本(jbn)结构结构燃烧室燃烧室第22页/共70页第二十二页，共71页。机组机组(jz)实实物物!透平机组的基本透平机组的基本(jbn)结构结构燃烧室燃烧室第23页/共70页第二十三页，共71页。透平机组的基本结构透平机组的基本结构(jigu)透平透平第24页/共70页第二十四页，共71页。透平机组的基本透平机

9、组的基本(jbn)结构结构透平透平透平透平(tu pn)定子定子(dngz)转子转子我把高温混我把高温混合气体用力合气体用力推你推你,看你转看你转不转不转?第25页/共70页第二十五页，共71页。透平机组的基本结构透平机组的基本结构(jigu)透平透平高温气体通过透平可以高温气体通过透平可以(ky)：改变气流方向改变气流方向提高气体速度提高气体速度减少气体压力和温度减少气体压力和温度第26页/共70页第二十六页，共71页。透平机组的基本透平机组的基本(jbn)结构结构透平透平多级透平多级透平(tu pn)示意图示意图第27页/共70页第二十七页，共71页。实物图实物图透平机组的基本透平机组的基

10、本(jbn)结构结构透平透平第28页/共70页第二十八页，共71页。透平机组的工作透平机组的工作(gngzu)原理原理牛顿第一定律告诉：牛顿第一定律告诉：对于静止的物体除非对于静止的物体除非施加外在作用力再可施加外在作用力再可能运动！能运动！同样适用于透平，要同样适用于透平，要使透平转子转动起来使透平转子转动起来(q li)必须施加作用必须施加作用力，这就是之前提到力，这就是之前提到的空气和燃料燃烧后的空气和燃料燃烧后膨胀气体作用。膨胀气体作用。第29页/共70页第二十九页，共71页。透平机组的工作透平机组的工作(gngzu)原理原理牛顿第二定律告诉牛顿第二定律告诉(o s)：F=MA,作用力

11、大小和质作用力大小和质量，加速度成正比。量，加速度成正比。这就是为什么透平压缩这就是为什么透平压缩机需要压缩进入燃烧的机需要压缩进入燃烧的空气，因为压缩比越大空气，因为压缩比越大，则空气密度越大，那，则空气密度越大，那么单位时间内空气质量么单位时间内空气质量就越大。就越大。思考：对于透平机思考：对于透平机组冬天组冬天(dngtin)和夏天比那个出力和夏天比那个出力大？大？第30页/共70页第三十页，共71页。透平机组的工作透平机组的工作(gngzu)原理原理牛顿第三定律告诉：牛顿第三定律告诉：作用力大小和反作用力作用力大小和反作用力大小相等，反向相反。大小相等，反向相反。燃烧室出来高温膨胀气燃

12、烧室出来高温膨胀气体推动透平叶片转动，体推动透平叶片转动，对于对于(duy)叶片产生叶片产生反作用力推动转子转动反作用力推动转子转动。第31页/共70页第三十一页，共71页。压缩(y su)燃烧(rnsho)膨胀(png zhng)透平机组的工作原理透平机组的工作原理第32页/共70页第三十二页，共71页。透平机组的工作透平机组的工作(gngzu)原理原理第33页/共70页第三十三页，共71页。n燃料系统燃料系统n润滑润滑(rnhu)系统系统n空气系统空气系统n启动系统启动系统n火灾消防系统火灾消防系统n控制系统控制系统第34页/共70页第三十四页，共71页。燃料燃料(rnlio)系统系统目前

13、，湛江分公司使用的燃气轮机燃料系统设计采用：目前，湛江分公司使用的燃气轮机燃料系统设计采用：双燃料（燃料气双燃料（燃料气+ +燃料油），大多透平发电机。燃料油），大多透平发电机。单燃料（燃料气），例如单燃料（燃料气），例如SOLARSOLAR透平压缩机，乌克兰透平压缩机，乌克兰 透平发电机都是采用单燃料。透平发电机都是采用单燃料。由于厂家不同对燃料要求也不一样，但是，同样的一点就由于厂家不同对燃料要求也不一样，但是，同样的一点就是透平机组对于燃料要求较高，由于其运行在极高转速，是透平机组对于燃料要求较高，由于其运行在极高转速，而且高温，极易造成高温腐蚀而且高温，极易造成高温腐蚀(fsh)(fs

14、h)，故对燃料和空气，故对燃料和空气过滤系统要求都较高。过滤系统要求都较高。第35页/共70页第三十五页，共71页。WC116打坏透平(tu pn)叶片燃料燃料(rnlio)系统系统极小颗粒(kl)面对高速透平都有可能导致如图情况第36页/共70页第三十六页，共71页。燃料燃料(rnlio)系统系统第37页/共70页第三十七页，共71页。燃料燃料(rnlio)系统系统第38页/共70页第三十八页，共71页。第39页/共70页第三十九页，共71页。西门子机组西门子机组(jz)燃料流燃料流程程第40页/共70页第四十页，共71页。第41页/共70页第四十一页，共71页。西门子燃油系统西门子燃油系统

15、(xtng)第42页/共70页第四十二页，共71页。直流泵直流泵交流交流(jioli)泵泵主润滑主润滑油泵油泵我自己我自己(zj)来驱动来驱动!主要是为机组的轴承各处主要是为机组的轴承各处(包括发电机包括发电机)的冷却和保护的作用的冷却和保护的作用机组在启动之前机组在启动之前,必须有交直流泵的一个预前润滑必须有交直流泵的一个预前润滑机组在停机或故障停机机组在停机或故障停机,在没有低于一定值时在没有低于一定值时,直流泵会自动运转来实现直流泵会自动运转来实现 润滑润滑第43页/共70页第四十三页，共71页。润滑润滑(rnhu)系统系统典型的透典型的透平平(tu pn)润滑润滑图图第44页/共70页

16、第四十四页，共71页。润滑润滑(rnhu)系统系统滑油的作用滑油的作用(zuyng)1,减少直接摩擦减少直接摩擦2,起一个起一个(y )软垫软垫的作用的作用 建立的油膜托起轴建立的油膜托起轴3,冷却冷却4,清洁清洁5,密封密封第45页/共70页第四十五页，共71页。空气空气(kngq)系统系统空气进入压空气进入压气机参与做气机参与做功功(zugng)(干净的干净的)!我只是我只是(zhsh)给发电机给发电机冷却冷却我给机我给机撬冷却撬冷却第46页/共70页第四十六页，共71页。空气空气(kngq)系系统统防虫网防虫网过滤过滤(gul)空气空气防止防止(fngzh)大大的杂物掉入的杂物掉入到压气

17、机到压气机一般都有消一般都有消声层声层我有压差开关来保护你我有压差开关来保护你第47页/共70页第四十七页，共71页。空气空气(kngq)系统系统西门子空气西门子空气(kngq)进进口过滤器口过滤器第48页/共70页第四十八页，共71页。启动启动(qdng)系统系统目前湛江分公司透平机组启动系统有：目前湛江分公司透平机组启动系统有：变频启动（新机组都采用此设计）变频启动（新机组都采用此设计）液压启动（液压启动（WZIT,W121,W114WZIT,W121,W114）气动启动（气动启动（Y13-1 SOLAR MarS100Y13-1 SOLAR MarS100）为机组启动初始为机组启动初始(

18、ch sh)(ch sh)阶段提供动力支持。阶段提供动力支持。第49页/共70页第四十九页，共71页。液压启动液压启动(qdng)系统系统我给机组最初我给机组最初提供提供(tgng)动动力力第50页/共70页第五十页，共71页。液压启动液压启动(qdng)系统系统液压泵将机械能转化(zhunhu)为液压能液压马达(md)将液压能转化为机械能第51页/共70页第五十一页，共71页。液压启动液压启动(qdng)系统系统液压泵液压马达(md)!当我在转的时候当我在转的时候(sh hou)大家离远大家离远点呀点呀第52页/共70页第五十二页，共71页。变频变频(bin pn)马马达启动达启动第53页/

19、共70页第五十三页，共71页。和液压启动系统相比优势：和液压启动系统相比优势：简单，只需变频驱动简单，只需变频驱动(q dn)液压系统流程复杂，造成空间大液压系统流程复杂，造成空间大控制简单，直接由变频控制输出控制简单，直接由变频控制输出风险低，高液压油会伤害操作人员风险低，高液压油会伤害操作人员正是由于上述优点，目前燃气轮机启动方式大多选用变频启动正是由于上述优点，目前燃气轮机启动方式大多选用变频启动模式。模式。第54页/共70页第五十四页，共71页。第55页/共70页第五十五页，共71页。第56页/共70页第五十六页，共71页。机组启动(qdng)开始程序设定，启动系统开始工作机组转速到设

20、定值，启动系统退出停止第57页/共70页第五十七页，共71页。模型模型(mxng)图图火灾火灾(huzi)消消防系统防系统第58页/共70页第五十八页，共71页。火灾火灾(huzi)消防系统消防系统CO2瓶燃气探头(tn tu)(2个)热探头(tn tu)(2个)火焰探头(3个)第59页/共70页第五十九页，共71页。火灾火灾(huzi)消防系统消防系统当机组发生火灾当机组发生火灾(huzi),机组会有一个延时来触发系统动作机组会有一个延时来触发系统动作,机组关停机组关停,喷喷CO2.打到旁打到旁通通(pn tn)!注意一注意一,在机组打开在机组打开舱前舱前,旁通旁通CO2释放释放模块模块!第

21、60页/共70页第六十页，共71页。火焰(huyn)探头(3个)火灾火灾(huzi)消防系统消防系统火焰探头会因为火焰探头会因为(yn wi)雷电雷电,弧弧光等产生误动作光等产生误动作,而释放而释放CO2注意二注意二,严禁在雷严禁在雷电电,电焊作业等可电焊作业等可能产生误动作的时能产生误动作的时候候,打开舱门打开舱门!第61页/共70页第六十一页，共71页。控制系统控制系统(kn zh x tn)主控制系统主控制系统(kn zh x tn)结构图结构图第62页/共70页第六十二页，共71页。控制系统控制系统(kn zh x tn)在主控室在主控室现场驱动现场驱动(q dn)控制控制PLC-5完成数据的收集完成数据的收集,运算运算(yn sun),输输出出,实现对机组运行的参