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燃氣輪機和航空發動機的區別在哪里 燃氣輪機怎么選型

本文章由注冊用戶 淺嘗不止— 上傳提供 2023-10-27 評論 0
摘要:燃氣輪機與航空發動機結構相近,其渦輪盤、渦輪葉片、渦輪機匣等需要高溫合金來制造。由于結構尺寸和工作環境不同,燃氣輪機用高溫合金與航空發動機用高溫合金各成體系,也有交叉之處。那么燃氣輪機和航空發動機的區別在哪里以及燃氣輪機怎么選型呢?趕緊和我一起到文中來看看吧!

一、燃氣輪機和航空發動機的區別在哪里

1、用途不同

航空發(fa)動機主要用于航空動力(li),其整機重要指標:推(tui)力(li)型(xing)的(de)側(ce)(ce)重推(tui)重比、耗油率(lv)(lv)、比功(gong)(gong)、單位迎風面積推(tui)力(li)等(deng)(deng);功(gong)(gong)率(lv)(lv)型(xing)的(de)側(ce)(ce)重功(gong)(gong)重比、耗油率(lv)(lv)、比功(gong)(gong)等(deng)(deng)。

燃氣輪機主要用(yong)(yong)于電力(li)、工業、艦船和國防陸(lu)(lu)用(yong)(yong)等(deng)領域作為動(dong)力(li)裝置(zhi),通常是由航空(kong)發(fa)動(dong)機衍生(sheng)出(chu)(chu)來(lai)的(de),而后(hou)獨立發(fa)展的(de)高技術產品。其(qi)能量(liang)輸出(chu)(chu)方式(shi)只(zhi)有功(gong)率(lv)輸出(chu)(chu),整機重要指標(biao):陸(lu)(lu)用(yong)(yong)型(xing)側(ce)重熱(re)效率(lv)、比功(gong)、使(shi)用(yong)(yong)壽命(ming)等(deng);車船型(xing)側(ce)重熱(re)效率(lv)、比功(gong)、使(shi)用(yong)(yong)壽命(ming)、單位體積功(gong)率(lv)等(deng)。

2、組成部件不同

航(hang)空發動機(ji)(ji)和燃氣輪機(ji)(ji)二者由于組成的(de)部件不(bu)(bu)同,部件間的(de)匹配(pei)關系不(bu)(bu)同。航(hang)空發動機(ji)(ji)追(zhui)求先進氣動熱力(li)(li)設計、高(gao)熱力(li)(li)循環參數(shu);追(zhui)求高(gao)推重比、高(gao)功重比;追(zhui)求矢量推力(li)(li)技(ji)術、隱身技(ji)術、高(gao)機(ji)(ji)動下的(de)工作穩定性技(ji)術;需要(yao)考(kao)慮防(fang)(fang)(fang)冰凍(dong)、防(fang)(fang)(fang)鳥(niao)撞(zhuang)、防(fang)(fang)(fang)雷擊等。

燃氣輪機追求高熱(re)效率、低成本、耐久性、高可靠(kao)性、長壽命設計(ji)技術;追求先進燃氣/蒸汽聯合循環(huan)、間冷、回熱(re)、再熱(re)等復雜的熱(re)力循環(huan)技術,提高循環(huan)熱(re)效率。

3、壓氣機不同

航空發動機壓氣機(ji)追求(qiu)的指標是在(zai)高效率和高穩定性的前(qian)提下盡量(liang)降低自重(zhong)和減(jian)小(xiao)迎(ying)風(feng)面積(風(feng)扇除外),滿足非常寬的飛行包(bao)絡線,而長(chang)壽命(即大修時間間隔)以及(ji)生產和制造成本是次要因素。

燃氣輪機(ji)的(de)壓氣機(ji)則是(shi)追求在高(gao)效率和(he)高(gao)穩(wen)定性的(de)同時,盡量延長壓氣機(ji)的(de)壽命,降(jiang)低生產和(he)制造成本,而自重則是(shi)次要因素。

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4、燃燒設計不同

航空發動(dong)機追求(qiu)短環形(xing)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)室設計(ji),高(gao)溫升、高(gao)熱容強(qiang)度(du)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)室設計(ji)技(ji)術(shu);高(gao)空再(zai)點火(huo)和高(gao)空穩(wen)定燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)技(ji)術(shu);對民用航空發動(dong)機還要求(qiu)高(gao)效低排(pai)放燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)室設計(ji)技(ji)術(shu)。

燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)輪機(ji)尤其是重型燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)輪機(ji),其結(jie)(jie)構多為管-環結(jie)(jie)合(he)(he)的干式(shi)低排放燃(ran)(ran)燒室。追求油/氣(qi)(qi)互換(huan),合(he)(he)成氣(qi)(qi)、中低熱值氣(qi)(qi)多燃(ran)(ran)料(liao)(liao)適應性,干式(shi)低NOx燃(ran)(ran)燒技術。新(xin)一(yi)代重型燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)輪機(ji)多采用純氫和(he)富氫燃(ran)(ran)料(liao)(liao),實現近零排放燃(ran)(ran)燒室設(she)計技術。

5、透平不同

透平必(bi)須采用(yong)先進的氣動設(she)計(ji)高(gao)效(xiao)率地轉化能(neng)量,同時必(bi)須能(neng)夠在極(ji)端的工(gong)作環(huan)境中(zhong)保證工(gong)作的可靠性。

航空發動機透(tou)(tou)平進口溫度更高,且葉片截面(mian)小,葉片短,采(cai)用(yong)氣(qi)冷方式,高、低壓(ya)透(tou)(tou)平或動力渦輪(lun)設計追求高負(fu)荷(he)、高效率的氣(qi)動設計;追求新型高效冷卻透(tou)(tou)平葉片設計技(ji)術,高負(fu)荷(he)、高可靠性透(tou)(tou)平結構設計技(ji)術,對轉渦輪(lun)設計技(ji)術和流熱固多場耦合分析(xi)技(ji)術等。

燃氣(qi)(qi)輪機尤其是重型燃氣(qi)(qi)輪機,透平進(jin)口溫度相對較低,透平葉片(pian)截面大,葉片(pian)長,既可采用空(kong)氣(qi)(qi)冷(leng)卻技(ji)術、也(ye)可采用蒸(zheng)汽/空(kong)氣(qi)(qi)綜合冷(leng)卻技(ji)術,多(duo)級(ji)透平設計追求高(gao)氣(qi)(qi)動效率(lv)和長壽命。

二、燃氣輪機怎么選型

燃氣輪機選型(xing)時(shi),對其熱力性能方面的考慮應注意以(yi)下幾點:

1、機組(zu)(zu)熱(re)(re)效(xiao)率和(he)燃(ran)料成本相結合的(de)(de)綜合經(jing)濟(ji)性。單方面(mian)考慮熱(re)(re)效(xiao)率高低(di)常常是不全面(mian)的(de)(de),一(yi)般需把機組(zu)(zu)熱(re)(re)效(xiao)率和(he)燃(ran)用的(de)(de)燃(ran)料成本結合起來(lai),更全面(mian)權衡機組(zu)(zu)的(de)(de)經(jing)濟(ji)性。因(yin)(yin)為有時地(di)理因(yin)(yin)素更優先于熱(re)(re)效(xiao)率,如(ru)某些地(di)區的(de)(de)用戶可能更注重(zhong)燃(ran)氣(qi)輪機對燃(ran)用廉價(jia)原油和(he)重(zhong)油的(de)(de)能力(li)與相應的(de)(de)長(chang)熱(re)(re)部件壽命性能、

2、熱(re)力(li)循環系(xi)統優化的(de)問(wen)題。影響燃氣(qi)(qi)輪機(ji)熱(re)力(li)性能的(de)因素有很多,如透平初(chu)溫(wen)(wen)、壓(ya)氣(qi)(qi)機(ji)壓(ya)比、回熱(re)度(du)(若(ruo)采(cai)用回熱(re)循環)等(deng)(deng)熱(re)力(li)參數(shu),壓(ya)氣(qi)(qi)機(ji)、透平、燃燒室等(deng)(deng)部件效率,進、排氣(qi)(qi)道等(deng)(deng)各部分流(liu)阻損(sun)失等(deng)(deng)。其中許多參數(shu)受(shou)到(dao)設計(ji)制造時的(de)技(ji)術(shu)與設計(ji)水平所制約,一般要根據(ju)設計(ji)和技(ji)術(shu)條件選取(qu),如透平初(chu)溫(wen)(wen)就要根據(ju)高溫(wen)(wen)材料和冷卻技(ji)術(shu)來(lai)確定。而壓(ya)氣(qi)(qi)機(ji)壓(ya)比要通過熱(re)力(li)循環設計(ji)優化分析來(lai)確定。

3、機組的全(quan)工(gong)況(kuang)或變工(gong)況(kuang)熱力特性。實際上,隨著環(huan)境大氣(qi)條件、外界負荷或系(xi)統本身等(deng)變化,燃氣(qi)輪機及其聯合循環(huan)裝置總是處(chu)于非設(she)計工(gong)況(kuang)下運行,全(quan)面考慮全(quan)部可(ke)能運行區域的特性,就更為重要和實用。

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