燃气轮机工作原理
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➢燃气轮机工作原理 ➢SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍 ➢SGT5-4000F型燃气轮机辅助系统 ➢燃气轮机-蒸汽轮机联合循环
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燃气轮机工作原理
燃气轮机定义
燃气轮机装置是一种以空气及燃料气为工质的、旋转式热力 发动机。 核心组成： 压气机（Compressor) 燃烧室 (Chamber) 透平机（Turbine）
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2.燃机本体MBA/MBD
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2.燃机本体MBA/MBD
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2. 放风系统MBA4
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2.放风系统MBA4
放风系统功能：
轴流压气机是在额定转速下进行设计的，当转速低于额定转 速一定范围时，超负荷的压气机不能产生足够的压比，此时会 进入气动上所说的喘振状态，并使压气机运行不稳定。
为了避免此现象，通过在压气机特定位置将一部分空气抽出， 减轻压气机负荷以改善运行工况。
50 1250 19.0 716.5
排气温度，℃
571
544
582
540
582
575.8
燃气轮机功率，MW 燃气轮机效率，% 联合循环效率，%
69 36.5 54.0
109 34.0 51.9
185 38.8 57.7
159 34.5 52.3
268 39.0 57.7
292.7 39
58.16
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1. 燃机本体MBA/MBD
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2.燃机本体MBA/MBD
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1.燃机本体MBA/MBD
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1.燃机本体MBA/MBD
压差过低 表示即将发生喘振
高流速 低流速
压力能转化为动能
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1.燃机本体MBA/MBD
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2.燃机本体MBA/MBD
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2.燃机本体MBA/MBD
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2.燃机本体MBA/MBD
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SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
燃烧室&燃烧器
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SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
透平
5、9、13级抽气
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SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
透平—叶片
动叶片
静叶片
透平动叶片内部冷却通道
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➢燃气透平均为4级 ➢1～2级动叶片为单晶叶片， 外面加两层涂层 ➢第3级动叶片为定向结晶 叶片，加一层涂层 ➢第4级由于温度相对比较 低，所以采用为一般材料的 锻件 ➢各级叶片均有空气冷却孔
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2.放风系统MBA4
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2.放风系统MBA4
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2.放风系统MBA4
放风系统保护：
1. 放风阀在启动时未处于开启状态，启动自动取消。 2. 当燃机转速在喘振区时，若放风阀关闭，则燃机跳机。 3.当燃机达到额定转速一定时间，放风阀仍打开，且无法关闭 时，燃机停机。
新编号
SGT5-4000F(X)
燃气轮机等级 F ＝ F级燃气轮机 E ＝ E级燃气轮机 压气机序列 转速 5 ＝50 Hz 6 ＝60 Hz 西门子燃气轮机英文缩写
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SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍 西门子燃气轮机产品目录
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SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
SIEMENS 主要燃气轮机产品
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
设计特点
（1）发电机联接方式 －冷端驱动
（2）气缸 －水平中分
（3）转子 －两个轴承 －中空轴 －叶轮之间通过Hirth齿啮合 －叶轮用中心拉杆轴向固紧
（4）压气机 －15级 －优化流动设计 －进口导叶可转
（5）燃烧室 －环形燃烧室 －24个组合式燃烧器 －陶瓷与金属遮热瓦块
1 等压放热
4
等压加热
2
等熵压缩
1
等压放热过程是： 空气在压气机等熵压缩后进入燃烧室(1—2) 空气在燃烧室中定压加热 (2—3) 空气在透平中等熵膨胀作功(3—4) 空气在余热锅炉中定压放热(4—1)
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燃气轮机工作原理
燃气轮机简单循环过程
压缩过程（压气机）
机械能转换成压力 能
➢SGT5-4000F型燃气轮机辅助系统
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SGT5-4000F型燃气轮机辅助系统
1.燃机本体MBA/MBD 2.放风系统MBA4 3.气动模块MBX20 4.冷却空气系统MBH 5.燃烧室MBM 6.润滑油和盘车系统MBV/MBK 7.HCO模块MBA5 8.燃气模块MBP 9.液压油模块MBX 10.进气系统MBL 11.排气系统MBR 12.燃机疏水MBA20 13.压气机水洗MBA18 14.燃机罩壳通风SAM30 15.罩壳消防系统CYE/SGJ/CYQ 16.燃机跳机准则清单 17.SGC，SFC清吹MBJ 18.SGC，燃气轮机MYB
燃气轮机型号
V64.3A V84.2 V84.3A V94.2 V94.3A SGT5-4000F(X)
电网频率，Hz 燃烧温度，℃ 压比 排气流量，kg/s
50/60 1190 16.2 192
60 1060 11.0 360
60 1230 16.9 457
50 1060 11.1 519
50 1230 16.9 659
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燃气轮机工作原理
工作原理
首先，压气机从外部吸入空气进行压缩，经压气机压缩后的高压空气进入燃烧室， 与喷入燃烧室的燃料混合后进行燃烧，并生成高温高压的燃气，此燃气进入涡轮推动动叶 叶片高速旋转膨胀作功，最后乏气排入大气中或再加利用。
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燃气轮机工作原理
燃气轮机简单热力循环
等压燃烧
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绝热压缩
绝热膨胀
燃烧过程（燃烧室） 化学能转换成热能 膨胀过程（涡 轮）
热能转换成机械能
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燃气轮机应用
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➢SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
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SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
旧编号
V94.3A
环形燃烧室 发展阶段：3=第3代 压气机大小 转速
9 = 50 Hz 8 = 60 Hz 6 = 50 Hz 或 60 Hz 德文：燃气轮机开头字母
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SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
压气机叶轮和端面齿
➢ 径向的Hirth齿使叶轮能单独 热膨胀并且保持同心
➢ 可有效的传递扭矩 ➢ 现场转子可以拆卸，而且不
需再做动平衡 ➢ 端面齿加工精度高，制造难度大
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SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
燃烧室&燃烧器
燃烧室内 腔，空气 与燃料在 这里燃烧、 掺混
（6）燃烧器 －低NOx技术 －可烧多种燃料
（7）透平 －4级 －先进的冷却技术 －叶片隔热涂层 －叶片气膜冷却
（8）排气 －轴向排气
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SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
燃机转子
压气机叶轮
中空轴
透平叶轮
中心拉杆
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Hirth齿啮配
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍 Hirth齿轮盘结构