工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)概述課件

1、Sinopec Training SGT100 (TYPHOON) DRIVING TRAIN INTRODUCE前言 燃?xì)廨啓C(jī)是繼蒸汽輪機(jī)和內(nèi)燃機(jī)之后，發(fā)展起來(lái)的熱能動(dòng)力裝置。它實(shí)際上是集蒸汽輪機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在一體的綜合產(chǎn)物，由于是旋轉(zhuǎn)裝置，轉(zhuǎn)速高，工質(zhì)質(zhì)量大，因此具有重量輕、體積小、單機(jī)功率大、可應(yīng)用多種燃料類型（柴油、天然氣、重油、油田伴生氣、煤氣）等優(yōu)點(diǎn)，使它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。 1939年瑞士誕生的第一臺(tái)發(fā)電用，功率為4000KW的燃?xì)廨啓C(jī)至今，燃?xì)廨啓C(jī)的技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展迅速。改進(jìn)葉型和調(diào)整控制，提高級(jí)間壓力，從而增加總壓比；新型耐高溫材料和冷卻技術(shù)的應(yīng)用，采用新型的復(fù)

2、合噴嘴，使得燃燒室熱容溫度由1100K提高到1600K（820提高到1320），提高了透平渦輪的進(jìn)口溫度；采用復(fù)合材料，應(yīng)用新的加工工藝，發(fā)展輕型結(jié)構(gòu)，提高設(shè)備的使用壽命。 燃?xì)廨啓C(jī)在應(yīng)用方面可分為航空系列燃?xì)廨啓C(jī)和工業(yè)用燃?xì)廨啓C(jī)。航空系列燃?xì)廨啓C(jī)是燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域里的最尖端的產(chǎn)品，它們?cè)诳萍己?、技術(shù)應(yīng)用、運(yùn)行性能等方面處于領(lǐng)先的水平。工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)吸收了航空系列燃?xì)廨啓C(jī)的研究成果，提高了性能，改進(jìn)結(jié)構(gòu)，使得工業(yè)用燃?xì)廨啓C(jī)很快的發(fā)展起來(lái)，并走上了獨(dú)立的系列研發(fā)。 渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)原理是將空氣吸入，與燃油混合、點(diǎn)火、燃燒膨脹后的空氣向后噴出，其反作用力則推動(dòng)飛機(jī)向前。具有加速快、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。但如果

3、要讓渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)提高推力，則必須增加燃?xì)庠跍u輪前的溫度和增壓比，這將會(huì)使排氣速度增加而損失更多動(dòng)能，于是產(chǎn)生了提高推力和降低油耗的矛盾。因此渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)油耗大，對(duì)于商業(yè)民航機(jī)來(lái)說(shuō)是個(gè)致命弱點(diǎn)。 渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī) 渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)吸入的空氣一部分從外部管道(外涵道)后吹，一部分送入內(nèi)涵道核心機(jī)(相當(dāng)于一個(gè)純渦噴發(fā)動(dòng)機(jī))。最前端的“風(fēng)扇”作用類似螺旋槳，通過(guò)降低排氣速度達(dá)到提高噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)效率的目的。同時(shí)通過(guò)精確設(shè)計(jì)，使更多的燃?xì)饽芰拷?jīng)風(fēng)扇傳遞到外涵道，同樣解決了排氣速度過(guò)快的問(wèn)題，從而降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗。由于該風(fēng)扇設(shè)計(jì)要兼顧內(nèi)外涵道的需要，因此難度遠(yuǎn)大于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)。 航空系列燃?xì)廨啓C(jī)航空系列燃?xì)廨啓C(jī)

4、熱能動(dòng)力是利用熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，從而獲得生產(chǎn)、生活所需的原動(dòng)力，為生產(chǎn)提供了一種強(qiáng)有力的原動(dòng)力，推動(dòng)了生產(chǎn)的飛速發(fā)展。在現(xiàn)代社會(huì)中，熱能動(dòng)力工程的地位是極為重要的。今天工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活所消耗的大量電能都是由熱能動(dòng)力發(fā)電廠所生產(chǎn)的電能供應(yīng)的。各種生產(chǎn)中直接用熱機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)械設(shè)備的原動(dòng)力。熱力機(jī)械主要有蒸汽動(dòng)力裝置，內(nèi)燃機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)三大領(lǐng)域。工業(yè)熱能動(dòng)力的分類 蒸汽動(dòng)力裝置是最早得到應(yīng)用的一種熱機(jī)，由于它可以燃用固體燃料，甚至廉價(jià)的劣質(zhì)燃料（如煤矸石），可以制成很大功率的機(jī)組，因此蒸汽動(dòng)力裝置現(xiàn)在仍然應(yīng)用廣泛，是生產(chǎn)電力的主要設(shè)備。也常用作大型運(yùn)輸工具如船舶和機(jī)車的動(dòng)力設(shè)備。此外蒸汽機(jī)在機(jī)車

5、和道路建筑機(jī)械上還有一定的使用。 內(nèi)燃機(jī)是十九世紀(jì)末期開始出現(xiàn)的一種熱機(jī)。它具有重量輕、體積小、使用方便、熱效率高等特性，因而得到廣泛的應(yīng)用。其主要缺點(diǎn)是機(jī)械作往復(fù)式運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)大、功率的發(fā)展受到一定的限制，它廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸方面，如汽車、機(jī)車、輪船等。 內(nèi)燃機(jī)主要分柴油機(jī)和汽油機(jī)二類，從它工作方式上以可分為四沖程和二沖程。 燃?xì)廨啓C(jī)裝置是在二十世紀(jì)四十年代后才得到迅速發(fā)展的熱能動(dòng)力裝置，它實(shí)際上是蒸汽輪機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)點(diǎn)綜合后的產(chǎn)物。由于它是旋轉(zhuǎn)式機(jī)械，可連續(xù)地吸氣、排氣，具有轉(zhuǎn)速高，工質(zhì)流量大等優(yōu)點(diǎn)；因此燃?xì)廨啓C(jī)裝置每單位功率的重量和體積都比內(nèi)燃機(jī)小很多。相應(yīng)地它的單機(jī)功率可達(dá)二十多萬(wàn)千瓦以

6、上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于內(nèi)燃機(jī)。正是由于這些因素使得它首先在航空上得到應(yīng)用，它和噴氣技術(shù)相結(jié)合而成為航空用渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，現(xiàn)已成為航空中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的動(dòng)力。此外，燃?xì)廨啓C(jī)亦常應(yīng)用于艦船動(dòng)力，由于它起動(dòng)快的特點(diǎn)，從而可提高艦船的機(jī)動(dòng)性。現(xiàn)對(duì)三種熱力機(jī)械作一簡(jiǎn)要比較：特 性熱機(jī)種類蒸汽輪機(jī)內(nèi)燃機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)工作原理用燃料燃燒獲得的蒸汽膨脹作功在活塞運(yùn)動(dòng)中燃料燃燒膨脹作功用燃料燃燒獲得高溫燃?xì)馀蛎涀鞴螜C(jī)功率從1000千瓦到60萬(wàn)千瓦，甚至更大從十多千瓦到數(shù)千千瓦從幾千瓦到20多萬(wàn)千瓦結(jié)構(gòu)組成鍋爐、蒸汽輪機(jī),水循環(huán)設(shè)備氣缸、活塞、曲軸聯(lián)桿一體化結(jié)構(gòu)壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪比功（單位功率及重量）小中大熱效率中等較高已接近內(nèi)

7、燃機(jī)（平均為29%）30-42%起動(dòng)特性慢中快應(yīng)用燃料可用廉價(jià)劣質(zhì)燃料燃料較優(yōu)（柴油為主）可用多種燃料維修難易復(fù)雜簡(jiǎn)易較復(fù)雜投資安裝投資大、安裝周期長(zhǎng)投資小、安裝快投資大、安裝快占地面積大中小使用年限長(zhǎng)短中等機(jī)動(dòng)性差好好環(huán)保影響鍋爐煙灰污染厲害，煤渣大量占用土地燃燒排氣污染厲害可降低到合理水平燃?xì)廨啓C(jī)工作原理 環(huán)境空氣由壓氣機(jī)吸入，在沿著軸向逐漸收縮的通道里，被逐級(jí)壓縮。產(chǎn)生的高壓助燃空氣在進(jìn)入燃燒室后，與噴入的燃料充分混合燃燒，所產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)庠谘刂S向擴(kuò)張的通道里膨脹作功，推動(dòng)透平渦輪旋轉(zhuǎn)。透平渦輪在帶動(dòng)壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)后，將剩余扭矩輸出帶動(dòng)負(fù)載。燃?xì)廨啓C(jī)由靜止起動(dòng)時(shí)，需用起動(dòng)機(jī)帶著旋轉(zhuǎn)，待

8、加速到能獨(dú)立運(yùn)行后，起動(dòng)機(jī)才脫開。壓氣機(jī)約占透平渦輪輸出負(fù)載的70。燃?xì)廨啓C(jī)工作原理 燃?xì)廨啓C(jī)的分類 工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)根據(jù)熱效率應(yīng)用方式的不同可分為：簡(jiǎn)單循環(huán)、回?zé)嵫h(huán)、閉式循環(huán)、復(fù)雜循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)。 當(dāng)高溫高壓燃?xì)庠谶M(jìn)入透平渦輪膨脹作功后，將產(chǎn)生的尾氣排放到大氣，所完成的工作循環(huán)為簡(jiǎn)單循環(huán)；回?zé)嵫h(huán)和復(fù)雜循環(huán)則是將膨脹作功后的尾氣，或是經(jīng)過(guò)特殊處理再次進(jìn)入壓氣機(jī)重新循環(huán)應(yīng)用；或是將尾氣的剩余能量轉(zhuǎn)化成其它形式的能量進(jìn)入燃燒室重新參加作功過(guò)程；或是把尾氣的熱能利用起來(lái)，應(yīng)用在其它需要熱能的裝置上。閉式循環(huán)的工作裝置多應(yīng)用在核能方面，它用高溫氣冷反應(yīng)堆作為加熱器，反應(yīng)堆的冷卻劑(氦或氮等)同時(shí)作為壓氣

9、機(jī)和透平的工質(zhì)。 目前簡(jiǎn)單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率已提高到接近38（達(dá)到現(xiàn)在蒸汽發(fā)電廠的最高水平）。而復(fù)雜循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率達(dá)到或超過(guò)44，甚至接近50的水平。文昌油田所選用的燃?xì)廨啓C(jī)屬于簡(jiǎn)單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)，熱效率為30。 簡(jiǎn)單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)回?zé)嵫h(huán)燃?xì)廨啓C(jī)復(fù)雜循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)閉式循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)廨啓C(jī)的系統(tǒng)組成 一套完整的燃?xì)廨啓C(jī)應(yīng)包括：壓氣機(jī)、燃燒室、透平渦輪、空氣系統(tǒng)、啟動(dòng)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、火焰/可燃?xì)馓綔y(cè)和消防系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、減速/聯(lián)軸節(jié)裝置、水洗系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)隔音罩和就地儀表盤等輔助系統(tǒng)。其中壓氣機(jī)、燃燒室、透平渦輪是燃?xì)廨啓C(jī)的三大部件。而空氣系統(tǒng)、啟動(dòng)系統(tǒng)、潤(rùn)滑

10、系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)、控制系統(tǒng)則被稱為燃?xì)廨啓C(jī)的五大支持系統(tǒng)。 燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)示意圖 “臺(tái)風(fēng)”系列燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 壓氣機(jī)的分類 壓氣機(jī)是燃?xì)廨啓C(jī)的三大部件之一，它是把機(jī)械功轉(zhuǎn)化為氣體勢(shì)能（壓力）的機(jī)械裝置。它的主要功能是壓縮空氣、提高氣體壓力，使得燃?xì)廨啓C(jī)在獲得較高效率的同時(shí)，又可有較低的燃料消耗。 壓氣機(jī)的種類有很多，適用范圍很廣。主要類型有：活塞式、轉(zhuǎn)子式、離心式、軸流式等?；钊胶娃D(zhuǎn)子式是通過(guò)直接改變工質(zhì)容積的過(guò)程獲得氣體壓縮的；離心式和軸流式則是通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的葉輪推動(dòng)氣體，使得氣體也以很高的速度流動(dòng)，然后利用擴(kuò)壓口通道使得高速流動(dòng)的氣體速度降低，從而提高氣體壓力。 軸流式壓氣機(jī)有著體積小、流

11、量大、單位效率高的優(yōu)點(diǎn)；離心式壓氣機(jī)雖然效率比較差，而且重量大，但離心式壓氣機(jī)的工作比較穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而且單級(jí)增壓比也比軸流式壓氣機(jī)要高數(shù)倍。壓氣機(jī)的形式 (a)活塞式壓縮機(jī) (b)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī) (c)離心式壓縮機(jī) (d)軸流式壓縮機(jī)離心式壓氣機(jī) 離心式壓氣機(jī) 軸流式壓氣機(jī) 壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)組成 壓氣機(jī)的結(jié)構(gòu)包括：靜子總成、轉(zhuǎn)子輪盤和壓氣機(jī)的低/高壓機(jī)匣。 壓氣機(jī)的靜子總成是由靜葉分別鑲嵌安裝在低/高壓兩個(gè)機(jī)匣內(nèi)。包括了進(jìn)口導(dǎo)向葉片在內(nèi)的前5級(jí)靜葉安裝在低壓機(jī)匣內(nèi)，高壓機(jī)匣內(nèi)安裝剩余的5級(jí)靜葉和末級(jí)出口的整流導(dǎo)葉。其中壓氣機(jī)的進(jìn)口導(dǎo)向葉片和第1、2、3級(jí)靜葉片是可以改變朝向角度的，簡(jiǎn)稱為可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉。

12、壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子輪盤是由10級(jí)帶有動(dòng)葉的葉輪，用一根中心拉桿疊裝在一起組成的。除了第1級(jí)輪盤的動(dòng)葉片是直接鋳造在輪盤上的，其余9級(jí)的動(dòng)葉片都是安裝在由兩個(gè)相互緊挨的葉輪組合的位置上。葉輪間的特殊連接結(jié)構(gòu)既保證了葉輪間功率的傳遞，又有良好的嚙合組合方式。壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片 壓氣機(jī)在外部橇體上設(shè)計(jì)有內(nèi)窺鏡檢查孔，通過(guò)它可以檢查壓氣機(jī)的靜子葉片和轉(zhuǎn)子葉片。軸流式壓氣機(jī)工作原理 壓氣機(jī)將環(huán)境空氣經(jīng)進(jìn)氣渦殼吸入，動(dòng)葉通過(guò)吸收轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能推動(dòng)空氣在具有特殊葉型型線的動(dòng)葉、靜葉中高速流動(dòng)，在與靜子之間進(jìn)行擴(kuò)壓后，氣體流速降低，吸收了能量，產(chǎn)生了具有一定壓力和溫度的壓縮氣體。由于1級(jí)的動(dòng)葉和靜葉所組成的級(jí)間通道較小，

13、氣體獲得的級(jí)壓比有限，所以為了得到較高的出口壓力，必須采用多極串聯(lián)的結(jié)構(gòu)方式。 壓氣機(jī)在透平渦輪帶動(dòng)的相同轉(zhuǎn)速下，各個(gè)工作區(qū)域的工況是不同的。有的效率較低，有的效率較高，符合要求的只是其中的一部分。為了使壓氣機(jī)的應(yīng)用效率更高，從而獲得更大的氣體壓比，有的較復(fù)雜的壓氣機(jī)將結(jié)構(gòu)分成兩部分或三部分，每一部分的壓氣機(jī)都用它自己的透平渦輪驅(qū)動(dòng)，它們各自轉(zhuǎn)動(dòng)在自身最佳轉(zhuǎn)速下，從而形成了共軸、分軸和單軸三種類型的燃?xì)廨啓C(jī)。壓氣機(jī)的喘振 氣體在流經(jīng)多極壓氣機(jī)通道時(shí)，流速是基本保持不便的（在一個(gè)較小的范圍內(nèi)波動(dòng)）。當(dāng)空氣的容積流量偏離設(shè)計(jì)值時(shí)(流速降低或流量減小時(shí))，在動(dòng)葉和靜葉流道中會(huì)產(chǎn)生氣流脫流，造成不穩(wěn)定

14、的流動(dòng)，出現(xiàn)喘振現(xiàn)象。喘振發(fā)生時(shí)，出現(xiàn)強(qiáng)烈的不穩(wěn)定工作現(xiàn)象：流過(guò)壓氣機(jī)的氣流沿壓氣機(jī)的軸線方向產(chǎn)生低頻高振幅的強(qiáng)烈振蕩，壓氣機(jī)出口平均壓力急劇下降，出口總壓、流量、流速產(chǎn)生大幅度脈動(dòng)，并伴隨有強(qiáng)烈放炮聲 。壓氣機(jī)在喘振工況下壓力和速度的波動(dòng)情況P : 壓力 PP : 平均壓力 C : 速度a)壓氣機(jī)正常運(yùn)行情況 b)喘振工況軸流壓氣機(jī)，在下面兩種情況下容易發(fā)生喘振： 在一定轉(zhuǎn)速下工作時(shí)，若出口反壓增大，使空氣流量降低到一定程度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)喘振。這是因?yàn)楫?dāng)空氣流量降低時(shí)，各級(jí)葉片的氣流攻角增加，容易產(chǎn)生氣流分離和堵塞。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)偏離設(shè)計(jì)工作狀況而降低轉(zhuǎn)速時(shí)容易發(fā)生喘振。這是因?yàn)槎嗉?jí)軸流壓氣機(jī)氣流

15、通道截面積沿軸向逐級(jí)減小，其面積變化程度是由壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)增壓比值決定的。當(dāng)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，增壓比隨之降低，于是通道截面積的變化與降低的增壓比不相適應(yīng)，出口面積顯得太小而進(jìn)口面積顯得太大，造成多級(jí)軸流壓氣機(jī)前幾級(jí)軸向流速低、攻角大， 后幾級(jí)軸向流速高、攻角小。這就使得多級(jí)軸流壓氣機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)前幾級(jí)容易發(fā)生大攻角氣流分離、堵塞和喘振。根據(jù)這樣的分析，可以看出，對(duì)于設(shè)計(jì)增壓比較低的多級(jí)軸流壓氣機(jī)，進(jìn)出口截面積的變化較小，不容易發(fā)生喘振。主要的防喘措施有以下三種： 從多級(jí)軸流壓氣機(jī)的某一級(jí)或數(shù)級(jí)中間截面放氣。 當(dāng)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速低于一定數(shù)值時(shí)將放氣門打開，其目的是為了增加前幾級(jí)壓氣機(jī)的空氣流量，避免前幾級(jí)

16、因攻角過(guò)大而產(chǎn)生氣流分離。中間級(jí)放氣也避免了后幾級(jí)壓氣機(jī)進(jìn)口流速過(guò)大，攻角過(guò)小，甚至為負(fù)值，使增壓比和效率降低的現(xiàn)象。 與其他防喘方法相比較，這種方法在結(jié)構(gòu)上比較簡(jiǎn)單，但是使用中并不經(jīng)濟(jì)，因?yàn)樗岩呀?jīng)壓縮過(guò)的空氣放到周圍大氣中去，損失了壓縮這部分空氣的機(jī)械功。 級(jí)間放氣閥級(jí)間放氣閥 1.放氣和排放管2.O形環(huán)密封圈 3.“V”型夾具 4.閥體 5.用于管連接的孔 6.護(hù)罩 7.密封圈 8.活塞 9.密封圈 10.O形環(huán)密封圈 11.端帽 12.有頭螺釘 13.偏導(dǎo)器 14.O形環(huán)密封圈 15.三通閥 16.供給孔 17.有頭螺釘 18.導(dǎo)銷和帶鎖片的墊圈19.固定螺釘主要的防喘措施有以下三種：

17、 旋轉(zhuǎn)一級(jí)或數(shù)級(jí)導(dǎo)流葉片（可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉系統(tǒng)）。 用這種方法防喘時(shí)，在第一級(jí)壓氣機(jī)前面往往裝有進(jìn)口導(dǎo)流葉片。由于壓氣機(jī)在低轉(zhuǎn)速工作時(shí)前幾級(jí)和末幾級(jí)的攻角偏離最大，首先產(chǎn)生分離，所以可調(diào)導(dǎo)流葉片往往設(shè)置在多級(jí)軸流壓氣機(jī)的前幾級(jí)和末幾級(jí)。 燃?xì)廨啓C(jī)采用的可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉系統(tǒng)安裝在壓氣機(jī)上，通過(guò)機(jī)械連桿裝置與壓氣機(jī)相連?？刂葡到y(tǒng)通過(guò)可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉系統(tǒng)改變進(jìn)口導(dǎo)向葉片和第1、2、3級(jí)壓氣機(jī)靜葉片的朝向角度，以改變進(jìn)入壓氣機(jī)的空氣流量，達(dá)到優(yōu)化啟動(dòng)和運(yùn)行的性能，避免喘振現(xiàn)象的發(fā)生。 在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于額定值的70時(shí)，導(dǎo)葉保持最小開度，使得空氣進(jìn)氣量維持在最低水平，隨著轉(zhuǎn)速?gòu)?095 上升，導(dǎo)葉也將逐漸開啟，直至完

18、全打開?？赊D(zhuǎn)導(dǎo)葉系統(tǒng)可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉系統(tǒng)機(jī)構(gòu) 1.第3級(jí)同度環(huán) 2.第2級(jí)同度環(huán) 3. 第1級(jí)同度環(huán) 4.入口導(dǎo)葉同度環(huán) 5.驅(qū)動(dòng)板 6.操縱桿7.分配軸臂 8.螺栓和Nyloc螺母 9.間隔片 10.大型墊圈 11.桿端 12.鎖緊螺母和帶鎖片的墊圈 13.鎖緊螺母和帶鎖片的墊圈 14.桿端 15.大型墊圈 16.間隔片 17.螺栓和Nyloc螺母主要的防喘措施有以下三種： 采用雙軸或三軸結(jié)構(gòu)。 將壓氣機(jī)分成二個(gè)或三個(gè)轉(zhuǎn)子，分別由各自的渦輪來(lái)帶動(dòng)，于是一臺(tái)高增壓比的壓氣機(jī)就成為二個(gè)或三個(gè)低增壓比的壓氣機(jī)了。 如果在設(shè)計(jì)工作狀態(tài)下，雙軸壓氣機(jī)二個(gè)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是相同的，當(dāng)轉(zhuǎn)速降低以后，壓氣機(jī)前幾級(jí)攻角加大

19、，而后幾級(jí)攻角減小。因而帶動(dòng)低壓壓氣機(jī)需要較大的功率，而帶動(dòng)高壓壓氣機(jī)需要較小的功率。形象地說(shuō)，轉(zhuǎn)動(dòng)低壓壓氣機(jī)較“重”，轉(zhuǎn)動(dòng)高壓壓氣機(jī)則較“輕”。這二個(gè)壓氣機(jī)是由各自的渦輪帶動(dòng)的，于是低壓壓氣機(jī)就自動(dòng)的處于較低的轉(zhuǎn)速下工作，而高壓壓氣機(jī)則處于較高的轉(zhuǎn)速下工作。 這種轉(zhuǎn)速的自動(dòng)調(diào)整使前幾級(jí)和末幾級(jí)的攻角變化較小，從而避免了喘振的發(fā)生。 燃?xì)鉁u輪（透平） 燃?xì)鉁u輪高溫、高壓的燃燒產(chǎn)物在其中不斷地膨脹，將熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械功的裝置。是燃?xì)廨啓C(jī)的另一主要部件。渦輪分為軸流式和離心式兩種，多半燃?xì)鉁u輪是采用軸流式的渦輪 ，只有在小功率的燃?xì)廨啓C(jī)上，有時(shí)會(huì)使用離心式渦輪。 渦輪也是由靜子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。渦輪

20、的葉間通道正好和壓氣機(jī)相反，它是收縮式的，氣流流經(jīng)它的時(shí)候是加速的通道，從而推動(dòng)葉片帶動(dòng)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，以產(chǎn)生帶動(dòng)其他機(jī)械的功。渦輪產(chǎn)生的功分成兩部分使用的。一部分用來(lái)帶動(dòng)壓氣機(jī)，它占了燃?xì)鉁u輪產(chǎn)生功的70%左右，另一部分則用于向外輸出，通過(guò)減速齒輪箱來(lái)帶動(dòng)被驅(qū)動(dòng)裝置如發(fā)電機(jī)、壓縮機(jī)。由于渦輪中是膨脹流動(dòng)，它的作功能力很大，相對(duì)壓氣機(jī)而言它只有很少的級(jí)數(shù)。燃?xì)廨啓C(jī)輸出功率（凈功率）是燃?xì)廨啓C(jī)所作的軸功率和壓氣機(jī)所消耗的功率的差。通常所說(shuō)的燃?xì)廨啓C(jī)功率多少，多少千瓦就是指的凈功率。 燃?xì)鉁u輪的結(jié)構(gòu) 壓氣機(jī)和渦輪中的氣流流動(dòng)圖形 渦輪葉片 隨著技術(shù)的發(fā)展，對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的綜合性能提出了更高的要求，為滿足高

21、推重、低油耗的性能目標(biāo)，各國(guó)除了采用高涵道比和高壓比的技術(shù)手段外，還采用了提高渦輪進(jìn)口溫度的方法。提高渦輪進(jìn)口溫度，對(duì)改善發(fā)動(dòng)機(jī)熱力循環(huán)性能，提高推重比有很大的作用。由于各國(guó)大力發(fā)展渦輪技術(shù)，渦輪進(jìn)口溫度提高很快。燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪進(jìn)口溫度已高達(dá)19002100左右。 渦輪葉片是燃?xì)廨啓C(jī)的關(guān)鍵零件，其承受溫度的能力是評(píng)價(jià)燃?xì)廨啓C(jī)性能和壽命的極其重要的因素。為了使渦輪葉片獲得高耐溫能力，人們從兩方面進(jìn)行研究，一方面是鑄造工藝，由于目前已發(fā)展的高效冷卻葉片具有非常復(fù)雜的形狀和結(jié)構(gòu)，因此對(duì)其鑄造方法和工藝的要求越來(lái)超高；另一方面是葉片材質(zhì)自身世能的改善或提高，這包括研究合金成分（定向結(jié)晶、單晶合金、DZ

22、-4 、DZ22和DD3合金等） 、制造方法、處理工藝等等。 渦輪葉片 渦輪葉片結(jié)構(gòu) 高溫渦輪葉片高效冷卻設(shè)計(jì)技術(shù) 就渦輪葉片而言，盡管高溫材料研究取得了很大的成就，但在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，實(shí)現(xiàn)高效率熱力過(guò)程所需的渦輪進(jìn)口溫度值仍大大超過(guò)了材料強(qiáng)度容許的工作溫度，這就要求渦輪葉片要有良好的冷卻系統(tǒng)。隨著渦輪進(jìn)口溫度的上升，渦輪葉片的冷卻技術(shù)也得到不斷的發(fā)展。 目前，一般采用開式冷卻系統(tǒng)。引入的冷卻空氣將從被冷卻構(gòu)件上吸取熱量后排入燃?xì)馔ǖ?。渦輪冷卻通常利用引自壓氣機(jī)的空氣對(duì)渦輪進(jìn)行冷卻。冷卻方法有三種：對(duì)流冷卻、氣膜冷卻和發(fā)散冷卻。其中對(duì)流冷卻和對(duì)流-氣膜復(fù)合冷卻用得最廣。目前先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪冷卻

23、普遍采用復(fù)雜多通道強(qiáng)迫對(duì)流加氣膜冷卻技術(shù)，這種方法冷卻效果達(dá)450-500K。 未來(lái)渦輪葉片的冷卻結(jié)構(gòu)有：a迷宮冷卻通道，在空心葉片里制成像迷宮一樣的冷卻通道。冷卻空氣通過(guò)冷卻通道后，再由葉型表面的小孔排出，以提高冷卻效果。b發(fā)散（發(fā)汗）冷卻，它是由高溫合金多孔層板構(gòu)造而成的空心葉片，高壓冷卻空氣由葉片內(nèi)腔通過(guò)壁面的密集的細(xì)孔滲出并流到葉片外表面，在高溫燃?xì)夂腿~片表面之間形成一層完整連續(xù)的空氣隔熱層，它既能使葉片表面與燃?xì)飧糸_，又能吸收葉片表面部分熱量。采用這種方法可使葉片材料溫度接近冷卻空氣的溫度，發(fā)散冷卻的冷卻效果可達(dá)800C以上c多孔層板發(fā)散冷卻技術(shù)，這種冷卻具有對(duì)流、沖擊及氣膜冷卻的效

24、果。采用這種發(fā)散冷卻技術(shù)可承受高達(dá)22002477K的燃?xì)鉁囟?，并減少一半的冷卻空氣量。從而能使燃油消耗量大大減少。 新型冷卻介質(zhì)：目前渦輪葉片冷卻介質(zhì)主要是空氣。國(guó)外已有了新型冷卻介質(zhì)的研究，即：a利用空氣與燃料混合冷卻研究。由于燃料燃燒后氧化物會(huì)堵塞氣膜孔，因此實(shí)際運(yùn)用還有困難b空氣與氫氣混合冷卻研究c液體水冷卻研究d氫氣冷卻研究，這是一種很有希望的冷卻介質(zhì)，因?yàn)闅錃獾膶?dǎo)熱系數(shù)很大。目前俄羅斯已有燃用氫氣的飛機(jī)。 渦輪轉(zhuǎn)子葉片 渦輪靜子葉片 燃燒室 燃燒室是燃?xì)廨啓C(jī)的主要部件之一，它介于壓氣機(jī)與渦輪之間?！芭_(tái)風(fēng)”系列SGT100燃?xì)廨啓C(jī)中，設(shè)置了6個(gè)燃燒室，均勻的分布著燃?xì)廨啓C(jī)中心機(jī)匣內(nèi)。

25、其中每個(gè)火焰筒都是坐落在后端的“過(guò)渡段”上，前段借助兩個(gè)固定托架固定在機(jī)組機(jī)匣后板上的支架上。 燃燒室的作用：壓氣機(jī)出口的高壓氣流進(jìn)入燃燒室，在其中噴入燃料（燃油、燃?xì)猓┻M(jìn)行燃燒，成為高溫燃?xì)膺M(jìn)入渦輪。 而在空氣流中連續(xù)不斷的噴入燃料，形成火焰，穩(wěn)定燃燒，則必須滿足以下兩個(gè)條件： 一、油氣比在一定的范圍內(nèi)才能進(jìn)行燃燒。 二、火焰周圍氣流速度必須低于火焰?zhèn)鞑ニ俣?。燃燒室的結(jié)構(gòu)形式 燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室有三種基本結(jié)構(gòu)形式。有單管燃燒室、聯(lián)管燃燒室和環(huán)形燃燒室。 單管型燃燒室 單管燃燒室由多個(gè)(一般是816個(gè))單個(gè)燃燒室組成。它們之間有聯(lián)焰管相聯(lián)，起傳播火焰和均壓的作用。每個(gè)單管燃燒室各有自己?jiǎn)为?dú)的火焰

26、筒和外套。這種燃燒室在設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以用空氣流量較小的氣源進(jìn)行試驗(yàn)研究，便于進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)試，因而在早期的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)用得較多，與離心式壓氣機(jī)配合使用，在結(jié)構(gòu)上比較簡(jiǎn)單。此外，在使用中，可以單獨(dú)的拆換，因而維擴(kuò)也比較方便。但是它的缺點(diǎn)較多，主要是它的空間利用率低；在重量上不僅本身比較重，而且因?yàn)樗荒軅鬟f渦輪和壓氣機(jī)殼體上的扭矩，還要增加其他結(jié)構(gòu)部件(軸承機(jī)匣)的重量。 單管型燃燒室 單管型燃燒室內(nèi)部結(jié)構(gòu) 聯(lián)管型燃燒室 與單管燃燒室相同的是：聯(lián)管燃燒室也是有單獨(dú)的火焰筒。但是這些火焰筒被包容在一個(gè)共同的環(huán)形腔道里。聯(lián)管燃燒室的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較緊湊，外殼可傳遞扭矩，因而有利于減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)重量。此外，它的火焰筒與單管燃燒室相似，聯(lián)管型燃燒室。聯(lián)管型燃燒室 環(huán)形燃燒室 它是由四個(gè)同心的圓筒組成。在燃燒室的外機(jī)匣和內(nèi)殼所形成的腔道中，安裝著環(huán)形的火焰筒。在火焰筒的頭部裝有一圈燃油噴嘴和火焰穩(wěn)定裝置。環(huán)形燃燒室的氣流通道與壓氣機(jī)出口和渦輪進(jìn)口的環(huán)形氣流通道可以有很好的氣動(dòng)配合，因而可以減少流動(dòng)損失，并可以縮短燃燒室頭部的擴(kuò)壓段。且可以得到較均勻的出口周向溫度