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高大上的燃气轮机 燃气轮机工作原理


高大上的燃气轮机 燃气轮机工作原理

文章插图
燃气轮机工作原理(高层建筑上的燃气轮机)
燃气轮机是目前最火的动力设备吧？不管是应该用在飞机(航空空燃气轮机)、船舶(船用燃气轮机)、电站(工业燃气轮机) ， 甚至是车辆(车用燃气轮机) ， 总之不管在哪个领域 ， 燃气轮机都是这个领域最好的动力设备 。那么问题来了 ， 这么高大上的燃气轮机是怎么启动的？会不会和其他内燃机(柴油机 ， 汽油机等)一样 。)?
燃气轮机是大型水面舰艇的主流动力 。
和大多数内燃机一样 ， 燃气轮机不能独立工作(自行启动) ， 需要借助外力(能量) 。只有通过人为的启动过程 ， 燃气轮机才能达到稳定的工作状态(工况) 。一般提供能量驱动燃气轮机转动的机械称为起动机；燃气轮机从静止状态加速到怠速状态的过程称为起动过程；整套装置和系统 ， 包括起动机、起动供油系统、点火系统和自动控制装置 ， 称为燃气轮机起动系统 。
军用船上的燃气轮机(主机)
燃气轮机的启动过程燃气轮机启动过程中 ， 启动器首先带动燃气轮机转子以一定速度旋转 ， 然后启动点火系统工作 ， 即点燃点火喷嘴 ， 启动燃油系统喷油雾化 ， 在燃烧室内形成启动火焰 。当燃气轮机转子加速到n1转速时 ， 主燃油喷嘴开始供油 ， 并被起动火焰点燃 ， 形成稳定的燃烧火焰 ， 涡轮也开始输出功率 。此后 ， 燃气轮机的转子被起动器和涡轮加速 。随着转子转速的增加 ， 流入燃气轮机的空气体的流量增加 ， 压缩机压缩的空气体的压力也不断增加 。所以燃烧后气体的能量不断增加 ， 使得涡轮发出更多的动力 ， 转子继续加速 。当转子转速达到n2时 ， 来自涡轮信息资源网的扭矩已经大大超过了转子的阻力矩 。此时断开起动机 ， 中断启动供油和点火系统 ， 燃气轮机仅由涡轮驱动加速 。最后 ， 当来自涡轮机的扭矩等于转子阻力扭矩时 ， 达到空转条件 ， 并且启动过程结束 。(注:n1n2是燃气轮机启动期间设定的转速点)
燃气轮机的工作原理
燃气轮机起动器的类型通过燃气轮机的启动过程 ， 我们不难看出 ， 燃气轮机的启动是依靠外力作用在转子上使其转动 ， 所以起动机是燃气轮机启动过程中至关重要的一部分 。因此 ， 燃气轮机起动机类型的选择非常重要 。一般来说 ， 燃气轮机的起动器类型如下:
电动启动器:
一般采用DC电机作为电启动器 ， 通过减速器和棘轮离合器与燃气轮机转子连接 。启动时 ， 蓄电池向启动电机提供直流电 ， 驱动燃气轮机转子旋转 。启动过程完成后 ， 切断电源 ， 通过棘轮离合器自动断开启动器与燃气轮机转子的连接 。
电动起动机具有使用维护方便、结构简单、体积小、易于起动自动化等优点 。因此 ， 它成为了一种广泛使用的发酵剂 。但其起动扭矩不够大(最大扭矩为400N.m) ， 不适合大中型燃气轮机的起动 。
图中红圈的不仅仅是燃气轮机(涡喷)的起动电机 。
燃气涡轮起动机:
燃气轮机起动机实际上是用一个完整的小涡轮轴燃气轮机(涡轴)通过减速器和离合器带动燃气轮机转子旋转 。因为起动机本身是燃气轮机 ， 所以起动前必须用电起动机来起动涡轮起动机 。如此复杂的设置目的只是为了增加起动机的起动功率(燃气轮机起动机 ， 起动功率可达74.5kW~149Kw) 。但也存在效率低、结构复杂、价格高等问题 。因为启动能量是通过多级传递的 。
燃气涡轮起动机
空燃气轮机起动机
利用0.2~0.4MPa 空燃气的压缩信息资源网驱动空燃气轮机 ， 再由减速器和离合器带动燃气轮机转子转动 。需要注意的是燃气轮机的空燃气轮机启动方式 ， 本质上是利用压缩空燃气通过信息资源网驱动空燃气电机 ， 再由空燃气电机驱动燃气轮机转子 。所以用大型船用二冲程低速柴油机压缩空 。
气动马达广泛应用于各个领域 。
火药启动器
火药启动器利用电触发雷管点燃的固体装药 ， 在短时间内产生高温高压气体驱动冲击涡轮发电 ， 再通过减速器和离合器带动燃气涡轮转子旋转 。由于火药在燃烧时能在短时间内释放大量能量 ， 所以这种启动器的输出功率很高 ， 可达745kW ， 一般可达224 kW-298 kW 。其实火药起动机和空燃气涡轮起动机原理差不多 ， 只是省略了压缩空气体装置 ， 用火药的爆炸能量代替压缩空气体 。


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