汽轮机和燃气轮机是两种最为常见的热力涡轮机械,工作原理类似,均在人类工业生产与社会生活中发挥重要作用,但二者在实际应用中也有不少共同之处。

        
          汽轮机发电机组图片                 燃气轮机图片

 
  一、汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械,又称蒸汽透平,主要用作发电用的原动机,也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等,还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要;燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转,将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械,是一种旋转叶轮式热力发动机。

  二、汽轮机有着大量的附属机械设备,诸如泵,风机,冷凝器,真空设备,以及庞杂的管系,各类的附属设备占据较大的空间,并且质量较大;而燃气轮机相比于汽轮机有着结构简单的优势,于所占空间和机件质量,均小于汽轮机装置。在输出功率相近的前提下,燃气轮机整机装置的质量,大约为汽轮机装置的1/3,约为柴油机装置的1/5-1/2,内部流通部分结构更为简单,机内通常没有中间抽汽与调节级。此外,燃气轮机的进排气装置尺寸均较大,往往会占用相当的空间。 

  三、燃气轮机中燃气是天然气(此为燃气轮机的介质),所以燃气轮机是靠天然气在燃烧室内燃烧膨胀(或叫喷嘴),带动旋转其旋转的;而汽轮机靠蒸汽来带动旋转的;

  四、燃气轮机叶片的材质要求高,一般其表面需要喷涂合金,而汽轮机叶片的材质一般为马氏体不锈钢如2Cr13等;燃气轮机的叶片是在1000-600的燃烧烟气下受力,而汽轮机的叶片是在200度的水蒸气下受力,所以所以汽轮机输出的功率大,也就是转子的扭矩大,也就是叶片承受的力更大些;

   
  五、
      
  大多数燃气轮机均采用简单循环方案,压气机从外界大气环境吸入空气,并经过轴流式压气机逐级压缩使之增压,同时空气温度也相应提高;压缩空气被压送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧生成高温高压的燃气;然后再进入到透平中膨胀做功,推动透平带动压气机和外负荷转子一起高速旋转,实现了气体或液体燃料的化学能部分转化为机械功,并输出电功。从透平中排出的废气排至大气自然放热。这样,燃气轮机就把燃料的化学能转化为热能,又把部分热能转变成机械能。通常在燃气轮机中,压气机是由燃气透平膨胀做功来带动的,它是透平的负载。在简单循环中,透平发出的机械功有1/2到2/3 左右用来带动压气机,其余的1/3 左右的机械功用来驱动发电机。在燃气轮机起动时,首先需要外界动力,一般是起动机带动压气机,直到燃气透平发出的机械功大于压气机消耗的机械功时,外界起动机脱扣,燃气轮机才能自身独立开始工作。
 
  六、大型燃气轮机为了提高效率,都带一级同轴的汽轮机,利用回收余热产生蒸汽,带动其旋转,提高机组效率,这是因为燃气轮机由压气机、燃烧室、透平三大件组成,结构复杂、初温高,燃气量及可用焓降少,所以功率要小,而汽轮机中的蒸汽流动是连续的、高速的,单位面积中能通过的流量大,因而能发出较大的功率。


   
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2018年10月05日

汽轮机用在哪里
汽轮机本体结构详解图

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