第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況

第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況6-1概述燃?xì)廨啓C(jī)的變工況研究目的基本要求及性能指標(biāo)負(fù)荷特性不同的軸系方案第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況6-2單軸燃?xì)廨啓C(jī)變工況特性一、燃機(jī)平衡運(yùn)行條件轉(zhuǎn)速平衡壓比平衡功率平衡流量平衡第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況二、單軸燃機(jī)聯(lián)合運(yùn)行線（等溫比線）*=T3*/T1*

*=常數(shù)

*第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況三、單軸燃機(jī)的變工況特性恒速機(jī)組o-b-c變速機(jī)組O-b’-c’⑴經(jīng)濟(jì)性較差⑵穩(wěn)定性好⑶加載性好

⑴經(jīng)濟(jì)性較好⑵穩(wěn)定性變壞⑶加載性較差

第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況四、單軸燃?xì)廨啓C(jī)變工況特性曲線變速負(fù)荷最佳運(yùn)行線變頻調(diào)速恒速負(fù)荷超速邊界第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況6-3分軸燃?xì)廨啓C(jī)的變工況特點(diǎn)一、優(yōu)點(diǎn)

1變工況外界負(fù)荷的變化對壓氣機(jī)的工作影響較小

2可帶動各種負(fù)荷，應(yīng)用廣泛

恒速、變速、牽引等

3兩軸轉(zhuǎn)速不同

nc=nHT>nLT

C和HT體積小，節(jié)省耐高溫材料

4在HT和LT之間可采用再熱

第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況二、分軸燃?xì)廨啓C(jī)的平衡運(yùn)行帶

及其變工況性能分析

1、平衡運(yùn)行帶轉(zhuǎn)速平衡nC=nHTnLT=n外界負(fù)荷變化引起轉(zhuǎn)速n變化，直接影響到nLT，進(jìn)而影響LT的工作特性；LT性能變化影響到HT時，使壓氣機(jī)C的工作也受到一定影響。壓氣機(jī)特性圖上，同一個轉(zhuǎn)速下，機(jī)組運(yùn)行區(qū)域是一條窄的運(yùn)行帶；其流量和壓力可在較小范圍內(nèi)變化。第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況2、變工況性能分析與單軸相比恒速負(fù)荷變速負(fù)荷經(jīng)濟(jì)性好些差些穩(wěn)定性差些好些

分軸機(jī)組易起動，但動力渦輪易超速加載性差些差不多（緩和）分軸燃?xì)廨啓C(jī)宜用于機(jī)械傳動變速負(fù)荷，如螺旋槳、車輛等。負(fù)荷Ne時，T3*、nc均會下降。第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況6-4

環(huán)境條件對燃?xì)廨啓C(jī)性能的影響一、大氣溫度對機(jī)組功率和效率的影響明顯大氣溫度T0升高時，機(jī)組功率和效率都降低；大氣溫度T0降低時，機(jī)組功率和效率都增加。第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況二、大氣壓力對機(jī)組功率和效率的影響p0升高時，機(jī)組功率Ne增加而效率不變；p0降低時，機(jī)組功率Ne降低而效率不變。第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況三、機(jī)組性能修正非設(shè)計(jì)大氣條件時大氣溫度和壓力對機(jī)組功率的影響比較明顯。生產(chǎn)廠家提供第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況6-5燃?xì)廨啓C(jī)的過渡工況—從一個平衡工況向另一個平衡工況的過渡過程—不穩(wěn)定工況，如起動、加速與減速、停機(jī)等—其好壞對運(yùn)輸式燃?xì)廨啓C(jī)很重要第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況一、燃?xì)廨啓C(jī)的起動特點(diǎn)

1需要起動機(jī)

2起動過程大致經(jīng)過三個階段（1）冷態(tài)加速(0-

n1)

（2）熱態(tài)暖機(jī)(n1-n2-

n3)（3）熱態(tài)加速(n3-

n4)要求

1起動時間越短越好

2起動機(jī)功率盡量小些

3起動過程要安全穩(wěn)定

4加熱速度盡量快慢一致起動過程

任一轉(zhuǎn)速下，同一根軸上的渦輪和起動機(jī)發(fā)出的扭矩、功率，應(yīng)大于壓氣機(jī)和摩擦等消耗的扭矩、功率，機(jī)組才能加速。n1-點(diǎn)火轉(zhuǎn)速10~15%n2-自持轉(zhuǎn)速M(fèi)T=Mcn3-脫扣轉(zhuǎn)速30~60%n4-空載轉(zhuǎn)速第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況二、起動過程中的防喘—若燃料控制不好，可導(dǎo)致壓氣機(jī)進(jìn)入喘振工況；—轉(zhuǎn)速較低，多級壓氣機(jī)容易發(fā)生喘振(首先第一級)。防喘方法：

（1）在壓氣機(jī)第一級加裝可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉

通過減小葉片的安裝角來減小通流面積，使喘振邊界向小流量方向移動。（2）在壓氣機(jī)中間級放氣

在壓氣機(jī)低壓級后安裝放氣閥；起動時打開，減少壓氣機(jī)高壓級和渦輪的流量，而相應(yīng)增加了低壓級流量第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況

當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)減速時，應(yīng)避免燃料突然減少過多的情況，否則將導(dǎo)致燃燒室因貧油而熄火。加速（逐步加速過程）減速（逐步減速過程）可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉安裝角減小后，喘振邊界線。燃料突然加入過多，易導(dǎo)致喘振。燃料突然減少過多，易導(dǎo)致熄火。第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況第七章燃?xì)廨啓C(jī)調(diào)節(jié)第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況7-1燃?xì)廨啓C(jī)調(diào)節(jié)的基本原理

燃?xì)廨啓C(jī)是一種原動力機(jī)，可帶動很多不同形式的負(fù)載；需要建立相應(yīng)的調(diào)節(jié)裝置。不同形式的負(fù)載和不同類型的燃?xì)廨啓C(jī)，其調(diào)節(jié)裝置不一樣。基本工作原理：當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)的工況變化時，通過調(diào)節(jié)進(jìn)入燃燒室的燃料量，來滿足不同負(fù)載的要求。第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況燃?xì)廨啓C(jī)調(diào)節(jié)的目的——使機(jī)組在運(yùn)行過程中保持某一參數(shù)基本不變。（如轉(zhuǎn)速、壓力、燃?xì)鉁囟鹊龋蠖鄶?shù)負(fù)載，要求在其工況變化時，運(yùn)行速度維持在某一允許值上?！敋夤芫€用燃?xì)廨啓C(jī)，帶動天然氣壓縮機(jī)，要求壓力調(diào)節(jié)維持在某一數(shù)值。第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況分軸燃機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)主動力矩=阻力矩

MT=Mf（不計(jì)摩擦力矩）A平衡工況點(diǎn)，轉(zhuǎn)速nA，MT1=Mf1；負(fù)荷減小，Mf1→Mf2，

MT1較大不變，

增速，至B新平衡點(diǎn)，nB>>nA；同理，負(fù)荷增大，

減速至C新平衡點(diǎn)，nC<<nA。機(jī)組轉(zhuǎn)速的變化范圍很大（nB

~

nC）第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況7-2轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置在外界負(fù)荷經(jīng)常變化的情況下，保證機(jī)組的轉(zhuǎn)速為一定值；必須有一套機(jī)構(gòu)隨著負(fù)荷的變化來增加或減少噴入燃燒室的燃油量，從而保證轉(zhuǎn)速保持基本不變。第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置—離心式調(diào)速器

感應(yīng)速度變化，變?yōu)殡x心力，調(diào)節(jié)供油量負(fù)荷減小即Ne

時：

Mf

，

MT→，轉(zhuǎn)速n，離心力；滑閥下移，高壓油路打開進(jìn)入油動機(jī)下方，其上方壓力較低，活塞上移，帶動回油閥開大，回油量

；供油量，使n，Ne；

MT2=Mf2新的平衡點(diǎn)D，

nD稍高于nA。負(fù)荷增加Ne

時：可調(diào)節(jié)至MT3=Mf3

新平衡點(diǎn)E，

nE稍低于nA。機(jī)組轉(zhuǎn)速的變化范圍下降（nD~nE）第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況外界負(fù)荷下降轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過程上升離心力增大飛錘張開油動機(jī)滑閥下移高壓油路打開油動機(jī)活塞壓差作用上移回油閥打開燃油量降低回油量

轉(zhuǎn)速

負(fù)荷

反饋杠桿反饋套管下移切斷高壓油路第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況7-3輸氣管線用燃?xì)廨啓C(jī)的調(diào)節(jié)特點(diǎn)

及調(diào)節(jié)原則方案增壓站采用燃?xì)廨啓C(jī)作為動力，帶動壓縮機(jī)，輸送的天然氣是極好的燃料；燃?xì)廨啓C(jī)-壓縮機(jī)組造價低、投資小、重量輕、調(diào)節(jié)范圍大，易于遙控和自動化的特點(diǎn)。第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況一、壓力調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)是輸氣管線（或輸油泵）用燃?xì)廨啓C(jī)調(diào)節(jié)的主要特點(diǎn)?！诓煌饬縌g和不同進(jìn)氣壓力p1時，保持出站天然氣壓力p2基本不變；——根據(jù)出站壓力p2的變化去改變?nèi)紵业娜剂狭?，從而改變機(jī)組轉(zhuǎn)速和功率。第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況二、壓縮機(jī)、管道、燃?xì)廨啓C(jī)三者

的聯(lián)合運(yùn)行與匹配1天然氣壓縮機(jī)與管道聯(lián)合運(yùn)行特性離心式天然氣壓縮機(jī)特性線：原則上與軸流式壓氣機(jī)一樣，但等轉(zhuǎn)速線比較平坦。管道特性：保證出站壓力p2=常數(shù)繪制的。二者相交點(diǎn)即為聯(lián)合工作點(diǎn)。第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況2壓縮機(jī)、管道、燃?xì)廨啓C(jī)三者的聯(lián)合運(yùn)行天然氣壓縮機(jī)耗功Nct≈燃?xì)廨啓C(jī)輸出功率Ne天然氣壓縮機(jī)效率每一個聯(lián)合運(yùn)行點(diǎn)有了功率和轉(zhuǎn)速，可在燃?xì)廨啓C(jī)外特性線得出相應(yīng)的運(yùn)行點(diǎn)。

P150

圖7-6第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況輸氣管線用燃?xì)廨啓C(jī)調(diào)節(jié)總的要求：（1）在各個不同工況和調(diào)節(jié)方式下，保證各站的燃?xì)廨啓C(jī)與天然氣壓縮機(jī)能穩(wěn)定工作，不超溫、不超速、不喘振。（2）在各個不同的供氣量情況下，保證增壓輸氣用的燃料消耗量盡可能小、機(jī)組在效率盡可能高的條件下運(yùn)行。第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況3輸氣用燃?xì)廨啓C(jī)的調(diào)節(jié)方案單軸機(jī)組，P152圖7-7

用戶用氣量Qg增大時：p2降低

滑閥2向上移

fp2

關(guān)小

px增加

滑閥3向上移油口打開，壓力油進(jìn)入油動機(jī)4下腔油動機(jī)活塞上行打開燃料閥5

燃料量功率，轉(zhuǎn)速同時，

ff

增大

px降低

滑閥3向下移回位！平衡條件：f1

=

f10

fp2

+

ff

=

const第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況用戶用氣量Qg減少時：p2緩慢增加

滑閥2向下移

fp2

開大

px降低

滑閥3向下移動，油動機(jī)4下腔與回油相通油動機(jī)活塞下行

燃料量減少功率，轉(zhuǎn)速第六章燃?xì)廨啓C(jī)的變工況考試試題類型：