《燃機空氣進氣系統(tǒng)》課件

燃機空氣進氣系統(tǒng)燃氣輪機空氣進氣系統(tǒng)是燃氣輪機的重要組成部分，負責將空氣從大氣中吸入，并將其送入燃燒室。進氣系統(tǒng)設計合理，能確保燃氣輪機高效穩(wěn)定運行，進氣系統(tǒng)類型多樣，包括簡單的進氣口，復雜的多級進氣系統(tǒng)。目錄燃機空氣進氣系統(tǒng)概述定義和作用主要構成工作原理燃機空氣進氣系統(tǒng)設計要求可靠性經(jīng)濟性動力性環(huán)保性燃機空氣進氣系統(tǒng)主要部件空氣濾清器進氣管節(jié)流閥渦輪增壓器燃機空氣進氣系統(tǒng)故障診斷常見故障類型診斷方法維修與保養(yǎng)燃機空氣進氣系統(tǒng)概述燃機空氣進氣系統(tǒng)是燃氣輪機的重要組成部分，負責為燃氣輪機提供潔凈、壓縮的空氣，保證燃燒過程的正常進行。系統(tǒng)由空氣過濾器、進氣管道、節(jié)流閥、渦輪增壓器等組成，其設計和運行對燃氣輪機的性能、效率和可靠性具有重要影響。1.1定義和作用11燃氣輪機空氣進氣系統(tǒng)是指從外界吸入空氣并將其輸送到燃燒室的系統(tǒng)。22主要作用是為燃氣輪機提供足夠的空氣，以保證燃燒過程的進行和動力輸出。33進氣系統(tǒng)還負責過濾空氣中的雜質(zhì)，并調(diào)節(jié)進氣溫度和壓力，以提高燃燒效率和燃氣輪機的性能。1.2主要構成空氣濾清器去除空氣中的顆粒物和雜質(zhì)，保護燃機核心部件免受污染。進氣管道將空氣輸送到燃機，并控制氣流速度和方向。節(jié)流閥調(diào)節(jié)進入燃機的空氣流量，控制燃機功率。渦輪增壓器提高進入燃機的空氣密度，增加燃機功率。1.3工作原理1空氣吸入燃氣輪機啟動時，空氣通過進氣口被吸入。2壓縮空氣被壓縮機壓縮，壓力和溫度升高。3燃燒壓縮空氣與燃料混合，在燃燒室中燃燒，產(chǎn)生高溫高壓燃氣。4膨脹燃氣膨脹做功，推動渦輪轉動，并帶動壓縮機運行。5排氣燃氣經(jīng)過排氣系統(tǒng)排出，完成一個工作循環(huán)。燃機空氣進氣系統(tǒng)的設計要求燃機空氣進氣系統(tǒng)設計對燃機性能和可靠性至關重要。設計要求涵蓋可靠性、經(jīng)濟性、動力性和環(huán)保性等方面。2.1可靠性高可靠性燃機空氣進氣系統(tǒng)對發(fā)動機正常運行至關重要。系統(tǒng)故障會導致發(fā)動機性能下降甚至停機。耐久性系統(tǒng)需要在惡劣環(huán)境下長期穩(wěn)定工作，因此需要采用耐腐蝕、耐高溫、耐磨損的材料。易維護設計應考慮便于維護和檢修，減少停機時間，提高燃機運行效率。2.2經(jīng)濟性降低運行成本燃氣輪機空氣進氣系統(tǒng)的設計應考慮降低運行成本。高效的空氣濾清器可以延長維護周期，節(jié)約維護成本。提高燃油效率優(yōu)化進氣系統(tǒng)設計，減少空氣阻力，提高燃氣輪機效率，降低燃油消耗。2.3動力性功率輸出燃機空氣進氣系統(tǒng)影響燃氣輪機功率輸出。加速性能進氣系統(tǒng)設計影響燃氣輪機加速性能。燃油效率優(yōu)化進氣系統(tǒng)提高燃氣輪機燃油效率。2.4環(huán)保性排放控制燃機空氣進氣系統(tǒng)應有效降低排放。采用低排放燃燒技術，減少氮氧化物(NOx)和顆粒物(PM)的排放。噪聲抑制進氣系統(tǒng)設計應考慮噪聲控制。通過隔音材料和優(yōu)化結構，降低燃機運行時的噪聲污染。燃機空氣進氣系統(tǒng)的主要部件燃機空氣進氣系統(tǒng)由多個關鍵部件組成，協(xié)同工作以實現(xiàn)高效的進氣過程，為燃機提供新鮮空氣。3.1空氣濾清器功能空氣濾清器是燃機空氣進氣系統(tǒng)的重要組成部分，用于過濾進氣空氣中的灰塵、顆粒物和污染物，保護燃機內(nèi)部不受污染和磨損。類型常見的空氣濾清器類型包括干式濾清器和濕式濾清器，干式濾清器使用濾紙或濾網(wǎng)過濾空氣，濕式濾清器使用油性介質(zhì)過濾空氣。作用空氣濾清器能夠有效降低進氣空氣中的顆粒物濃度，提高燃機效率，延長燃機使用壽命。3.2進氣管輸送空氣進氣管連接空氣濾清器和渦輪增壓器，用于將空氣從空氣濾清器輸送到渦輪增壓器。減少阻力進氣管內(nèi)部應光滑，減少空氣流動阻力，保證空氣高效流通。耐高溫進氣管需使用耐高溫、耐腐蝕的材料，防止高溫氣流損傷管體。3.3節(jié)流閥11.限制進氣量節(jié)流閥控制進入燃氣輪機發(fā)動機的空氣流量，影響發(fā)動機功率。22.調(diào)節(jié)燃氣溫度節(jié)流閥通過改變空氣流量來調(diào)節(jié)燃氣溫度，防止燃燒室溫度過高。33.保護發(fā)動機節(jié)流閥在啟動或緊急情況下可限制進氣量，保護發(fā)動機免受損壞。3.4渦輪增壓器提高發(fā)動機效率渦輪增壓器利用廢氣驅(qū)動渦輪，壓縮新鮮空氣進入發(fā)動機，增加進氣量，提升燃燒效率和動力輸出。提升動力性能增壓器能夠有效提高發(fā)動機的扭矩和功率，使發(fā)動機在更低的轉速下獲得更大的扭力，提升燃機性能。降低排放渦輪增壓器可以降低燃油消耗，減少有害氣體排放，滿足環(huán)境保護的要求?？諝鉃V清器燃氣輪機空氣進氣系統(tǒng)的重要組成部分過濾空氣中的顆粒物，防止進入發(fā)動機4.1作用和分類過濾空氣過濾空氣中的灰塵、顆粒物等雜質(zhì)，防止進入燃氣輪機，損壞機件。保護發(fā)動機減少磨損，延長燃氣輪機的使用壽命，提高燃氣輪機的效率和可靠性。分類空氣濾清器主要分為機械式、電氣式和組合式三大類，其中機械式應用最廣泛。4.2性能評價指標過濾效率衡量空氣濾清器去除空氣中顆粒物的能力，通常以過濾效率來表示。阻力表示空氣濾清器對氣流通過的阻力大小，影響發(fā)動機的進氣量和功率。使用壽命指空氣濾清器能夠有效過濾空氣的時間，取決于濾芯材料、結構設計和使用環(huán)境。承載能力指空氣濾清器能夠承受的壓力，對于高性能燃氣輪機尤為重要。噪聲指空氣濾清器工作時產(chǎn)生的噪聲，影響發(fā)動機運行的平穩(wěn)性。4.3布置及安裝安裝位置選擇空氣濾清器應安裝在遠離發(fā)動機熱源和粉塵源的位置，避免高溫和灰塵對濾清器造成損害。安裝方式安裝方式應確保濾清器能夠有效地過濾空氣，同時保持進氣系統(tǒng)的密封性，避免空氣泄漏。安裝維護定期檢查濾清器是否損壞，并及時更換濾芯，保證空氣濾清器的正常工作。進氣管進氣管是燃機空氣進氣系統(tǒng)的重要組成部分，它將空氣從空氣濾清器輸送到渦輪增壓器。進氣管的設計需要考慮氣流阻力、氣密性、強度和耐腐蝕性等因素，確保空氣順利流動并保持良好的氣密性。5.1設計原理氣流阻力進氣管設計要降低氣流阻力，保證進氣效率，最大程度降低燃氣輪機工作效率。溫度分布進氣管設計需要考慮進氣溫度分布均勻，避免局部過熱或過冷，影響燃氣輪機性能。強度和剛度進氣管需要承受工作壓力和溫度變化，設計要保證結構強度和剛度，防止變形或損壞。5.2材料選擇耐腐蝕性燃氣輪機空氣進氣系統(tǒng)經(jīng)常暴露于各種環(huán)境因素，如腐蝕性氣體和水分。因此，進氣管的材料需要具有良好的耐腐蝕性，以防止材料的腐蝕和失效。耐高溫性進氣管需要耐受高溫，尤其是在燃氣輪機運行時，進氣溫度可能很高。因此，進氣管材料需要具有良好的耐高溫性能，以防止材料的變形和失效?？蛊谛赃M氣管經(jīng)常承受循環(huán)加載，因此需要具有良好的抗疲勞性，以防止材料的疲勞失效。機械強度進氣管需要承受一定的機械負荷，因此需要具有良好的機械強度，以確保進氣管的結構完整性。5.3結構優(yōu)化彎管設計進氣管設計中，避免使用過多的彎管，減少氣流阻力。彎管半徑越大，氣流阻力越小，但彎管半徑過大，會增加進氣管的長度和重量。表面光滑進氣管的內(nèi)表面應盡可能光滑，以減少氣流摩擦阻力。采用光滑材料，并進行表面處理，可以有效降低氣流阻力。6.節(jié)流閥節(jié)流閥是燃機空氣進氣系統(tǒng)的重要組成部分，用于控制進入燃氣輪機的空氣流量。節(jié)流閥通過調(diào)節(jié)氣流通道的面積，控制進入燃氣輪機的空氣量，從而影響燃機的功率輸出和效率。6.1工作原理1控制燃氣流量調(diào)節(jié)氣門開度2改變進氣量影響燃氣流量3控制發(fā)動機功率調(diào)節(jié)發(fā)動機輸出節(jié)流閥通過調(diào)節(jié)進氣量，控制進入燃燒室的燃氣流量，從而改變發(fā)動機的輸出功率。6.2節(jié)流閥類型和性能蝶閥結構簡單，成本低廉，廣泛應用于燃氣輪機進氣系統(tǒng)。球閥密封性能好，流量調(diào)節(jié)精度高，適用于高壓、高溫工況。滑閥調(diào)節(jié)范圍廣，適用于低壓、低流量工況。節(jié)流閥可實現(xiàn)精確流量控制，適用于高性能燃氣輪機。6.3控制策略11.燃機負荷控制節(jié)流閥控制燃氣輪機進氣量，調(diào)節(jié)燃氣輪機轉速和輸出功率，實現(xiàn)燃氣輪機負荷控制。22.燃機進氣溫度控制節(jié)流閥可以調(diào)節(jié)進氣量，控制燃氣輪機進氣溫度，保證燃氣輪機安全運行。33.燃機啟動控制節(jié)流閥控制進氣量，配合其他啟動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)燃氣輪機安全可靠的啟動。44.燃機保護控制節(jié)流閥可以與其他保護系統(tǒng)聯(lián)動，在緊急情況下，迅速降低燃氣輪機負荷，防止燃氣輪機損壞。7.渦輪增壓器渦輪增壓器是燃機空氣進氣系統(tǒng)的重要組成部分。它利用排氣能量驅(qū)動渦輪，壓縮進氣，提高進氣密度，增加發(fā)動機的功率和扭矩。7.1工作原理1壓縮空氣渦輪增壓器壓縮空氣2進氣壓縮空氣進入燃機3燃燒與燃料混合燃燒4動力產(chǎn)生動力驅(qū)動燃機渦輪增壓器通過壓縮空氣，提高燃氣流量和密度，增加燃燒效率，從而提高燃機的輸出功率。7.2結構與性能核心部件渦輪增壓器主要由渦輪和壓縮機組成，分別連接在同一條軸上，通過氣流驅(qū)使渦輪旋轉，進而帶動壓縮機提升進氣壓力。工作原理渦輪增壓器的工作原理是利用排氣能量驅(qū)動渦輪，從而帶動壓縮機提升進氣壓力。性能指標渦輪增壓器的性能指標主要包括增壓比、效率、流量、轉速等。結構特點渦輪增壓器采用軸流式結構，能夠有效地提高增壓效率，同時降低噪音和振動。7.3控制系統(tǒng)電子控制單元(ECU)ECU監(jiān)控發(fā)動機運行狀態(tài)，調(diào)節(jié)增壓壓力，確保最佳性能。壓力傳感器壓力傳感器實時監(jiān)測進氣管壓力，將數(shù)據(jù)傳遞給ECU。執(zhí)行器執(zhí)行器根據(jù)ECU指令調(diào)節(jié)增壓器葉片角度，控制增壓壓力。燃機空氣進氣系統(tǒng)故障診斷燃機空氣進氣系統(tǒng)是燃機的重要組成部分，其故障會嚴重影響燃機的性能和效率。因此，及時診斷和處理故障至關重要。8.1常見故障類型空氣濾清器空氣濾清器堵塞或失效會造成進氣量不足，導致燃機功率下降，甚至出現(xiàn)熄火現(xiàn)象?？諝鉃V清器清潔或更換不及時，容易造成濾清器堵塞，影響進氣量。進氣管進氣管破損或漏氣會造成空氣泄漏，降低進氣效率，導致燃機性能下降。進氣管老化或腐蝕，容易出現(xiàn)破損或漏氣，影響進氣量。節(jié)流閥節(jié)流閥故障會造成進氣量無法調(diào)節(jié)，影響燃機性能，甚至導致燃機失控。節(jié)流閥卡死或失靈，會導致進氣量無法調(diào)節(jié)，影響燃機性能。渦輪增壓器渦輪增壓器故障會造成增壓壓力不足或失效，導致燃機功率下降，甚至出現(xiàn)熄火現(xiàn)象。渦輪增壓器葉片損壞或軸承磨損，會導致增壓壓力不足或失效，影響燃機性能。8.2診斷方法目視檢查檢查進氣系統(tǒng)部件是否存在損壞、腐蝕或積