內容提要
本書主要部分反映了作者數十年的工作經驗。書中根據當前世界上不同公司生產的最新型號的大功率發電用燃氣輪機(“FA”技術等級)，闡述了燃氣輪機的總體性能、本體結構、轉子形式、低排放燃燒室、冷卻系統、冷卻葉片等主機關鍵部分，並對之進行了初步的歸納與分析。在總體設計、壓氣機、燃燒室等關鍵技術及性能試驗、相關的輔助系統方面結合國內的發展經驗作了比較全面的總結與分析。本書對製造廠、燃氣輪機及聯合循環電站等企業的技術、運行和管理人員以及有關科研機構、管理機關、電廠設計與高校的人員培訓和學習有重要的參考價值。
目錄
序主要符號表
第1章 概論1
1.1 燃氣輪機的基本知識1
1.1.1 燃氣輪機的工作原理2
1.1.2 燃氣輪機的套用3
1.1.3 燃氣輪機的燃料4
1.2 燃氣輪機的發展6
1.2.1 我國燃氣輪機發展的簡述6
1.2.2 國外燃氣輪機發展的簡要歷史10
1.2.3 現代大功率發電用燃氣輪機12
1.3 燃氣輪機有關的一些名詞和概念的說明23
1.3.1 ISO條件（與NEMA條件）及機組設計的大氣條件23
1.3.2 總能系統和聯合循環的類型25
1.3.3 “重型”與“輕型”燃氣輪機30
1.3.4 透平進氣溫度T3的幾種習慣用法33
1.3.5 “F”技術34
1.3.6 氧化和腐蝕35
1.3.7 最佳壓比40
1.3.8 高溫材料41
1.3.9 再熱循環42
1.3.1 0NOx排放44
1.3.1 1燃氣輪機的起動45
第2章 燃氣輪機和聯合循環部件熱力外特性與熱平衡計算47
2.1 總體的簡單概述47
2.2燃氣輪機與聯合循環中部件的熱力外特性與效率47
2.2.1 大氣條件與ISO條件的使用48
2.2.2 聯合循環三個主要部件的（熱力）外特性48
2.2.3 燃氣輪機中直接進行熱平衡計算的兩個部件的外特性56
2.3 聯合循環的系統平衡方程與效率59
2.3.1 系統平衡方程式59
2.3.2 總體效率61
2.3.3 部件效率62
2.4 透平壓氣機的熱平衡（理論表達式）63
2.4.1 理論上的透平壓氣機的熱平衡方程64
2.4.2 使用壓氣機與透平效率的表達式65
2.4.3 理論表達式實用化的問題66
2.5 穩態熱平衡方程的實用表達式66
2.5.1 自己設計機組時，對冷卻空氣量影響的考慮66
2.5.2 套用於核算機組的熱平衡69
2.6 當量冷卻空氣量的計算方法69
2.6.1 設計模型69
2.6.2 基本熱平衡方程式72
2.6.3 熱平衡模型的啟示73
2.7 起動過程透平壓氣機的熱平衡計算73
2.7.1 起動過程運行點參數的半經驗公式74
2.7.2 起動過程運行線上的點74
附錄2A空氣與燃氣的熱物性76
第3章 結構與材料82
3.1 結構設計概述83
3.2 20世紀80年代前燃氣輪機結構的發展84
3.2.1 了解歷史是了解現代燃氣輪機結構的基礎84
3.2.2 第一階段機組的結構特點的補充分析93
3.3 20世紀70年代前國內外材料的發展97
3.3.1 材料的開發與使用97
3.3.2 主要的高溫材料的壽命問題101
3.3.3 高溫部件的材料104
3.3.4 其他部件的材料106
3.4 第一階段發展的總結性的話107
3.5 冷卻系統107
3.5.1 國外燃氣輪機發展第一階段的冷卻系統舉例108
3.5.2 國外燃氣輪機發展第二階段的冷卻系統112
3.6 轉子115
3.6.1 不可拆式轉子116
3.6.2 可拆式的轉子118
3.6.3 葉輪的預應力處理123
3.7 燃燒室形式123
3.7.1 分管與環管型燃燒室123
3.7.2 從單筒型燃燒室到環型燃燒室124
3.8 靜子的一些問題125
3.8.1 靜子的一般問題125
3.8.2 快速起動126
3.8.3 主機支架與底架126
3.8.4 從檢修角度看結構的一些問題126
3.8.5 本體隨機測點127
附錄3A典型的GE公司MS9001FA機組各主要部件的材料128
第4章 壓氣機130
4.1 概述130
4.1.1 本章 的重點130
4.1.2 設計思想中重要的一點131
4.1.3 從總體角度看壓氣機131
4.1.4 現代燃氣輪機用的壓氣機主要指標132
4.2 壓氣機的外特性132
4.2.1 流動相似的條件132
4.2.2 壓氣機特性曲線134
4.2.3 壓氣機的模化137
4.2.4 加級後的壓氣機及其對母型壓氣機的影響137
4.2.5 關於壓氣機效率的問題139
4.3 壓氣機發展的道路139
4.3.1 母型級140
4.3.2 “平面葉柵”方法141
4.3.3 模化加級方法141
4.3.4 其他提高壓比與流量的辦法142
4.3.5 可轉導葉與放氣143
4.3.6 “可控擴壓”問題144
4.3.7 全三維設計145
4.4 壓氣機的加級146
4.4.1 平均級壓比146
4.4.2 首級輪轂比147
4.4.3子午面流道148
4.4.4 跨聲速級150
4.4.5 母型通流的調整150
4.5 國外大功率燃氣輪機的壓氣機的統觀分析152
4.5.1 國外壓氣機使用的原始葉型152
4.5.2 國外相關壓氣機的簡況154
4.5.3 關於整台壓氣機試驗160
4.6 已有壓氣機的綜合分析與壓氣機加級的目標值161
4.7 進一步發展壓氣機的一些問題和前期工作的一些啟示161
4.7.1 加級工作的程式162
4.7.2 程式路線中的一些問題163
4.7.3 與現有參考資料的比較164
附錄4A壓氣機的喘振166
第5章 燃燒室169
5.1 概述169
5.2 燃燒室的工作特點和性能指標170
5.2.1 燃燒室的工作特點170
5.2.2 燃燒室的性能指標171
5.2.3 燃燒室中燃燒過程的組織175
5.3 燃燒室的結構180
5.3.1 燃燒室結構的基本要求180
5.3.2 燃燒室的總體結構180
5.3.3 燃燒室主要部件的結構183
5.4 燃料及其燃燒問題186
5.4.1 燃料的燃燒計算186
5.4.2 天然氣的燃燒191
5.4.3 液體燃料的燃燒及噴油嘴194
5.4.4 重油和原油的燃燒195
5.4.5低熱值煤氣的燃燒201
5.5 燃燒室的試驗調整204
5.5.1 概述204
5.5.2 燃燒室試驗的目的和方案204
5.5.3 燃燒室試驗的基本設備和測試內容206
5.5.4 燃燒室的模化試驗工況208
5.5.5 燃燒室調整試驗的若干措施211
5.6 低污染燃燒室213
5.6.1 概述213
5.6.2 常規燃燒室的主要污染排放物213
5.6.3 主要污染排放物的控制方法214
5.6.4 乾式低污染（DLN）燃燒室的原理216
5.6.5 四大燃氣輪機製造商的DLN燃燒室217
第6章 透平226
6.1 概述226
6.1.1 熱物性226
6.1.2 透平的級數227
6.1.3 冷卻系統228
6.1.4 材料229
6.1.5 由於冷卻系統而引起通流熱力計算的問題229
6.1.6 某些與傳統機組有比照點的結構方面230
6.2 冷卻231
6.2.1 冷卻系統的複述231
6.2.2 冷卻葉片的發展與葉片冷卻形式235
6.2.3 現代級燃氣輪機第1級透平葉片的冷卻形式244
6.2.4 冷卻系統的試驗研究247
6.3 透平的其他部件結構形式概述248
6.3.1 冷卻葉片與氣動方面的協調248
6.3.2 長柄葉根249
6.3.3 整體圍帶與葉片強度方面試驗設備250
6.3.4 其他一些相關結構問題的概述251
6.4 關於透平結構和材料的一些補充258
6.4.1 關於透平結構部分的設計258
6.4.2 關於燃燒室出口溫度場和溫度場中的最高溫度區258
6.4.3 有關透平葉片和輪盤材料的補充259
6.5 塗層262
6.5.1 塗層的概述262
6.5.2 具體的塗層262
第7章 燃氣輪機的總體設計簡述264
7.1 概述264
7.1.1 總體設計的一般概念264
7.1.2 總體設計的內在性質265
7.1.3燃氣輪機動力裝置的總體性概述266
7.2 大功率發電用燃氣輪機的總體性問題268
7.3 燃氣輪機本體設計的總體性269
7.3.1 總體對燃氣輪機提出的要求269
7.3.2 燃氣輪機的初步設計270
7.4 小結276
附錄7A一些歷史事件的記錄277
第8章燃氣輪機電站的總體布置及進排氣系統部件280
8.1 關於主機總體布置方面的一些問題280
8.1.1 從箱裝體到廠房式布置280
8.1.2 電廠總體布置的一些問題282
8.1.3 箱裝體結構形式的有關問題287
8.2 主流道的主要附屬檔案的概述289
8.2.1 進氣系統290
8.2.2 排氣系統292
8.3 進氣過濾295
8.3.1 進氣過濾的一般概念295
8.3.2 空氣過濾器的型式和性能299
8.3.3 高效過濾器304
8.4 進氣加熱與冷卻309
8.4.1 進氣加熱與冷卻的概述309
8.4.2 進氣冷卻311
8.4.3 進氣加熱312
8.4.4 進氣消聲器312
8.4.5 進氣導管314
第9章 燃氣輪機的輔助系統315
9.1 概述315
9.1.1 輔助系統分類Ⅰ315
9.1.2 輔助系統分類Ⅱ315
9.1.3 輔助系統通論316
9.2 燃氣輪機中以潤滑油為工質的油系統317
9.2.1 油系統的基本任務318
9.2.2 對油系統的基本要求與系統的基本配備318
9.2.3 系統經濟性與油系統型式問題322
9.2.4 現代大功率燃氣輪機油系統的原則性系統圖及一些有關部件的說明325
9.3 燃氣輪機中以燃料供給和滿足燃燒需要為其主要職能的輔助系統部分328
9.3.1 系統設定概述328
9.3.2 燃油系統及與燃油系統有關的一些系統329
9.3.3 霧化空氣系統338
9.3.4 氣體燃料系統（天然氣）340
9.4 屬於機組總體的其他輔助系統概述348
9.4.1 機組清洗系統348
9.4.2 其他系統簡述349
附錄9A關於壓氣機的定期清洗問題350
附錄9B輕柴油的規格353
附錄9C氣體燃料一些物理性質的計算354
第10章 燃氣輪機的性能驗收試驗356
10.1 概述356
10.2 驗收試驗的內容與試驗條件的規定356
10.2.1 試驗內容356
10.2.2 關於試驗工況達到穩定條件的規定357
10.2.3 關於測試數據讀取的規定358
10.2.4 關於試驗參考條件的規定358
10.2.5 其他358
10.3 驗收試驗中有關測試儀表和測量方法的規定359
10.4 驗收試驗中試驗數據的整理和修正360
10.4.1 實測燃氣輪機功率和功率因數的計算361
10.4.2 燃氣輪機輸出功率的修正361
10.4.3 實測燃氣輪機熱效率的計算364
10.4.4 燃氣輪機熱效率的修正364
10.4.5 壓氣機和燃氣透平等熵效率的計算366
10.4.6 試驗報告367
參考文獻368
編後話372
