9E燃机培训讲义之第一讲 2003.10
式中 ηm—— 燃气轮机机械效率
ws——— 相对于1千克空气来说在透平功率输出轴上测得的功率，千焦耳/
千克
(3)机组的有效效率
式中 ηg——发电机效率 Ne—— 发电机的功率，千瓦
B——每小时加给机组的燃料量，千克/小时
ηe——是燃气轮机用来发电时衡量机组热经济性的一相指标。
工程上还常用油耗这个指标来衡量机组的热经济性，它得含义是每产生1千瓦时（度）的功所消耗的标准燃油的克数，即：
式中 ge——油耗，克标准油
Gf——每秒加给机组的燃料量，千克/秒
标准燃料油是指发热量（低位）为43124千焦耳/千克的燃油（10300千卡/千克） 有时还用热耗率qe 来衡量机组的热功转换效率，即：
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显然，效率与热耗率互为倒数。油耗、热效率和是从不同角度来衡量机组功能转换效率的，因此，它们是互相关联的，知道其中一个，就可以求出另外两个来。
第二节 燃气轮机理想筒单循环 简单循环的燃气轮讥，其通流部分由进排气管道和燃气轮机的三大件即压气机，燃烧室、透平组成。从大气中吸取空气，透平排出的燃气又回到大气中去如下图所示：
由上图可以看出压气机从大气吸入空气，并把它压缩到一定压力，然后进入燃烧室与喷入的燃料混合、燃烧，形成高温燃气。具有作功能力的高温燃气进入透平膨胀作功，推动透平转子带着压气机一起旋转，从而把燃料中的化学能部分地转变为机械功、燃气在透平中膨胀作功，而其压力和温度都逐渐下降，最后排
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向大气。
只要机组启动成功后，连续不断地向燃烧室喷入燃料，并维持正常燃烧，那末上述过程就会连续不断地进行下去，燃料中的化学能也将部分地、连续不断地转比为机械功，这就是开式简单循环燃气轮机的工作原理。
下面我们顺着工质的流向，对理想简单循环燃气轮机的热力过程以及循环特性参数作简要的介绍。
压气机中，空气被压缩，比容减小，压力增加，因此必须输入一定数量的压缩功。当忽略压气机与外界发生的热量交换时，这一压缩过程就是绝热的。如果过理进行得十分理想，没有摩擦和扰动等不可逆现象存在，那么这一过程就是理想绝热过程。
在燃烧室中，从压气机排出的高压空气与燃料喷嘴喷出的燃料混合燃烧，将燃料的化学能释放出来，转化为热能，使燃烧产物即燃气达到很高的温度，因此，这就相当于从外界吸收一定数量的热，使工质温度升高，比容增大的加热过程。在这一燃烧加热过程中，工质只与外界有热量交换，并不对机器作功。 空气或燃气在燃烧室中的流动过程伴随着损失，压力有所下降。但是设计良好的燃烧室中压力损失很小，因此，在进行理论分析时，可以认为燃烧室中工质压力保持不变，即是说，燃烧室中的燃烧升温过程可以看作为一个定压加热过程。 从燃烧室出来的具有较高压力的高温燃气进入透平后，在透平中膨胀，带动压气机旋转，同时对外界输出一定数量的机械功。与此同时，工质的温度、压力下降，比容增加。在这一过程中透平机壳会对外界环境散热，但是由于燃气流量很大，燃气流过透平所需时间很短，因此对外界的散热相对很小。从而可以忽略对外界的散热而把透平中工质的膨胀作功过程当作绝热过程。在这一过程中，工
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质与外界只有机械功的传递而没有热量的交换。在没有摩擦等不可逆现象的情况下，透平中的膨胀可以看作是理想绝热过程。
燃气轮机排气经排气管道和烟囱排入大气，在大气中自然放热，温度降低到环境温度，也就是压气机进口空气的温度，当忽略排气系统压力损失时，在这一自然放热过程中，压力不变，因而是一个定压放热过程。
以上四个过程，即压气机中的理想绝热过程，燃烧室中的定压加热过程，透平中的理想绝热过程和排气系统中的定压放热过程，就组成了燃气轮机理想开式简单循环，我们把压气机进口处空气的状态参数等一律以下标\”表示，压气机出口即燃烧室进口状态以下标\表示，燃烧室出口即透平进口状态以下标\表示，而透平的排气状态用下标\表示。将该循环表示在压容图和温墒图上，见下图：
（压容图） 温（焓）熵图
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第三节 燃气——蒸汽联合循环 如前所述，采用简单循环热效率为
30％左右，主要原因是燃机排气热量的
损失。通常燃气轮机排气温度相当高，一般在470℃~580℃左右，而中压汽轮机所用新蒸汽的温度在360℃~450℃，因此，完全可以利用透平排气余热在余热锅炉中将水加热变为中温中压的过热蒸汽，将此蒸汽引入汽轮机膨胀做功。冷凝式汽轮机的排汽温度很低，一般在30℃~40℃，因此，将燃气轮机和汽轮机联合起来工作，这就相当于一台在T3很高而T4很低热源之间工作的热机，其循环效率必定较高。因此，这是提高燃气轮机热能利用率的一个重要途径。基于这个思想，产生了不同形式的燃气-蒸汽联合循环。 一、蒸汽轮机循环
为了介绍燃气-蒸汽联合循环，我们需先介绍一下汽轮机循环。最简单的汽轮机循环如下图所示：
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