蒸汽轮机和燃气轮机又什么区别 哪个比较先进

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-06-01
蒸汽轮机和燃气轮机又什么区别哪个比较先进

蒸汽机

蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。蒸汽机的出现曾引起了18世纪的工业革命。直到20世纪初,它仍然是世界上最重要的原动机,后来才逐渐让位于内燃机和汽轮机等。

简单蒸汽机主要由汽缸、底座、活塞、曲柄连杆机构、滑阀配汽机构、调速机构和飞轮等部分组成,汽缸和底座是静止部分。从锅炉来的新蒸汽,经主汽阀和节流阀进入滑阀室,受滑阀控制交替地进入汽缸的左侧或右侧,推动活塞运动。

蒸汽机在20世纪初达到了顶峰。它具有恒扭矩、可变速、可逆转、运行可靠、制造和维修方便等优点,因此曾被广泛用于电站、工厂、机车和船舶等各个领域中,特别在军舰上成了当时唯一的原动机。

蒸汽机的弱点是:离不开锅炉,整个装置既笨重又庞大;新蒸汽的压力和温度不能过高,排气压力不能过低,热效率难以提高;它是一种往复式机器,惯性力限制了转速的提高;工作过程是不连续的,蒸汽的流量受到限制,也就限制了功率的提高。
气轮机(是内燃机的一种)

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。

燃气轮机的工作过程是,压气机(即压缩机)连续地从大气中吸入空气并将其压缩;压缩后的空气进入燃烧室,与喷入的燃料混合后燃烧,成为高温燃气,随即流入燃气透平中膨胀作功,推动透平叶轮带着压气机叶轮一起旋转;加热后的高温燃气的作功能力显著提高,因而燃气透平在带动压气机的同时,尚有余功作为燃气轮机的输出机械功。

与活塞式内燃机和蒸汽动力装置相比较,燃气轮机的主要优点是小而轻。单位功率的质量,重型燃气轮机一般为2~5千克/千瓦,而航机一般低于0.2千克/千瓦。燃气轮机占地面积小,当用于车、船等运输机械时,既可节省空间,也可装备功率更大的燃气轮机以提高车、船速度。

燃气轮机的主要缺点是效率不够高,在部分负荷下效率下降快,空载时的燃料消耗量高。

蒸汽机:化学能(燃烧、高温)——热能(加热-气化水、)——机械能(推动活塞-膨胀作功),总转化率是各单个转化率之积(注:转化率都小于1),每转换一次,效率就下降一次,所以效率很低,注意高温燃烧时产生的废气(废渣)和蒸汽膨胀后释放的尾气也都会带走能量;燃气轮机:化学能——机械能,效率高。

蒸汽轮机是把蒸汽喷到轮叶上,燃气轮机是把火焰喷到轮叶上,燃气轮机更先进,效率更高,但设备也相应要求更高技术。

蒸汽轮机用锅炉或者核反应堆提供的蒸汽作为动力来源

燃气轮机利用燃油直接在燃烧室中燃烧,产生的高温,高压燃气膨胀做功

燃气轮机相对先进一些,体积小,启动快,热效率高

但是蒸汽轮机单机功率较大,锅炉可以使用资源丰富但是质量较差的重油,而燃气轮机一般都要使用柴油

核动力装置也需要蒸汽轮机,核反应堆产生的能量将水加热成为蒸汽,驱动蒸汽轮机

蒸汽轮机(steam turbin)

蒸汽轮机的工作原理简单来说就是蒸汽喷射到蒸汽轮机的叶片上,推动叶片转动,从而使轮机转动起来。

但为什么蒸汽喷射到叶片上就会使叶片转动呢?

我们知道当气体从高压空间流向低压空间时,压差越大,气体流动速度就越大。

蒸汽轮机内装有喷嘴,从锅炉过热管中送过来的过热蒸汽,通过蒸汽轮机内的喷嘴喷射到蒸汽轮机的叶片上,过热蒸汽从喷嘴喷出时,体积急剧膨胀,压强降低,速度增大,通过这一过程,蒸汽的内能转变为蒸汽的动能,蒸汽喷射到叶片上时,推动叶片转动,蒸汽的动能就又转化为机轴旋转的机械能。

蒸汽机的弱点是:离不开锅炉,整个装置既笨重又庞大;新蒸汽的压力和温度不能过高,排气压力不能过低,热效率难以提高;它是一种往复式机器,惯性力限制了转速的提高;工作过程是不连续的,蒸汽的流量受到限制,也就限制了功率的提高。

燃气轮机(gas turbin)

燃气轮机的基本原理与蒸汽轮机很相似,不同处在于工质不是蒸汽而是燃料燃烧后的烟气。燃气轮机属于内燃机,所以也叫内燃气轮机。构造有四大部分:空气压缩机,燃烧室,叶轮系统及回热装置。

压气机将空气压缩后送入燃烧室,再跟燃料混合后燃烧,产生大量的高温高压气体,高温高压燃气被送入封闭的轮机装置内膨胀,推动叶片使机轴转动。

燃气轮机有重型和轻型两类。重型的零件较为厚重,大修周期长,寿命可达10万小时以上。轻型的结构紧凑而轻,所用材料一般较好,其中以航机的结构为最紧凑、最轻,但寿命较短。

不同的应用部门,对燃气轮机的要求和使用状况也不相同。功率在10兆瓦以上的燃气轮机多数用于发电,而30~40兆瓦以上的几乎全部用于发电。

蒸汽机

蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。蒸汽机的出现曾引起了18世纪的工业革命。直到20世纪初,它仍然是世界上最重要的原动机,后来才逐渐让位于内燃机和汽轮机等。

简单蒸汽机主要由汽缸、底座、活塞、曲柄连杆机构、滑阀配汽机构、调速机构和飞轮等部分组成,汽缸和底座是静止部分。从锅炉来的新蒸汽,经主汽阀和节流阀进入滑阀室,受滑阀控制交替地进入汽缸的左侧或右侧,推动活塞运动。

蒸汽机在20世纪初达到了顶峰。它具有恒扭矩、可变速、可逆转、运行可靠、制造和维修方便等优点,因此曾被广泛用于电站、工厂、机车和船舶等各个领域中,特别在军舰上成了当时唯一的原动机。

蒸汽机的弱点是:离不开锅炉,整个装置既笨重又庞大;新蒸汽的压力和温度不能过高,排气压力不能过低,热效率难以提高;它是一种往复式机器,惯性力限制了转速的提高;工作过程是不连续的,蒸汽的流量受到限制,也就限制了功率的提高。

内燃机

内燃机是一种动力机械,它是通过使燃料在机器内部燃烧,并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。

内燃机以其热效率高、结构紧凑,机动性强,运行维护简便的优点著称于世。

广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发动机,也包括旋转叶轮式的燃气轮机、喷气式发动机等,但通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。

往复活塞式内燃机的组成部分主要有曲柄连杆机构、机体和气缸盖、配气机构、供油系统、润滑系统、冷却系统、起动装置等。

活塞式内燃机将燃料和空气混合,在其气缸内燃烧,释放出的热能使气缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功,再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出,驱动从动机械工作。

内燃机以其热效率高、结构紧凑,机动性强,运行维护简便的优点著称于世。

燃气轮机(是内燃机的一种)

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。

燃气轮机的工作过程是,压气机(即压缩机)连续地从大气中吸入空气并将其压缩;压缩后的空气进入燃烧室,与喷入的燃料混合后燃烧,成为高温燃气,随即流入燃气透平中膨胀作功,推动透平叶轮带着压气机叶轮一起旋转;加热后的高温燃气的作功能力显著提高,因而燃气透平在带动压气机的同时,尚有余功作为燃气轮机的输出机械功。

与活塞式内燃机和蒸汽动力装置相比较,燃气轮机的主要优点是小而轻。单位功率的质量,重型燃气轮机一般为2~5千克/千瓦,而航机一般低于0.2千克/千瓦。燃气轮机占地面积小,当用于车、船等运输机械时,既可节省空间,也可装备功率更大的燃气轮机以提高车、船速度。

燃气轮机的主要缺点是效率不够高,在部分负荷下效率下降快,空载时的燃料消耗量高。
参考资料:http://baike.baidu.com/view/18878.html?wtp=tt http://baike.baidu.com/view/71190.html?wtp=tt