燃气轮机工作的原理，燃气轮机工作视频

燃气轮机是目前最流行的电力设备。它们用在哪里并不重要：飞机（航空燃气轮机）、船舶（船用燃气轮机）、发电厂（工业燃气轮机）或车辆（车用燃气轮机）。燃气轮机是该领域电力设备的佼佼者。那么问题来了：这么高的燃气轮机如何启动？其他内燃机（柴油机、汽油机等）也是这样吗？

目前，燃气轮机是大型水面作战舰艇的主流动力源。

燃气轮机和很多内燃机一样，不能独立运转（自行启动），需要借助外力（能量），只有通过人为设定的启动过程，燃气轮机才能达到稳定的运行状态（运行状态） 。情况）。通常，提供能量驱动燃气轮机旋转的机器称为起动机，将燃气轮机启动并加速其从静止状态加速到怠速运行状态的过程称为起动过程，而启动过程中所进行的各种操作。整个装置/系统称为燃气轮机启动装置，包括启动机、启动燃料供给装置、点火装置、自动控制装置等启动过程部分。

舰船燃气轮机（主机）

燃气轮机启动过程首先，启动机带动燃气轮机转子加速旋转，加速到一定速度后，点火系统开始工作，即点火喷嘴点火，燃油系统的喷射雾化开始.被启动，并且在燃烧室内形成启动火焰，产生火焰。当燃气轮机转子加速到n1转速时，主燃料喷嘴开始供给燃料，燃料被启动火焰点燃，形成稳定的燃烧火焰，涡轮也开始输出。然后，燃气轮机转子由起动机和涡轮加速。随着转子转速的增加，流入燃气轮机的空气流量增加，空气被压缩机压缩后的压力不断增加，因此燃气燃烧后的能量不断增加，燃烧时的能量不断增加。涡轮机发电量增加。将会增加。动力和转子继续加速。当转子转速达到n2时，涡轮产生的扭矩大大超过转子阻扭矩。此时，起动机断开，燃料供给和点火系统被切断，燃气轮机仅靠涡轮加速。最后，当涡轮机产生的扭矩等于转子阻扭矩时，达到怠速。启动过程已完成。 （注：n1n2为燃气轮机启动过程中设定的转速点）

燃气轮机的工作原理

燃气轮机启动装置的类型在整个燃气轮机启动过程中，我们可以看到，燃气轮机的启动依赖于转子因外力作用在转子上而旋转。因此，燃气轮机起动机类型的选择显得很重要。一般来说，燃气轮机起动机的类型有：

电启动器：

通常，直流电机用作电启动器，并通过减速器和棘轮离合器连接到燃气轮机转子。在启动过程中，电池向启动电机提供直流电，使燃气轮机转子旋转。一旦启动过程完成，电源就会断开，并且启动器通过棘轮离合器自动与燃气轮机转子断开。

电起动机具有使用和维护方便、结构简单、体积小、易于实现起动自动化等优点，是一种应用广泛的起动机。然而，这是因为启动扭矩不足（最大扭矩为400N·m）。不适合启动大中型燃气轮机。

照片中的红圈是燃气轮机（涡轮喷气发动机）的启动电机。

燃气轮机起动机：

燃气轮机启动机实际上是利用一个完整的小型涡轮轴燃气轮机（涡轮轴）通过减速器和离合器来旋转燃气轮机转子。启动机本身也是燃气轮机，所以启动前必须使用电启动机来启动涡轮启动机。如此复杂设置的目的只是为了提高启动机的启动功率（燃气轮机启动机，启动功率达到74.5kW至149Kw）。但由于启动能量是多级传输的，存在效率低、结构复杂、价格高等问题。

燃气轮机起动机

空气涡轮起动机

空气涡轮机由0.20.4MPa的压缩空气驱动，通过减速器和离合器使燃气轮机转子旋转。燃气轮机的空气轮机启动方式本质上是利用压缩空气驱动气动马达，由气动马达驱动燃气轮机转子的方式，这与大型船舶采用的压缩空气启动方式有本质的区别。二冲程低速柴油发动机（大多数船用低速发动机的压缩空气启动使用直接作用在活塞上的压缩空气）。

气动马达广泛应用于各个领域

火药起子

火药起动机采用固体装药，用电雷管点燃，在短时间内产生高温、高压气体，驱动脉冲涡轮发电，使燃气轮机转子旋转。减速器和离合器。由于火药燃烧时能在短时间内释放大量能量，因此这种起动机的功率输出非常高，可达745kW，一般在224kW至298kW之间。事实上，火药起动机与空气涡轮起动机的原理类似，只不过省略了压缩空气装置，利用火药的爆炸能量代替压缩空气。

爆炸时蕴藏着巨大的能量

虽然火药起爆器具有结构重量轻、启动时间短的优点，但其所含的固体装药相对昂贵，如果装药储存不当，很容易破裂，请注意这可能会导致缺陷。由于会引起燃烧或故障，且连续启动次数受到充电次数等限制，因此一般不用于船用燃气轮机，而主要用于航空发动机的紧急启动。

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作者：船夫之梦2019年4月19日