燃机压气机效率计算

理想循环过程中压气机效率计算

受环境的影响，压气机运行过程中，叶片不会结垢，甚至腐蚀，影响的压气机的性能。为恢复压气机的性能，必须对压气机进行水洗。GE公司推荐，如果压气机效率下降10%，建议进行离线水洗。分析压气机的效率，可为燃机离线水洗周期的提供理论参考。

燃机轮机以空气为介质，基于Brayton循环为理论基础，如下图：

压气机入口空气状态为1，经过压缩后，压气机排气点空气状态为2，如为理想循环，即空气经过等熵压缩过程，则排气口空气的状态2s。

为简化计算，计算理想循环状态下的压气机效率，根据Brayton循环，理想循环下压气机效率计算公式为：

Nc = (h2s-h1)/(h2-h1) = (T2s-T1)/(T2-T1) 其中：

Nc—压气机效率

h2s—经等熵压缩后压气机排气口空气的焓值 h2—压气机排气口空气实际焓值 h1—压气机进气口空气焓值

T2s—经等熵压缩后压气机排气口热力学温度 T2—压气机排气口空气实际热力学温度，即CTD T1—压气机进气口空气热力学温度

注：公式所有温度为热力学温度，在华氏温标下，需在实际测得的温度基础上加460℉. 上述公式中，T1，T2为可直接从现场测点，只需计算T2s即可，根据Brayton循环公式 T2s =（P2/P1）^[k/(k-1)]*T1 其中：

P2—压气机排气口空气压力，即CPD

P1—压气机进气口空气压力，对于燃机而言，等于大气压力 k—比热比，即定压比热Cp与定容比热Cv之比，k=Cp/Cv，在空气动力学中，空气的k值常取为1.40。 所以通过测量T1，P1，P2的数值，便可计算T2s，从而计算压气机效率。

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下面就以#1机为例，计算燃机水洗后满负荷工况下压气机效率变化趋势。

P1 时间 AFPAP psia 07-23 07-31 08-04 08-08 08-12 08-24 CPD psig CPD psia P2 CTD deg F CTD deg R T2 CTIM deg F T1 CTIM deg R T2s T2s/T1 deg R Nc 压气机 效率 下降百分比 0 14.51 200.39 214.89 754.29 1214.29 89.91 549.91 2.16 14.51 197.91 212.42 753.68 1213.68 91.15 551.15 2.15 14.51 201.56 216.07 743.93 1203.93 82.26 542.26 2.16 14.49 198.86 213.35 746.14 1206.14 86.30 546.30 2.16 14.53 202.51 217.04 739.16 1199.16 79.81 539.81 2.17 14.57 203.24 217.81 740.81 1200.81 77.91 537.91 2.17 1187.84 0.960 1186.56 0.959 0.12% 1173.13 0.953 0.70% 1177.98 0.957 0.30% 1168.92 0.954 0.63% 1165.03 0.946 1.48% 从上表可知，#1燃机运行1个月后，压气机效率下降了1.48%，

由于压气机内空气流运是一个十分复杂的工况，加上抽气，空气压缩后比热比的变化，实际效率的与计算值有一定的偏差，关于压气机效率的准确计算还须进一步研究。

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