燃机压气机效率计算
文章美文-关于中秋节的故事
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 =（P2P1）^[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=CpCv，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。
1
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
T2sT1
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。
2