燃气轮机布雷顿循环是喷气发动机和发电厂燃机共同遵循的理想热力循环，由压气机、燃烧室、透平三大件串起一条连续气流。理解布雷顿循环，也就看懂了天然气电厂为什么能比煤电更省燃料、启停更灵活。它和我们已经讲过的蒸汽朗肯循环最大的不同，是工质始终在气态、且压气机要吃掉透平相当一部分功——这正是燃气轮机"功率密度高但回热价值大"的根本原因。
一、布雷顿循环的四个过程
布雷顿循环（Brayton Cycle，1872 年由美国人 George B. Brayton 提出）由四个可逆过程组成：①绝热压缩——空气在压气机里被逐级升压，温度随之升高；②等压加热——高压空气进入燃烧室与燃料混烧，压力基本不变、温度飙升到 1000℃ 以上；③绝热膨胀——高温高压燃气冲进透平（涡轮）推动叶片旋转做功；④等压放热——做功后的乏气排向大气完成冷却。前三个过程分别在压气机、燃烧室、透平中完成，第四个过程直接在大气里发生，所以实际机组大多是"开式循环"。透平输出的机械功一部分驱动发电机，另一部分要回头带动压气机，才能维持自持运转。
二、热效率为什么取决于压比
理想布雷顿循环的热效率只由一个参数决定：η = 1 − 1 / r_p^((γ−1)/γ)，其中 r_p 是压比（压气机出口压力 ÷ 进口压力），γ 是空气比热比（约 1.4）。公式告诉我们压比越高、效率越高，但现实里压比不是越大越好：透平进口温度 T₃ 受叶片金属耐热极限卡在 1300–1600 K，在给定最高、最低温度时，存在一个让"净功"最大的最佳压比，高于或低于它净功都会下降。这也是为什么现代 H 级燃机单循环效率能到 43%，而传统机组只有 30%–40%。
三、和朗肯循环的关键差别：回功比
燃气轮机有个蒸汽朗肯循环没有的麻烦——回功比（back work ratio）高。压气机耗功能占到透平做功的 40%–50%，而朗肯循环里给水泵只吃汽轮机做功的 2%–3%。也就是说燃气轮机"自己先吞掉近一半功"，净功才是输出。正因如此，用透平排气去预热压气机出口空气的回热（regeneration）特别值钱：低圧比区间加装回热器，效率能大幅抬升；微型燃机（30–300 kW）配上回热做分布式热电联产，电气加热能总效率可超 80%。把燃气轮机排气再拖一台汽轮机发电，就成了布雷顿+朗肯的联合循环，总效率轻松突破 60%，是当代火电的主流形态。
