燃气轮机在船舶动力方面的应用

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关于船舶混合动力系统的发展与应用

关于船舶混合动力系统的发展与应用

关于船舶混合动力系统的发展与应用1. 引言1.1 船舶混合动力系统的概念船舶混合动力系统是指在船舶上同时使用不同种类的动力装置来驱动船体前进的动力系统。

这种系统结合了传统的燃油动力和电动动力,以实现更高效率和更环保的船舶运行方式。

船舶混合动力系统的核心思想是根据船舶的不同工况和性能要求,灵活地选择和切换不同的动力装置,以最大程度地提高整体效率和降低运行成本。

船舶混合动力系统的优势在于可以灵活地选择不同动力装置来适应不同的航行工况,如低速巡航、高速航行、靠泊、停泊等,从而达到节能减排的目的。

混合动力系统还可以提高船舶的动力输出效率,减少噪音和振动,提升航行平稳性和舒适性。

船舶混合动力系统的出现不仅符合航运业的可持续发展要求,也是船舶动力技术的一个重要突破,将为船舶运输行业带来革命性的变革和发展。

1.2 船舶混合动力系统的意义船舶混合动力系统的意义在于提高船舶的能源利用效率,减少二氧化碳和其他有害气体的排放,推动船舶行业朝着更加环保和可持续的方向发展。

随着全球环境问题日益严重,航运业也受到了越来越多的关注,要求船舶在减少污染和节约能源方面承担更多责任。

船舶混合动力系统可以结合多种不同的动力来源,如传统的柴油引擎、液化天然气发动机和电动机等,根据航行的需求灵活调整使用不同的动力源,以达到最佳的节能和减排效果。

这样不仅可以降低燃料成本,提高船舶的经济性,还可以减少温室气体和大气污染物的排放,对保护海洋环境和改善空气质量都具有积极的意义。

船舶混合动力系统的意义还在于推动船舶技术的创新和发展,促使船舶制造商和船东不断提高船舶的环保水平,积极应对国际和国内环保法规的要求,为航运业可持续发展提供技术支持和解决方案。

船舶混合动力系统的意义不仅在于个体船舶的节能减排,更在于对整个航运行业的引领和影响,促使其向着更加绿色和环保的方向发展。

2. 正文2.1 船舶混合动力系统的技术原理船舶混合动力系统是指将多种不同类型的动力装置结合在一起,以实现更高效的动力传递和更低的燃料消耗。

燃气轮机的发展及其在舰船上的应用

燃气轮机的发展及其在舰船上的应用
船 用 燃 气 轮 机 的 1作 原理 同柴 油 机
2船 舶 燃 气 轮机 的工 作 特 点
同 柴 油 机 相 比 ,船 用 燃 气 轮 机 有 以 下~ 些 工 作特 点 : 1 、燃 气 轮 机 工 作 时 虽 同样 经 J 力吸 气 、压 缩 、作 功 及排 气 几个 环 节 ,但 这
舰艇 。且 经 过 实 践 考 验 , 应用 越 来 越 广
泛。
烧 室 火焰 筒 中 , 与空 气 混 合 后 形 成 可 燃 燃 油供 给 量 的多 寡 。多 数情 况下 ,其 供
混 合气 ,并 随 即被 高 压 电火 嘴 点燃 并迅 速 扩 散 , 通 过 火 焰 简 上 的 联 燃 管 引 燃 其 它 火 焰 筒 中 的 混 合 气 燃 烧 。 燃 烧 产
压 涡 轮 , 产 生
l 盈 壤t l 量

如 错 琏 雠 髓t
的 转 矩 全 部 用 以 驱 动 与 之 联
试 , 从而 保 证 了燃 气 轮 机 在 高 速 回转 运 动状 态 下 ,仍 保 持 良好 的 均匀 性 和 平 稳
性 。
图 1 船用 燃 气轮机 工作原 理图
重 量 空 气 所 占有 的容 积 )却 大 大 地 缩 小
了。这 就是 压 缩 过 程 。 与 此 同 时 ,柴 油 经 喷 油 器 喷 入 到 燃
机 。燃 气 轮 机 应 用 于 船 舶 , 则 是近 四十
年 的 事 情 。 船 用 燃 气 轮 机 主 要 用 于 军 用
功率 。此 即为 排 气 过程 。 燃 气 轮 机 功 率 输 出 的 大 小 ,取 决 于
8~ 1 KP 5 a。
吸 力 。外 问 的新 鲜 空 气经 多组 滤 清 器 过 滤 后 吸 入 上 气机 内 。 即完 成 吸气 过 程 。 E

燃气轮机工作原理与应用技术

燃气轮机工作原理与应用技术

燃气轮机工作原理与应用技术燃气轮机是一种能够将燃料的热能转化为动能的发电机组,被广泛应用于发电、航空、船舶等领域。

本文旨在介绍燃气轮机的工作原理和应用技术。

一. 燃气轮机的工作原理燃气轮机的基本构成包括压气机、燃烧室、涡轮和发电机。

其工作原理可以简单概括为:压缩来自空气压力机的压缩空气,送入燃烧室燃烧燃料,产生高温高压气流,通过涡轮转子驱动发电机发电,同时排出尾气。

1. 压气机压气机的作用是将空气压缩并提高压力,为下一步的燃烧提供充足的氧气。

一般情况下,燃气轮机会使用多级离心式压气机,它的作用是将来自空气压力机的空气进行多级压缩,以达到较高的压力和温度。

2. 燃烧室燃烧室是将燃料燃烧,产生高温高压气流的空间。

在燃烧室中,燃料喷射器将燃料喷入燃烧室中,随后点火引燃。

经过燃烧后,气流温度达到1000℃以上,并且压力增加。

3. 涡轮涡轮是燃气轮机中最重要的组成部分之一。

涡轮的作用是将由燃烧室排出的高温高压气流转化为机械能,启动发电机转子,发电机转子通过旋转发电。

通常,燃气轮机会采用多级叶轮式涡轮,不同级数叶片的转速和角度不同,以适应不同的压力和温度。

4. 发电机发电机是将涡轮输出的机械能转化为电能的装置。

发电机一般采用在转子上安装绕组的感应式发电机。

整个燃气轮机的工作过程,最终会输出电能。

二. 燃气轮机的应用技术燃气轮机作为一种高效能、节能、环保的发电机组,具有着广泛的应用领域。

1. 发电在发电领域,燃气轮机可以单独或者联合热电联产的方式来输出电能和热能,具有高效能、低污染等优点。

另外,由于其响应速度较快,可以在短时间内投入运行,满足紧急情况下的电力需求。

2. 航空领域燃气轮机在航空领域中可以作为飞机推进装置,为飞机提供动力。

燃气轮机具有高可靠性、高效能、快速响应等优点,很好地满足了航空领域对发动机的高要求。

3. 船舶领域燃气轮机在船舶领域中可以作为动力装置,为船只提供足够的动力。

燃气轮机具有启动响应快、可调速、低振动、低噪音等优点,非常适合船舶的工作环境。

燃气轮机在商船上的应用及其技术发展趋势

燃气轮机在商船上的应用及其技术发展趋势

燃 气 轮 机 在 商 船 上 的 应 用 及 其 技 术 发 展 趋 势
韩 少冰 , 钟 兢 军
( 连 海事 大学 轮 机工 程学 院 , 连 16 2) 大 大 1 0 6
摘 要 : 气 轮 机 作 为 一 种 符 合 绿 色 环 保 要 求 的动 力装 置 在 船 舶 上 的 应 用 已有 数 十 年 的历 史 。 对 比柴 油 机 动 力 装 燃
nia h a t rs is A c or n O r s a c e st bi e a m ea d a r a c lc ar c e itc . c dig t e e r h son ga ur n tho n b o d,t e d veo h e l pm e a i a ur ntofm rneg s t — bi r r c d; a d t e el m e t te ne a e t a e n he d v op n r ndSa e a a y e n ic s d. r n l z d a d d s us e
wih d e e w e a s,t plc to o st bi n m e c a hi sr viwe n t e ba i nayssoftc t i s lpo rplnt heap ia in fga ur ne i r h nts p i e e d o h ssofa l i e h—
Ke y wor : s i ds h p, n va ng ne rng; g s t b n a le i e i a ur i e;m e c an hi r h t s p;a pplc to ia i n;de eop e tt e d v l m n r n
自 13 9 9年德 国研 制 成 功 第 一 台航 空 涡 轮 喷气 发 动机和 瑞士 研制 成功 第一 台工 业发 电用 燃气 轮机 开始 , 燃气 轮机 作 为 一种 先 进 的动 力 装 置 以 其卓 越

关于船用动力的综述

关于船用动力的综述

关于船用动力的综述
船用动力是船舶运行的关键因素,其选择和应用直接影响到船舶的性能、运行效率和运营成本。

船用动力系统主要包括低速、中速和高速内燃机,以及电动机、燃气轮机等其他类型的动力装置。

其中。

内燃机因其可靠性、稳定性和适应性,在船用动力市场中占据主导地位。

低速和中速内燃机主要用于大型船舶和货船,其特点是功率大、效率高、运行稳定;而高速内燃机则主要用于小型船舶和游艇。

其特点是体积小、重量轻、机动性好。

电动机作为环保型动力源,在船舶行业中也得到厂泛应用,尤其在电池动力船舶和混合动力船舶中。

燃气轮机虽然具有高效、低油耗和低排放等优点,但由于其成本高、维护费用昂贵,目前仅在少数高端船舶上得到应用。

船用动力系统的产业链包括研发设计、零部件制造和整机制造三大块。

其中,零部件制造是产业链的关键环节,包括固定部件、运动部件以及动力和辅助系统等。

关重零部件主要为机座、机架、曲轴、运动部件、供油及喷射系统、涡轮增压系统等,这些零部件的质量直接影响船用动力系统的性能和可靠性。

在全球范围内,船舶动力系统市场呈现出不断增长的趋势。

随若国际贸易的复苏和环保政策的趋严,造船业迎来新一轮的景气周期,同时,碳中和对船舶技术及工艺的要求也上了一个新台阶。

引发船舶动力新的变革。

在未来,随若技术的进步和应用,船用动力系统将更加环保、高效和智能化。

以上是对船用动力的综述,具体来说,可能因不同类型的船舶和不同使用场景而有所差异。

舰船燃气轮机发展现状、方向及关键技术

舰船燃气轮机发展现状、方向及关键技术

舰船燃气轮机发展现状、方向及关键技术发布时间:2021-08-11T14:55:44.460Z 来源:《工程建设标准化》2021年36卷9期作者:高思阳1 孙雅慧2 [导读] 船用燃气轮机是大中型水面舰艇的重要能源类型高思阳1 孙雅慧2 1中国船舶集团有限公司第七〇三研究所黑龙江哈尔滨 1500782哈尔滨东安汽车动力股份有限公司黑龙江哈尔滨 150066摘要:船用燃气轮机是大中型水面舰艇的重要能源类型,是海军现代化建设的重要标志。

本文考察了船用燃气轮机的发展状况,分析了船用燃气轮机的发展方向,并介绍了船舶燃气轮机的关键技术。

关键词:舰船燃气轮机;发展现状;方向;关键技术引言船用燃气轮机具有功率大、体积小、重量轻、启动快、速度快、移动速度快等优点,可提高船舶的技术性能和航速。

世界上所有军舰通常都使用全燃料或柴油联合循环发电厂,装舰范围包括船舶、游轮、制导机枪、潜艇、鱼雷艇、登陆艇、海军援助舰、沉船和测量船等。

一舰船燃气轮机的发展现状我国曾经较早开始使用船用燃气轮机,1958年被列入国家发展计划。

1959年,从前苏联引进M-1型燃气轮机,在主发动机速度快于航母的情况下,为舰船生产各种电动机。

1961年,上海蒸汽电厂建造了国产燃气轮机,安装在了我国建造的062型高速运输船上,并对该船的燃气轮机进行了检验,这是我国首次尝试将其用于水面舰艇。

1964年,我国成功建造并建成了第一台4.4型舰船用燃气轮机。

然后,我国在舰船燃气轮机的发展上走西方技术道路,升级舰船燃气轮机,并进行舰船燃气轮机国产涡喷-8的研发。

此后,我国先后研制了各种型号的舰船燃气轮机。

其中,涡轮螺旋桨6型航空发动机中的409型汽油发动机成功用作722型气垫船的主要电气部件。

20世纪70年代,我国从英国进口了 Spey MK202 涡轮发动机。

20世纪80年代新一代GT-1000汽轮机进入市场,1993年通过样机性能审查。

这表明我国对新一代电动机技术已经很熟悉。

船舶动力装置的史历及未来发展

船舶动力装置的史历及未来发展

船舶动力装置市场竞争格局分析
国际竞争格局
国际船舶动力装置市场竞争激烈,主要集中在欧洲、美国和日本等发达国家的企业。这些企业拥有先进的技术和品牌 优势,占据了较大的市场份额。
国内竞争格局
中国船舶动力装置市场企业众多,但规模普遍较小,技术水平相对较低。未来,随着市场竞争的加剧和技术的进步, 国内企业将面临更大的挑战和机遇。
柴油机能够提供持续稳定的功 率输出,适用于大型远洋船舶 和货船。
柴油机的能效和排放性能也在 不断改进,以满足更加严格的 环保要求。
船舶燃气轮机动力装置的应用
01
燃气轮机具有高功率密度、低油耗和快速启动等优点,适用于 大型豪华邮轮和军舰。
02
燃气轮机能够提供高推力,适用于高速船舶和需要快速响应的
船舶。
船舶动力装置的史历及未来发展
目 录
• 船舶动力装置的历史 • 船舶动力装置的现状 • 船舶动力装置的未来发展 • 船舶动力装置的技术创新 • 船舶动力装置的市场趋势
01 船舶动力装置的历史
船舶蒸汽机动力装置的起源
船舶蒸汽机动力装置起源于19 世纪初,随着工业革命的发展,
蒸汽机逐渐应用于船舶推进。
发展现状与趋势
目前,风能动力装置在小型船舶上得到了一定的应用。未来,随着风能发电技术的进步和成本的降低,风能动力 装置有望在大中型船舶上得到广泛应用。同时,与太阳能、海洋能等其他可再生能源的综合利用将是未来船舶动 力装置的重要发展方向。
04 船舶动力装置的技术创新
船舶动力装置的能效提升技术
总结词
燃气轮机的排放性能也较好,符合环保要求。
03
船舶电力推进系统的应用
电力推进系统具有节能、环保和 高效等优点,适用于中小型船舶

浅谈燃气轮机在商船上的应用及发展

浅谈燃气轮机在商船上的应用及发展
摘 要: 燃 气轮 机 已经有 了几十 年的 发展 历 史 了 , 它非 常合 乎 环保 的规 定 。和一 些 柴油机 比对 , 在 明确 了燃 气轮 机 工 艺前提 下, 简述 了现在 这项 设备 在 商船 中的应 用 , 而且讲 解 了它 的前 进趋 势 。 关 键词 : 船舶; 舰 船 工程 ; 燃 气轮机 ; 商船 ; 应用 中图分 类号 : T M 6 1 1 . 2 4 文献 标识 码 : A
包括底座 在内的安装费用 。 当功率是等 同的 时候 , 对 功率要求在 1 0 — 2 0 Mw 的柴油 机和 燃气 轮机来说 , 它在 推进体 系方面花费 的资 金 是大体 相 等 的 ; 在2 0 M w以上 时 , 它 的初 始资金要 比柴油 的要低很多 。 2其 发展过程中面对 的一些 问题 2 . 1不具有优秀 的热效率 而且耗油 率过高 , 对于燃油 的品质规定 非 常严苛 , 尤其 是在 改变 工况 的时候 , 并 不 节约费用 。因为它是持 续活 动的设备 , 受 到 材料 的影 响 , 需 要对其最 高温设置 一定 的数 值, 这样就干扰 到热效 的提升 。当工况改变 的 时候 , 它 的性 能就会 出现变化 , 它 的初始 气温就会下 降 , 使 得变工 况的时候 需要花费 的资金就增多 了。 为了防止其影响到涡轮 叶 片, 燃气 轮机 对燃 油 中的含 钒量 、 含硫 量要 求极 为严格 。由于工艺 高速前进 , 经 由长久 的发展 , 其增压 比已经获取 了非常显 著 的提 升, 它 的一些关键 的性能指标 也获取 了非常 显著 的提 升。 为 了提升其 变工况时的活动状 态, 确保 它在负载较 低的状况 中 的耗 油率不 会 出现非常大 的变动 , 在设计 的时候会 采用 压 气机 可转导 叶 、 低 负荷 设计 、 变几 何动 力 涡轮 等措 施 。同时 , 压气机 中间冷却 和 回热 循环设计方案的采用大幅度降低了燃气轮 机在部分工 况时的燃油消耗 。 通 过增加废气 锅炉 、 蒸 汽轮机装置 回收能量 可以进一 步减 少燃油费用 。 2 2 其翻修使用时 间不是很 长 在早 些 时候 ,因为 它 的热负 载非 常的 大, 它 的动负荷 非 常高 , 而 且有 低温 以及 高 温时 的侵 蚀等等 的问题 , 这些 问题 导致 它的 翻修运行 时间 比别 的要短许 多 。最近 , 由于 许多全新 的物料等 的不 断发展 应用 , 它 的翻 修使用时 间在不断 的增 加。 2 . 3 . 船舶 燃气 轮机 动力 装 置 的倒 车需 要复杂的传动装置 燃气轮机不能反转 。 全燃推进 的船舶倒 车, 必须依靠倒车齿轮箱、 可逆转液力耦合 器、 电力传动装 置或变距 桨实现 。直接倒 车 的燃气轮机 已经 研制成 功 , 乌克兰 研制 的可 倒车燃 气轮 机是 在动 力涡 轮部分 设置 正 车 流路和倒车流路。内流道是正车通流部分 , 外 流道为倒 车通流部分 。 其 流道的变换是通 过一 个环形转 向阀实现 的。正车运行 时 , 全 部燃 气均通过动 力涡轮 。但是倒车 的时候 , 只有 2 5 %一 3 0 % 燃 气 经过 转 向通 过倒 车 级 。 经 由此种模式 , 舰船从 全速正 车到全速 倒车 只需 4 0 s 。 3其在商船 中的使用状态分 析 它 最 早应 用 到 商 船 中是 在 1 9 6 0年 左
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燃气轮机在船用动力方面的应用与发展邵高鹏(清华大学汽车系,北京 100084)摘要:介绍船用燃气轮机的工作原理和特点,对比燃气轮机和内燃机性能的优缺点,总结燃气轮机应用于船用动力的现状和未来的发展方向。

关键词:船用燃气轮机;原理;应用;发展方向;1.引言燃气轮机动力装置在50年代开始用于船舶,在此之前,水面舰艇都已蒸汽轮机和内燃机作为其动力装置,大型舰船以蒸汽轮机为其主要的动力装置,蒸汽轮机的优势在于技术相对简单,制造相对容易,但是其同样存在油耗大,占用空间大等等劣势,而柴油机的单机功率有限,必须采用多机并用。

并且由于燃气轮机汽固有的一些优点,使得它逐渐向柴油机动力在船舶动力上的统治地位发起了挑战。

最初的燃气轮机还只能应用与军用舰艇,但是随着燃气轮机技术的发展,燃气轮机在商船上也逐步得到了推广。

2.船用燃气轮机的工作原理船用内燃机的循环模式可以分为简单开式循环,其工作过程同内燃机类似,也可以分为吸气、压缩、做功及排气四个工作行程,但是与内燃机又有很大的不同,下图中是一种燃气轮机的结构示意图。

轴流压气机的转子高速回转,在压气机的进口处产生吸力,将新鲜空气吸入压气机,对应着吸气的过程。

空气在轴流压气机中增压,压力和温度都有升高,空气继续流动经过扩压器,减速增压进入燃烧室中,此时的空气温度和压力都较高,比容很小,这就实现了空气的压缩过程。

在空气进入燃烧室的同时,燃油同时喷入与空气混合形成可燃混合气,点燃后迅速燃烧,温度继续升高,而压力变化不大(由于流动损失的存在);高温高压的燃气,经过涡轮的静叶的导向之后冲击涡轮的动叶叶片,推动叶片使涡轮转子高速转动而产生转矩。

涡轮常分为两级,第一级涡轮(高压涡轮)上产生的转矩用于驱动与之联动的压气机,第二级涡轮(动力涡轮)上产生的转矩经过传动轴和减速箱输出,这就是燃气轮机的燃烧和做工过程。

经过两级涡轮的燃气经废气箱和烟囱排入大气,是燃气轮机的排气过程,这部分气体中仍然含有一些能量,可以把这部分能量加以利用来提高整机的工作效率。

除了简单开式循环外,船用燃气轮机还有一些更为复杂的循环型式,包括回热机组和中冷机组等等。

回热机组中排气温度高,经回热器(即换热器)先把压气机出口的空气加热,然后空气再进入燃烧室,优点是可以提高热效率,但是会增加机器的重量和尺寸;中冷机组在压缩过程中采用中间冷却,这样可以减小高压压气机的压缩功,使单位流量工质的输出功增大。

3.船用燃气轮机的特点燃气轮机虽然发展比内燃机和蒸汽轮机稍晚,但是很快便在航空领域取得了绝对的统治地位,并在船用动力系统中也得到了广泛的应用,与传统的内燃机动力和蒸汽轮机等相比,燃气轮机能够克服很多它们的缺点,但是也有一些自身惯有的不足。

与柴油机相比,船用燃气轮机有以下特点:1.燃气轮机工作时虽然同样经历吸气、压缩、做功和排气四个环节,但是这些环节是分别在不同位置同时、连续地进行的,各装置的工作过程互不干扰而且又同时进行,而柴油机要等一个冲程结束后才能开始另一个冲程。

2.燃气轮机以高速回转方式工作,它的主要运动部件压气机转子和涡轮转子等都经过精确地调节平衡,因此燃气轮机在高速转动的过程中冲击小,平稳性好。

而活塞式内燃机运动方式为往复运动,工作时有较强的冲击。

3.相比内燃机,燃气轮机有更高的工作温度,而燃烧膨胀压力较低。

4.燃气轮机启动时需要强制点火,而正常运行之后则可以自燃,而内燃机一般只有一种固定的着火方式。

5.燃气轮机运行时没有时间和角度的要求,也没有正时的问题,燃气轮机的燃油喷射是连续不间断的,而内燃机只在一个循环中的某个阶段进行喷油。

一般来说,与船用柴油机相比,燃气轮机的优点主要有:1.比功率大,重量轻,体积小。

在同等功率的各种内燃机中,燃气轮机具有最轻的重量和最小的体积。

船用燃气轮机单位功率重量,只有高速柴油机的十五分之一或更小。

2.船用燃气轮机对功率指令反应迅速,低温起动性,加速性良好,且起动后立即可投入全负荷工作。

不必“暖车”,不必慢慢提速,有利于提高舰船的机动性。

3.燃气轮机工作时有充足的空气来满足燃油燃烧所需。

由于燃烧完善,从而保证在起动、加速、变速及正常运行等不同工况下排气都不会冒黑烟。

这个突出的优点,大大提高了军用船舰的隐蔽性。

4.燃气轮机结构紧凑,传动机构较少,工作极为平稳,不震动,工作噪音。

尤其是高频噪音较小。

便于安装封闭式机罩而对机组实行整体隔音、降噪,从而使机舱工作条件得到改善。

在一定程度上也能提高船舰的隐蔽性。

5.燃气轮机工作可靠性高,故障较少发生。

同时拆卸、维修、安装都较方便。

与船用柴油机相比,船用燃气轮机具有以下缺点:1.耗油率偏高,尤其是小型船用燃气轮机。

但随着技术的发展,已得到很大改善。

2.燃气轮机的工作转速很高,但输出扭矩较小,必须通过减速箱降速提高扭矩才能输出作功。

然而配套的减速箱减速比都比较大,其重量甚至大于燃气轮机本身,增加了结构的复杂性。

3.燃气轮机工作当中耗气量特别大。

故进气通道及排气烟囱尺寸都较大,占用了船舱的部分空间容积在小吨位船上布置起来有些不便。

4.燃气轮机的构造较复杂精细,制造材料和工艺要求都很高,因而它的造价较柴油机高,维修配件也比较贵。

5.为满足燃气轮机高速、高温工作所需,对使用的润滑油有较严格的要求,必须具有良好的润滑性及抗高温的热稳定性。

燃料则用热值高,含杂质、水分少,尤其是含硫分低的优质轻柴油,因而在一定程度上限制了使用范围并增加了营运成本。

4.燃气轮机应用于船舶的状况1.军事方面:英国于1967 年率先提出实行水面战舰全燃汽轮机推进的动力政策。

1969年以后,高性能船舶燃气轮机LM2500 研制成功,美国海军动力装置迅速走上了全燃推进的道路,并在装舰数量上远远超过了英国。

原苏联一直是船舶燃气轮机的最大使用国,其海军装用燃机的舰艇数、燃机台数和装机总功率均占世界第一位。

80 年代初,日本海军步英国、美国和原苏联后尘也走上了全燃推进的道路。

最近十多年,其燃机装舰的速度和规模均超过了英国。

目前的护卫舰,尤其是装备现代武器的大型护卫舰,采用燃机( 含柴燃联合装置) 推进日益增多;在驱逐舰和巡洋舰中,燃汽轮机将取代蒸汽机,成为两舰种的动力装置;轻型航母也倾向于采用燃机驱动。

我国第一艘装备燃气轮动力的“舷号452”气垫登陆艇于1989年服役,成为我海军发展史上的一个重要里程碑。

后来又在一些中大型军舰,如舷号112、113、168、169等驱逐舰上,装备了多种不同型号的燃气轮机动力,为海军的现代化建设奠定了牢固基础。

2001年,以沈阳黎明公司为研制总成单位、六〇六所为总设计单位,联合清华大学、中科院、上海交通大学等科研院所和有关企业,组成设计研制项目联合体,借鉴国外技术,引进国外智力,共同研制R0110重型燃气轮机。

这一项目被列为国家“十五”期间“863”能源领域重大专项。

2009年,重型燃气轮机己进入最后联调及试验验证阶段。

输出功率预计可达114500kW,可以作为中型常规航空母舰的主动力。

这对于提高我国的综合国力具有积极推动作用。

2.民用船舶:近十年来,燃气轮机在高速渡船中得到大量应用。

具有代表性的是瑞士斯坦纳航运公司营运的三艘HSS1500大型高速渡船。

大型旅游船和高速集装箱船采用燃机推进是船用燃机在商船应用领域中的又一个重大突破。

在商船推进领域中,船舶燃气轮机正在向船用柴油机的世袭地位挑战。

5.船用燃气轮机的未来发展方向近20 年来,随着燃气轮机技术的发展、高性能航空发动机的改装以及在燃气轮机热力循环方面的开发研究,船用燃气轮机的性能日益先进,技术日臻完善。

船用燃气轮机技术发展方向主要有以下几个方面。

1.提高燃气轮机参数,改进部件设计,提高简单循环机组性能,由于舰船对高性能燃气轮机的需求,近20 年来推出了多型大功率高效燃气轮机组。

通过提高初温和压比、改进部性能等措施,在简单循环下机组效率超过40%,如GE公司的LM6000PC、R-R公司的MT30等。

在推出新机组的同时,各大公司不断提高原有机组的性能。

2.采用先进的复杂循环,提高机组性能采用回热循环、间冷-回热循环等复杂循环,是提高燃气轮机性能的另一条途径。

对于低压比小功率船用燃气轮机,通过增加回热器形成回热循环来提高效率;对于高压比三转子大功率船用燃气轮机,增加中间冷却器和回热器形成间冷回热循环,可增大功率、提高效率。

3.采用燃蒸联合循环,提高装置的功率和效率在燃气轮机后增加一个利用排气热量的余热利用回路,用来产生蒸汽并使它在蒸汽轮机中做功,然后蒸汽轮机与燃气轮机并车驱动螺旋桨。

这种燃蒸联合装置可明显地提高装置的输出功率和效率。

燃蒸联合循环的效率将达到45%~50%,在使用低压蒸汽时,整个系统的能量利用率高达80%。

4.燃气轮机发电模块是未来舰船燃气轮机的主要应用方向综合电力系统是今后舰艇动力的发展方向,其主要特点是将推进动力与电站动力合二为一,为舰船装备高能武器奠定电能基础。

综合电力系统对电站总功率的需求大幅度增加,这就要求单台发电机组的功率成倍增长,传统意义上的柴油机发电机组已不能满足这种变化要求。

燃气轮机单机功率大、输出转速高,特别适合作为综合电力系统的原动力.5.低NOx排放燃烧室的研制对陆地和空中推进装置日益严格的排放要求,未来舰船的主动力装置应满足今后的排放法规,以保证舰船在世界各国港口均能顺利入港。

通常用于陆基燃气轮机的干式低排放系统采用贫预混燃烧室,但是这些装置大多数是以气态燃料运行而不是使用馏出油。

英国罗尔斯·罗伊斯公司正承担一项计划,根据贫预混预气化(LPP)原理生产使用馏出燃油的液体干式低排放系统。

此项工作已证明,在高功率下可以使NOx排放减少到是常规扩散火焰技术的10%。

参考文献:[1]吉桂明.船舶燃气轮机技术和应用的展望吉桂明[J].舰船科学技术,2000.05.06[2]王志安.船用燃气轮机技术的发展方向及我国发展途径的思考[J].热能动力工程,2011.07[3]牛金章,邓武安.燃气轮机的发展及其在舰船上的应用[J].学术园地,2010.07[4]闻雪友.现代舰船燃气轮机发展趋势分析[J].舰船科学技术,2010.08。

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