朱安君

（哈爾濱電氣股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150040）

1 它的技術性特征以及優(yōu)點

1.1 規(guī)模不大，構(gòu)造嚴緊

它的構(gòu)造非常的嚴緊，對于布局船艙來講非常的方便，而且能夠確保船只具有非常多的規(guī)模，而且便于開展設計活動。以LM2500+船用燃氣輪機為例，通過使用輕質(zhì)材料和憑借航空燃氣渦輪機的固有功率密度，其重量比同等柴油發(fā)動機輕74%，所占空間約是同等柴油發(fā)動機的1／3。

1.2 不會存在非常大的聲響，而且運行穩(wěn)定

因為它是旋轉(zhuǎn)設備，活動的時候不會出現(xiàn)過多的振動現(xiàn)象，所以它不會出現(xiàn)過多的聲響。獨特的噪聲防護體系，能夠減輕機艙的聲響。同時還能確保機艙的運作氛圍優(yōu)秀。

1.3 不會釋放非常多的毒素

由于當前國際條例中，對于船舶廢氣的排放規(guī)定非常的嚴苛，對于船只使用的柴油設備來講，要想合乎該項規(guī)定，必須要對其假裝繁瑣的裝置。比如對燃燒室進行處理，將燃油體系改造等等。上面講到的這些方法不僅會使得動力體系的規(guī)模和自重升高了，而且也使得花費的資金變多。船用燃氣輪機由于可采用變幾何燃燒室技術、分級燃燒室技術、貧油預混合預蒸發(fā)燃燒技術、催化燃燒技術、直接噴射燃燒室技術、可變駐留時間燃燒室技術、富油燃燒快速淬熄貧油燃燒室等高效低污染燃燒技術等，不會釋放非常多的毒素，而且更加的合乎環(huán)保的規(guī)定。

1.4 設備的功率非常高，而且具有很顯著的重量比，加速性優(yōu)秀，從最初的啟動一直到全速模式，一般只是需要兩分鐘的時間。

1.5 不會耗費非常多的潤滑油，而且不需要過分的養(yǎng)護，需要的管控人也不多。其耗油量不高，如LM2500燃氣輪機的最大滑油消耗率約0.9kg/h，平均滑油消耗率僅有0.09kg/h，和柴油的比對來看，更加的顯著，但是因為其轉(zhuǎn)速非常的快，所以對于滑油有著更為嚴苛的品質(zhì)規(guī)定。它是回轉(zhuǎn)件，常用的運動件不多，而且設置為模件的模式，所以其維修活動非常的簡便，而且也不需要過多的工作者。

1.6 具有非常優(yōu)秀的穩(wěn)定性，而且能夠高效的使用。船用燃氣輪機具有較高的可靠性(>99.5%)及可利用率(97.5%)，1982 年英阿馬島海戰(zhàn)中，燃氣輪機的戰(zhàn)時故障1000h運行僅發(fā)生0.55次就充分證明了這一點。

1.7 早期花費的資金不多。推進裝置的初期投資費用包括主發(fā)動機、輔助系統(tǒng)，和包括底座在內(nèi)的安裝費用。當功率是等同的時候，對功率要求在10～20 MW的柴油機和燃氣輪機來說，它在推進體系方面花費的資金是大體相等的；在20Mw以上時，它的初始資金要比柴油的要低很多。

2 其發(fā)展過程中面對的一些問題

2.1 不具有優(yōu)秀的熱效率

而且耗油率過高，對于燃油的品質(zhì)規(guī)定非常嚴苛，尤其是在改變工況的時候，并不節(jié)約費用。因為它是持續(xù)活動的設備，受到材料的影響，需要對其最高溫設置一定的數(shù)值，這樣就干擾到熱效的提升。當工況改變的時候，它的性能就會出現(xiàn)變化，它的初始氣溫就會下降，使得變工況的時候需要花費的資金就增多了。為了防止其影響到渦輪葉片，燃氣輪機對燃油中的含釩量、含硫量要求極為嚴格。由于工藝高速前進，經(jīng)由長久的發(fā)展，其增壓比已經(jīng)獲取了非常顯著的提升，它的一些關鍵的性能指標也獲取了非常顯著的提升。為了提升其變工況時的活動狀態(tài)，確保它在負載較低的狀況中的耗油率不會出現(xiàn)非常大的變動，在設計的時候會采用壓氣機可轉(zhuǎn)導葉、低負荷設計、變幾何動力渦輪等措施。同時，壓氣機中間冷卻和回熱循環(huán)設計方案的采用大幅度降低了燃氣輪機在部分工況時的燃油消耗。通過增加廢氣鍋爐、蒸汽輪機裝置回收能量可以進一步減少燃油費用。

2.2 其翻修使用時間不是很長

在早些時候，因為它的熱負載非常的大，它的動負荷非常高，而且有低溫以及高溫時的侵蝕等等的問題，這些問題導致它的翻修運行時間比別的要短許多。最近，由于許多全新的物料等的不斷發(fā)展應用，它的翻修使用時間在不斷的增加。

2.3.船舶燃氣輪機動力裝置的倒車需要復雜的傳動裝置

燃氣輪機不能反轉(zhuǎn)。全燃推進的船舶倒車，必須依靠倒車齒輪箱、可逆轉(zhuǎn)液力耦合器、電力傳動裝置或變距槳實現(xiàn)。直接倒車的燃氣輪機已經(jīng)研制成功，烏克蘭研制的可倒車燃氣輪機是在動力渦輪部分設置正車流路和倒車流路。內(nèi)流道是正車通流部分，外流道為倒車通流部分。其流道的變換是通過一個環(huán)形轉(zhuǎn)向閥實現(xiàn)的。正車運行時，全部燃氣均通過動力渦輪。但是倒車的時候，只有25%～30%燃氣經(jīng)過轉(zhuǎn)向通過倒車級。經(jīng)由此種模式，艦船從全速正車到全速倒車只需40s。

3 其在商船中的使用狀態(tài)分析

它最早應用到商船中是在1960年左右，如原蘇聯(lián)1962年下水的裝有2臺燃氣輪機的“葉塞圖金”號，1964年美國建造的燃氣輪機運輸船“卡拉漢”號等。在之后的時候，因為受到經(jīng)濟危機干擾，因為它所需的費用比較高，所以在那個時候的商船上幾乎是沒有看到。在之后的三十年的時間左右。由于豪華的郵輪等不斷的發(fā)展，具有單位重量功率大、起動快、可靠性好、噪聲低、污染少、振動小等優(yōu)點的燃氣輪機又被廣泛采用。

4 其在船只中的工藝發(fā)展方法

4.1 降低工作參數(shù)。一般而言，航空噴氣發(fā)動機都采用了比較高的工作參數(shù)，且運行工配變化范圍較小.高負荷T作時間較短.其工況變化非常的迅速。如果負荷過大的時候，其持續(xù)活動時間非常短，而且活動氛圍不好。所以，將航空發(fā)動機改裝為艦船燃氣輪機時，最為合理的措施即是把它的燃氣性減少，而且降低它的轉(zhuǎn)動速率，進而確保關鍵的一些部件的活動壓力變小，進而改進軸承活動狀態(tài)。

4.2 改裝燃燒系統(tǒng)。艦船的燃料通常為柴油，比航空柴油粘度和比重都大，汽化速度慢進而導致燃燒時的組織水平變低。所以，要認真的整改燃燒體系。例如采用調(diào)整油泵壓力、噴油嘴噴射角度、改善燃油霧化等措施，以此來確保燃燒合理，而且還應該將火焰筒構(gòu)造提升，以此來確保燃燒室的運行時間長久。

結(jié)語

通過長久的發(fā)展變化，其最終可以在高速的船只等方面占據(jù)一定的位置，經(jīng)由切實的提升燃氣的初始溫度，使得增壓比不斷的變大，合理的使用設備的余溫，同時和別的一些動力設備聯(lián)系到一起，確保其性能等得以有效的提升，其能力也得到了顯著的提升，正是因為這些要素的存在，使得它在商船中的應用更加的廣泛。長遠看來，除海上航運外，我國南方沿海，如珠海一香港、香港一澳門；東南沿海，如鎮(zhèn)江一普陀；北方沿海，如威海一大連、大連一青島；以及內(nèi)河和三峽庫區(qū)的航運等，開發(fā)裝有燃氣輪機的高速渡船，客艇及其他商船的應用領域，有著非常好的發(fā)展趨勢。

[1]牛利民.船舶燃氣輪機結(jié)構(gòu)[M].哈爾濱：哈爾濱船舶工程學院出版社，1992.

[2]吉桂明.海軍一燃氣輪機重要的市場[J].燃氣輪機技術，1993，6(2)：7-14.