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兆瓦级电机船舶(40兆瓦级船用燃气轮机)

时间:2022-11-20 08:36 点击:267 编辑:邮轮网

1. 40兆瓦级船用燃气轮机

截止到2021年1月份,世界最大功率燃气轮机,是英国著名的罗尔斯罗伊斯公司制造的MT30燃气轮机,

MT30燃气轮机的功率达到了36兆瓦(大约5万马力),最大功率为40MW。

这是目前世界上功率最大的船用燃气轮机。MT30燃气轮机的技术基础,

来自于罗罗公司的Trent800型涡扇发动机,也就是为波音777客机配备的航空发动机。

2. 民用燃气轮机船

目前来说在燃气轮机技术水平上英国的罗罗还是最好的,这一点可以从罗罗最新的MT30燃气轮机广泛被用于英国自家6万吨的女王级航母和美国最新的DDG1000隐身驱逐舰以及滨海战斗舰上,就可以看出这款最大输出功率高达40兆瓦的燃气轮机有多优秀了。虽然现代燃气轮机根据使用环境主要分为发电型和动力驱动型两种,前者主要用于目前很多开始注重清洁能源使用的天然气等燃气电厂,而后者则主要以军舰使用的舰用燃气轮机为主。但是从燃气轮机的发展来说,其大部分都是从飞机使用的航空发动机衍生而来的,特别是军舰使用的燃气轮机大部分都是从航空发动机衍生而来的,所以很多舰用燃气轮机在零部件上和同型的航空发动机基本一致,所以航空发动机基础很强的国家在舰用燃气轮机技术上同样也很强。目前在舰用燃气轮机市场上,主要以英国的罗罗和美国的GE两家称霸市场,前者以此前装备大量英国军舰和日本军舰的舰用燃气轮机奥林巴斯为主,现如今开始以基于波音777客机使用的瑞达800航空发动机衍生而来的MT30舰用燃气轮机开始称霸新一代舰用燃气轮机市场;而后者则以LM2500系列燃气轮机称霸全球大部分驱逐舰市场,像美国的提康德罗加级、伯克级、韩国的世宗大王等、日本的金刚、爱宕级等以及欧洲很多国家的中小型护卫舰都大量采用了该款舰用燃气轮机。所以从上世纪70年代初正式投入使用以来,LM2500系列燃气轮机已经销售了2000多台,占据了世界舰船燃气轮机的绝大部分份额,这是其他任何一种舰船燃气轮机都难以企及的高度,也可以说LM2500系列燃气轮机是现阶段最为成功的舰用燃气轮机。但是从目前世界舰用燃气轮机发展的趋势来看,输出功率更大、效率更高、运行稳定性更高等要求下,对于新一代大功率舰用燃气轮机的需求越来越大,在这种需求下除了很多驱逐舰的吨位开始突破万吨级这个界限外,就是大量电子设备的使用对于动力系统的需求也随之更大。所以英国的罗尔斯罗伊斯公司在自家为波音777客机研发的瑞达800航空发动机基础上,衍生出了一款大功率的舰用燃气轮机,其最大输出功率高达40MW,并且可以长期在36MW功率下稳定工作。更为特别的是MT30的零部件与瑞达800航空发动机有80%通用性,而且整机重量也只有22吨,且所有零部件都置于箱装体内,所以无论是从输出功率还是自身结构设计上其都非常适合作为新一代的舰用大功率燃气轮机使用。像英国满载排水量高达6万吨的女王级航母舰使用了2台MT30燃气轮机+4台柴油机就可以满足航母高速航行和舰上大量电子设备的使用需求;其次像美国最新的DDG1000驱逐舰满载排水量高达1.5万吨、也是使用MT30燃气轮机推进的,当然像美国的滨海战斗舰、韩国的大邱级护卫舰、日本30FFM护卫舰、意大利的里雅斯特级两栖攻击舰都是选用MT30燃气轮机作为主动力,从中可见MT30燃气轮机已经凭借其强大的输出功率和更加高效的模块化设计需求成为了新一代舰用大功率燃气轮机的代表。而发电用燃气轮机现代基本以全新研制为主,是因为发电用燃气轮机对燃气轮机的定位要求不一样,其更为重视燃气轮机的可靠性、发电效率、机组长期运行的稳定性、输出功率等 ;所以在发电用燃气轮机市场主要以德国的西门子、日本的三菱、美国的GE三家为重型大功率工业发电燃气轮机代表,第二梯队则包括法国已经被恶意收购掉的阿尔斯通、意大利的安萨尔、日本的日立、我国的东方电气、哈电等。像德国西门子制造的SGT5-8000H超级燃气轮机是世界最大的燃气轮机,其单机输出功率高达为375MW,如果采用联合循环时输出功率高达578MW ,而且其净效率高达60.75%,也成为世界上效率最高的燃气轮机。这么高的输出功率有多大呢?世界上最大的核动力航母美国10万吨的尼米兹级核动力航母两台核反应堆的输出功率是194MW,等于说西门子研制的这台世界上最大的燃气轮机单台输出功率就要比尼米兹上两台核反应堆输出功率都大。可以说一台SGT5-8000H燃气轮机的发电量足够1个工业化大城市的用电需求。而我国在燃气轮机技术发展上经过几十年的不懈努力,目前已经在舰用燃气轮机和工业燃气轮机上开始追赶上了世界主流水平,像我国最新装备万吨级055大型导弹驱逐舰就是采用了四台国产的QC280燃气轮机,而且随着QC280舰用燃气轮机的量产,未来我国在大功率舰用燃气轮机的选择上将不再受制于人,可以以此来研制更多的高速战斗舰、大型两栖攻击舰的动力等;同样在发电用的工业燃气轮机上我国的东方电气自主研制的F级燃气轮机也已经实现了点火,而且我国已经有多家单位开始冲击输出功率更高的H级燃气轮机,所以我们相信在不久的将来,我国无论是在舰用大功率先进燃气轮机和发电用工业重型燃气轮机技术上都会完全实现自主。

3. 中国40兆瓦级燃气轮机

英国是舰用燃气轮机最强的国家,也是燃气轮机发展历史最悠久的国家,从最早的G6、奥林普斯、海神等燃气轮机,到之后的WR21燃气轮机的输出功率高达25.2兆瓦。目前世界最大功率燃气轮机,是英国著名的罗尔斯罗伊斯公司制造的MT30燃气轮机,MT30燃气轮机的功率达到了36兆瓦(大约5万马力),最大功率为40MW,这是目前世界上功率最大的船用燃气轮机。MT30燃气轮机的技术基础,来自于罗罗公司的Trent 800型涡扇发动机,也就是为波音777客机配备的航空发动机。

MT30燃气轮机整机重量只有22吨,热效率达到40%,远远高于世界同类产品。

4. 50兆瓦船用燃气轮机

天然气计价单位:$/MBtu换算成¥/ m3

1兆瓦电量即1000kWh,俗称一千度电。按常规天然气燃气轮机发电机组(不含燃气—蒸汽循环热电联供机组)的发电情况来算,根据机组容量大小,一立方米天然气可发3.0—3.6度电,故1兆瓦电量需要消耗天然气280—330立方米。

5. 船用燃气轮机功率

1791年,英国人巴伯首次描述了燃气轮机的工作过程;1872年,德国人施托尔策设计了一台燃气轮机,并于1900~1904年进行了试验,但因始终未能脱开起动机独立运行而失败;1905年,法国人勒梅尔和阿芒戈制成第一台能输出功的燃气轮机,但效率太低,因而未获得实用。

1920年,德国人霍尔茨瓦特制成第一台实用的燃气轮机,其效率为13%、功率为370千瓦,按等容加热循环工作,但因等容加热循环以断续爆燃的方式加热,存在许多重大缺点而被人们放弃。

随着空气动力学的发展,人们掌握了压气机叶片中气体扩压流动的特点,解决了设计高效率轴流式压气机的问题,因而在30年代中期出现了效率达85%的轴流式压气机。与此同时,涡轮效率也有了提高。在高温材料方面,出现了能承受600℃以上高温的铬镍合金钢等耐热钢,因而能采用较高的燃气初温,于是等压加热循环的燃气轮机终于得到成功的应用。

1939年,在瑞士制成了四兆瓦发电用燃气轮机,效率达18%。同年,在德国制造的喷气式飞机试飞成功,从此燃气轮机进入了实用阶段,并开始迅速发展。

6. 300兆瓦燃气轮机

1兆瓦时天然气是280~320立方。1兆瓦电量即1000kWh,俗称一千度电。按常规天然气燃气轮机发电机组(不含燃气—蒸汽循环热电联供机组)的发电情况来算,根据机组容量大小,一立方米天然气可发3.0—3.6度电,故1兆瓦电量需要消耗天然气280—330立方米。

7. 100兆瓦燃气轮机

最简单的燃气轮机装置包括三个主要部件:压气机、燃气轮机和燃烧室。空气和燃料分别经压气机与泵增压后送入燃烧室,在其中燃料与空气混合并燃烧,释放出热能。燃烧所产生的燃气吸热后温度升高,然后流入燃气轮机边膨胀边作功,作功后的气体排向大气并向大气放热。重复上述升压、吸热、膨胀与放热过程,连续不断地将燃料的化学能转换成热能,进而转换成机械能。 这是最简单的,要详细的再给你复制。 以下是详细的: 燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转,将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械,是一种旋转叶轮式热力发动机。

中国在公元十二世纪的南宋高宗年间就已有走马灯的记载,它是涡轮机(透平)的雏形。15世纪末,意大利人列奥纳多·达芬奇设计出烟气转动装置,其原理与走马灯相同。至17世纪中叶,透平原理在欧洲得到了较多应用。

1791年,英国人巴伯首次描述了燃气轮机的工作过程;1872年,德国人施托尔策设计了一台燃气轮机,并于1900~1904年进行了试验,但因始终未能脱开起动机独立运行而失败;1905年,法国人勒梅尔和阿芒戈制成第一台能输出功的燃气轮机,但效率太低,因而未获得实用。

1920年,德国人霍尔茨瓦特制成第一台实用的燃气轮机,其效率为13%、功率为370千瓦,按等容加热循环工作,但因等容加热循环以断续爆燃的方式加热,存在许多重大缺点而被人们放弃。

随着空气动力学的发展,人们掌握了压气机叶片中气体扩压流动的特点,解决了设计高效率轴流式压气机的问题,因而在30年代中期出现了效率达85%的轴流式压气机。与此同时,透平效率也有了提高。在高温材料方面,出现了能承受600℃以上高温的铬镍合金钢等耐热钢,因而能采用较高的燃气初温,于是等压加热循环的燃气轮机终于得到成功的应用。

1939年,在瑞士制成了四兆瓦发电用燃气轮机,效率达18%。同年,在德国制造的喷气式飞机试飞成功,从此燃气轮机进入了实用阶段,并开始迅速发展。

随着高温材料的不断进展,以及透平采用冷却叶片并不断提高冷却效果,燃气初温逐步提高,使燃气轮机效率不断提高。单机功率也不断增大,在70年代中期出现了数种100兆瓦级的燃气轮机,最高能达到130兆瓦。

与此同时,燃气轮机的应用领域不断扩大。1941年瑞士制造的第一辆燃气轮机机车通过了试验;1947年,英国制造的第一艘装备燃气轮机的舰艇下水,它以1.86兆瓦的燃气轮机作加力动力;1950年,英国制成第一辆燃气轮机汽车。此后,燃气轮机在更多的部门中获得应用。

在燃气轮机获得广泛应用的同时,还出现了燃气轮机与其他热机相结合的复合装置。最早出现的是与活塞式内燃机相结合的装置;50~60年代,出现了以自由活塞发气机与燃气轮机组成的自由活塞燃气轮机装置,但由于笨重和系统较复杂,到70年代就停止了生产。此外,还发展了柴油机燃气轮机复合装置;另有一类利用燃气轮机排气热量供热(或蒸汽)的全能量系统,可有效地节约能源,已用于多种工业生产中。

燃气轮机的工作过程是,压气机(即压缩机)连续地从大气中吸入空气并将其压缩;压缩后的空气进入燃烧室,与喷入的燃料混合后燃烧,成为高温燃气,随即流入燃气透平中膨胀作功,推动透平叶轮带着压气机叶轮一起旋转;加热后的高温燃气的作功能力显著提高,因而燃气透平在带动压气机的同时,尚有余功作为燃气轮机的输出机械功。燃气轮机由静止起动时,需用起动机带着旋转,待加速到能独立运行后,起动机才脱开。

燃气轮机的工作过程是最简单的,称为简单循环;此外,还有回热循环和复杂循环。燃气轮机的工质来自大气,最后又排至大气,是开式循环;此外,还有工质被封闭循环使用的闭式循环。燃气轮机与其他热机相结合的称为复合循环装置。

燃气初温和压气机的压缩比,是影响燃气轮机效率的两个主要因素。提高燃气初温,并相应提高压缩比,可使燃气轮机效率显著提高。70年代末,压缩比最高达到31;工业和船用燃气轮机的燃气初温最高达1200℃左右,航空燃气轮机的超过1350℃。

燃气轮机由压气机、燃烧室和燃气透平等组成。压气机有轴流式和离心式两种,轴流式压气机效率较高,适用于大流量的场合。在小流量时,轴流式压气机因后面几级叶片很短,效率低于离心式。功率为数兆瓦的燃气轮机中,有些压气机采用轴流式加一个离心式作末级,因而在达到较高效率的同时又缩短了轴向长度。

燃烧室和透平不仅工作温度高,而且还承受燃气轮机在起动和停机时,因温度剧烈变化引起的热冲击,工作条件恶劣,故它们是决定燃气轮机寿命的关键部件。为确保有足够的寿命,这两大部件中工作条件最差的零件如火焰筒和叶片等,须用镍基和钴基合金等高温材料制造,同时还须用空气冷却来降低工作温度。

对于一台燃气轮机来说,除了主要部件外还必须有完善的调节保安系统,此外还需要配备良好的附属系统和设备,包括:起动装置、燃料系统、润滑系统、空气滤清器、进气和排气消声器等。

燃气轮机有重型和轻型两类。重型的零件较为厚重,大修周期长,寿命可达10万小时以上。轻型的结构紧凑而轻,所用材料一般较好,其中以航机的结构为最紧凑、最轻,但寿命较短。

与活塞式内燃机和蒸汽动力装置相比较,燃气轮机的主要优点是小而轻。单位功率的质量,重型燃气轮机一般为2~5千克/千瓦,而航机一般低于0.2千克/千瓦。燃气轮机占地面积小,当用于车、船等运输机械时,既可节省空间,也可装备功率更大的燃气轮机以提高车、船速度。燃气轮机的主要缺点是效率不够高,在部分负荷下效率下降快,空载时的燃料消耗量高。

不同的应用部门,对燃气轮机的要求和使用状况也不相同。功率在10兆瓦以上的燃气轮机多数用于发电,而30~40兆瓦以上的几乎全部用于发电。

燃气轮机发电机组能在无外界电源的情况下迅速起动,机动性好,在电网中用它带动尖峰负荷和作为紧急备用,能较好地保障电网的安全运行,所以应用广泛。在汽车(或拖车)电站和列车电站等移动电站中,燃气轮机因其轻小,应用也很广泛。此外,还有不少利用燃气轮机的便携电源,功率最小的在10千瓦以下。

燃气轮机的未来发展趋势是提高效率、采用高温陶瓷材料、利用核能和发展燃煤技术。提高效率的关键是提高燃气初温,即改进透平叶片的冷却技术,研制能耐更高温度的高温材料。其次是提高压缩比,研制级数更少而压缩比更高的压气机。再次是提高各个部件的效率。

高温陶瓷材料能在1360℃以上的高温下工作,用它来做透平叶片和燃烧室的火焰筒等高温零件时,就能在不用空气冷却的情况下大大提高燃气初温,从而较大地提高燃气轮机效率。适于燃气轮机的高温陶瓷材料有氮化硅和碳化硅等。

按闭式循环工作的装置能利用核能,它用高温气冷反应堆作为加热器,反应堆的冷却剂(氦或氮等)同时作为压气机和透平的工质。

8. 国产30兆瓦舰用燃气轮机

世界上最大的燃气轮机为英国罗尔斯罗依斯公司制造的MT30型,功率达36MW,最大功率4OMW

9. 30兆瓦燃气轮机

目前世界最大功率燃气轮机,是英国著名的罗尔斯罗伊斯公司制造的MT30燃气轮机,MT30燃气轮机的功率达到了36兆瓦(大约5万马力),最大功率为40MW,这是目前世界上功率最大的船用燃气轮机。

10. 中国40mw舰用燃气轮机

中国也已经能够独立生产舰用燃气轮机。早在1960年左右,中国就开始研制舰用燃气轮机,后来通过引进苏联的M-1型燃气轮机,生产了首款4410千瓦舰用燃气轮机。

后来,通过自主研发,中国又陆续研制了多款国产燃气轮机。1980年代后期,通过与美国普拉特·惠特尼公司的合作,联合研制了F8T型燃气轮机。

在1993年,还从乌克兰引进了UGT-25000燃气轮机,在此基础上研制了QD280型燃气轮机。

进入新世纪之后,还研制了QD128、QD70、QC185等多款燃气轮机。

近年来中国还研制了R0110重型燃气轮机,在ISO条件下的输出功率可达114500千瓦,性能已达到世界先进水平,成功实现了弯道超车。

11. 小型舰用燃气轮机

燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转,将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械,是一种旋转叶轮式热力发动机。

从原理上说舰船上用的燃气轮机和航空发动机的工作原理是一样的。但由于舰船一般有载重量大和总体强度高的特点所以安装在舰船上的燃气轮机一般有体积大推力高效率相对航空发动机较低。除体积和推力上的区别外航空发动机还有超高强度和超高精密度的特点。

而柴油发动机的特点是功率大、经济性能好。柴油发动机的工作过程与燃气轮机有许多相同的地方,每个工作循环也经历进气、压缩、做功、排气四个行程。但由于柴油机用的燃料是柴油,其粘度比煤油大,不易蒸发,而其自燃温度却较煤油低,因此可燃混合气的形成及点火方式都与燃气轮机不同。不同之处主要是,柴油发动机气缸中的混合气是压燃的,而不是点燃的。柴油发动机工作时进入气缸的是空气,气缸中的空气压缩到终点时,温度可达500-700℃,压力可达40—50个大气压。

另外补充一点 柴油机用的是活塞式气缸,而燃气轮机用的是压气机(外形像一排风扇,由静子叶片和转子叶片组成)。

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