燃机技术丨燃气轮机分类及发展

燃气轮机被誉为“制造业皇冠上的明珠”，作为高科技的载体，其代表了多理论学科和多工程领域发展的综合水平，是工程热物理学界、材料学界最顶尖技术的体现，是21世纪的先导技术。

按结构形式分类

重型燃气轮机

设计特点

零部件较为厚重，设计时不以减轻质量为主要目标，而是在应用不太好的材料情况下能够达到长期安全工作的目的，单位功率的质量为2～5千克/千瓦；

结构特点

1）机组的静子水平分为上下两半，称水平中分结构，可在现场装拆分解和大修；

2）转子采用滑动轴承支承，已达到很长的工作寿命。

西门子SGT5—8000H重型燃气轮机

三菱

轻型燃气轮机

设计特点

较好的材料制造，结构紧凑，质量轻，单位功率的质量小于2千克/千瓦；

结构特点

1）采用轴向装配方式，即整个静子不是水平中分的，仅局部静子例如压气机气缸分为两半以便拆装；

2）转子一律采用滚动轴承支承；

大修

可将其拆下返回制造厂或者维修中心。

航空燃气轮机是最轻的轻型结构机组，单位功率的质量一般低于0.2千克/千瓦。

微型燃气轮机

设计特点

将燃气轮机与发电机设计成整体，体积很小，质量很轻；

结构特点

1）采用径流式叶轮机械；

2）一些机组还采用了空气轴承，不

需要润滑油系统。

按用途分类

电站燃气轮机

用于陆地固定电站、移动电站（列车电站、卡车电站或船舶电站）。

舰船燃气轮机

用于水翼艇、远洋船、油船、护卫舰、驱逐舰、巡洋舰、直升机航母等。

↑

中国QC185舰船用燃气轮机

→

中国QC280舰船用燃气轮机

航空燃气轮机

用于涡轮喷气式、涡轮风扇式、涡轮螺桨式、涡轮轴式、涡轮桨扇式飞机上。

中国大涵道比航空发动机

CJ-1000A

中国“太行”航空发动机

WS-10

世界

燃气轮机发展

诞生

•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。

实用

•1939年，在瑞士制成了4MW发电用燃气轮机，效率达18%；

•1939年，在德国制造的喷气式飞机试飞成功；

•从此，燃气轮机进入实用阶段，并开始迅速发展。

发展

•在1941—1950年期间，应用扩展到舰艇、机车、汽车；

•在1970年代中期出现了数种100MW级的燃气轮机，最高能达到130MW；

•随着材料和冷却技术的不断进步,现如今简单循环单机输出功率已在340MW以上。

德国西门子燃气轮机发展

GE燃机发展

GE

中国燃气轮机发展

✴二十世纪50年代至70年代，以前苏联技术为基础自主研发、设计、实验；

✴二十世纪80年代至90年代，仿制、合作生产，不再自己研究、设计、实验；

✴二十一世纪，在2001—2007年期间，我国以三次“打捆招标、市场换技术”方式，引进通用（GE）、三菱重工（MHI）、西门子（Siemens）公司的F/E级重型燃气轮机50多套，由哈汽—GE、东汽—MHI、上汽—Siemens 、南汽—GE四个联合体国产化制造。

✴补充说明：外方坚持不转让燃气轮机任何设计技术、热端部件制造技术，更不可能转让先进级（G/H级）燃气轮机的任何技术。

航空发动机发展史

✅仿制生产

涡喷5（苏联BK-1φ）,1956年量产，用于歼5；

涡喷6（苏联PⅡ-9B）,1961年量产，用于歼6；

涡喷7（苏联P-Ⅱ-300）,1966年量产，用于歼7；

涡喷8（苏联РД-3М）,1967年定型，用于轰6；

✅自主设计

涡扇6，1964年初设完成，1982年地面试验完成，1983年歼9、强6项目下马，研制工作随之取消；

涡喷13A，1991年量产，用于歼8B（我国从仿制改型向自行设计制造的重要转变）；

涡喷14（英国斯贝MK202），代号：昆仑，2002年定型，用于歼7、歼8（我国独立研制航空发动机的开始）；

涡扇9（英国斯贝MK202），代号：秦岭，2003年定型，用于“飞豹”歼轰机（结束我国国产涡扇发动机装备上的空白）；

涡扇10（俄罗斯AL-31F），代号：太行，2005年定型，用于歼10、歼11，美国80年代水平；

涡扇13（俄罗斯RD33或RD93），代号：泰山，2006年定型，用于“枭龙”战机；

涡扇15（俄罗斯P-79B-300),代号：峨嵋，预计2020年定型，用于歼20；

涡扇18A（俄罗斯D-30KP），2012年定型，用于轰-6k 轰油-6 、运-20 、运警-20 、运油-20；

涡扇20，以WS10为基础借鉴俄罗斯D30、美国CFM56大涵道比发动机技术研制，试飞阶段，用于大运-20、伊尔-76、大型客机；

舰船燃气轮机发展史

✔1959年底，前苏联向我国转让了M-1舰用燃气轮机技术，仿制成功后装备在一艘高速炮艇上。

✔1967年，我国决定将轰涡喷8发动机改进为大功率舰载燃气轮机，这是我国首次进行“航改燃”实践，1974年完成耐久试验，但是最终因为英国同意出口“奥林普斯”TM3B舰用燃气轮机受到冲击无果而终。

✔1993年，引进乌克兰舰用燃气轮机GT25000；1998年开始国产化，国产型号QC280；2003年装备052B“武汉”驱逐舰试用。

✔1996年，开始研制“太行”涡扇发动机改型舰用燃气轮机QC70，投入使用，应用于国产气垫登陆艇上。

✔1998年，开始研制“太行”涡扇发动机改型舰用燃气轮机QC185，2010年投入使用。

电站燃气轮机

✔1995年，开始研制“昆仑”涡喷发动机改型电站燃气轮机QD128，2002年投入使用。

✔1996年，开始研制“太行”涡扇发动机改型电站燃气轮机QD70，2002年投入使用。 ✔2002年，开始立项研制R0110重型燃气轮机，2012年完成试验运行考核。

✔2008年，完成研制微型燃气轮机WD-95。

据统计，目前中国几乎所有已建、在建的天然气发电机组均来自国外巨头，美国GE、德国西门子及日本三菱公司凭借先进的技术和设备已垄断中国市场。更为严重的是，垄断将长期持续，甚至十多年都无法解决。

上海临港燃机的修理费全年平均为1.2亿元，其中备品备件一般占合同总额的50%~60%，燃烧热通道部件返修费用约占20%~30%，人工费用约占10%~20%。

编辑：兰陵王

返回搜狐，查看更多