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看美国GE燃气轮机霸气的实力

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-12-12  浏览次数:2507
核心提示: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。
 

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。GE公司于1949年设计并提供了世界上第一台在商业电站中应用的燃气轮机(安装于美国俄克拉荷马煤气电力公司的Belle Isle电站)。



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,随即流入燃气涡轮中膨胀作功,推动涡轮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,因而燃气涡轮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。


搞懂燃气轮机原理,我们一起看看GE燃气轮机制造过程。GE公司在格林维尔拥有巨型燃气轮机试验台,这个70,000平方英尺的实验室还充满了3D打印机,和功能强大的激光器。工程师充分利用它们来开发和测试下一代燃机的各类零部件,例如9HA燃机的风冷设备。

↑↑左侧为压气机转子、右侧三排为透平转子↑↑

该工厂的一些生产大厅,大小相当于近21个足球场。巨型黄色起重机可以举起万吨的转子和定子,闪烁着银色光芒。它们在不停的翻转着轴承,以反正出现“猫背”变形。

↑↑即将盖缸的燃气轮机,右前面为透平转子,左后方为压气机转子↑↑

该工厂于1968年开业,拥有自己的铁路支线,和美国最大的火车以来完成的燃机运输。此外,它设计了一个独特的试验台,可以推动燃机运行到极限,喷射出的燃气可高达1100英里每小时,相当于3级飓风的10倍。

↑↑两个燃机的轴承悬吊在空气中↑↑

组装燃气轮机甚至涉及火箭科学,因为它的组装类似于一个空间工厂。

↑↑ 3台燃气轮机已准备好装运↑↑

↑↑成品燃气轮机正在准备出货↑↑

↑↑刚完成转子吊装的燃气轮机↑↑

↑↑压气机段和入口外缸↑↑

↑↑一名工人正在检查燃气涡轮机的顶壳↑↑

↑↑一系列的压气机叶片,它们被高度抛光↑↑

↑↑压气机静叶↑↑

↑↑一台燃气轮机外壳↑↑

↑↑叶片的“燕尾槽”↑↑

↑↑燃气轮机静叶↑↑

↑↑压气机叶片↑↑

↑↑透平叶片冷却孔细节↑↑

↑↑燃气轮机测试台上的燃油管道,用与测试燃烧室↑↑

↑↑测试设施的排气道,这些孔如葡萄酒桶的大小,它们必须承受数倍飓风的风速↑↑

↑↑GE最新9HA空冷发电机组正在通过测试供电。工程师们采用上千传感器收集数据和各类工业软件进行分析↑↑

 

中国近些年也加快研发燃气轮机,华电集团与美国通用电气成立合资公司,共同生产分布式能源的核心设备航改型燃气轮机。(主要航改型燃气轮机)航改型燃气轮机是分布式能源发电系统的核心设备,由航空发动机改进而成,以天然气为燃料,最大特点是能源综合效率可达80%。相比之下,最先进的“超超临界”百万千瓦级燃煤发电机能效仅为45%。


↑↑图为GEnx发动机。波音747-8型洲际飞机采用了GE的新一代商用大涵道比涡扇发动机——GENX。

↑↑GE90-115B发动机。波音777-200LR和300ER飞机上采用的是这种发动机。

↑↑中国海军新型驱逐舰长期依赖进口燃气轮机,限制了自身发展。其中90年代建造的112、113号驱逐舰均采用了美制LM2500燃气轮机,单台功率为25000马力,驱逐舰级别一般装备4台。

 

↑↑目前中国国产驱逐舰使用的燃气轮机基本都是进口产品,部分新型驱逐舰仍使用蒸汽轮机,导致新型驱逐舰生产数量十分有限,制约了海军力量的发展。

 

↑↑中国海军最后建造的115、116号驱逐舰,均采用了落后的蒸汽轮机。由于动力问题难以解决,中国海军此后多年未有新的驱逐舰建成。

↑↑国产多款新研制的燃气轮机,都以航空发动机为基础改型而来。国产QC185燃机,原型为“太行”涡扇发动机。

↑↑QD-128燃气轮机发展自国产WP-14“昆仑”涡轮喷气发动机,后者已装备国产歼-8F等战斗机。

↑↑1999年开始研制的QD128燃气轮机,截至2009年底累积运行12000小时,单台燃气发生器运行超过7000小时。

 
 
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