輪機(jī)技術(shù)
關(guān)注創(chuàng)建者：徐宇澤 創(chuàng)建時(shí)間：2015-08-20
輪機(jī)技術(shù)的實(shí)例教程
HL級(jí)燃?xì)?em>輪機(jī)
西門子HL級(jí)燃機(jī)是基于其H級(jí)燃機(jī)所開發(fā)的全新技術(shù)，發(fā)電凈效率可突破63%，中期目標(biāo)是凈發(fā)電效率達(dá)到65%。
燃?xì)?em>輪機(jī)的本質(zhì)上是一種通過燃料（主要為天然氣）與空氣燃燒產(chǎn)生出氣體推動(dòng)葉片做功的機(jī)械，按照燃燒室溫度不同，目前的主流機(jī)型為E級(jí)、F級(jí)和H級(jí)。燃?xì)?em>輪機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于階梯利用，可作為參照的是，目前全球最先進(jìn)的百萬千瓦超超臨界煤電機(jī)組的額定工況的凈效率也不超過47%。
該級(jí)別燃?xì)?em>輪機(jī)開發(fā)了先進(jìn)的燃燒技術(shù)、創(chuàng)新的多層涂層、超高效率的內(nèi)部冷卻技術(shù)以及經(jīng)過優(yōu)化的水-蒸汽循環(huán)。
9E級(jí)燃?xì)?em>輪機(jī)
美國通用公司的9E級(jí)燃?xì)?em>輪機(jī)相信大家都比較熟悉，國內(nèi)PG9171E機(jī)組數(shù)量龐大，是較早進(jìn)入我國燃?xì)獍l(fā)電領(lǐng)域的機(jī)型之一， 目前仍是全球應(yīng)用最廣泛的燃機(jī)，目前已交付了3000套機(jī)組，累計(jì)使用及工業(yè)服務(wù)時(shí)間超過1.4億小時(shí)。
燃?xì)?em>輪機(jī)哪家強(qiáng)？
GE：重型燃?xì)?em>輪機(jī)是我們的，航改機(jī)也是我們的
作為世界上最大的燃?xì)?em>輪機(jī)生產(chǎn)銷售商，GE擁有的產(chǎn)品門類和系列最齊全的燃?xì)?em>輪機(jī)產(chǎn)品。目前世界上最先進(jìn)的GE 9HA燃?xì)?em>輪機(jī)是GE目前主推的一款產(chǎn)品，具有先進(jìn)的空氣冷卻技術(shù)，可承擔(dān)基本負(fù)荷和調(diào)峰負(fù)荷。簡而言之，9HA的特點(diǎn)就是：效率高，尾氣凈，還有配有6個(gè)傳感器進(jìn)行每秒8000個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的監(jiān)測。截止2015年4月，9HA燃?xì)?em>輪機(jī)已經(jīng)接到了10億美元的訂單。
阿爾斯通：燃?xì)?em>輪機(jī)技術(shù)牛到“搶手”
阿爾斯通的燃?xì)?em>輪機(jī)技術(shù)也在行業(yè)中占有重要地位，可謂老牌燃?xì)?em>輪機(jī)生產(chǎn)商之一。早在1986年，阿爾斯通就從法國電力公司處獲得當(dāng)時(shí)世界上最大的燃?xì)?em>輪機(jī)（212MW）訂單。1999年，阿爾斯通能源部門與ABB合資成立ABB阿爾斯通電力公司，同時(shí)將其重型燃?xì)?em>輪機(jī)業(yè)務(wù)出售給美國通用電氣公司。
展開 中國航空?qǐng)?bào)訊：UAVT是無人駕駛飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的開發(fā)商，已宣布將向部分公司展示其完全集成的專有推進(jìn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含一個(gè)小型發(fā)動(dòng)機(jī)、過濾器，一臺(tái)3kW發(fā)電機(jī)、控制系統(tǒng)、顯示器和氣罐在一個(gè)小型冰箱大小的封閉單元中。這種“發(fā)動(dòng)機(jī)一體機(jī)”顯示了UAVT燃?xì)?em>輪機(jī)技術(shù)的系統(tǒng)級(jí)集成。
UAVT最近公布了一系列燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)，功率范圍從20馬力到150馬力，設(shè)計(jì)用于推進(jìn)3組和4組無人機(jī)。
“這個(gè)完整系統(tǒng)的成功整合對(duì)我們來說是一個(gè)里程碑。”高級(jí)行業(yè)顧問Peter Bale說，“UAVT此前還宣布了一項(xiàng)計(jì)劃，將50馬力級(jí)別的發(fā)動(dòng)機(jī)借給合格的無人機(jī)制造商，以便這些公司可以在機(jī)身中評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)，并提出改進(jìn)建議。我們的意圖是這是一個(gè)簡單的貸款，而不是一個(gè)聯(lián)合開發(fā)計(jì)劃。這些發(fā)動(dòng)機(jī)將返回詳細(xì)的報(bào)告。”
“這是一個(gè)‘智能'系統(tǒng)，”工程經(jīng)理FredFrigerio說，“隨著溫度和壓力的變化，無人機(jī)中的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行起來很復(fù)雜，并且在變化的條件下需要不同的性能。UAVT的所有發(fā)動(dòng)機(jī)都只需按一下按鈕即可完成，后續(xù)步驟由控制系統(tǒng)的電子大腦精心編排，并由傳感器輸入引導(dǎo)。”
“在這個(gè)渦輪發(fā)電機(jī)測試平臺(tái)中，我們知道當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到約197000轉(zhuǎn)/分時(shí)，電源可以使用，并且顯示屏上的指示燈變?yōu)榫G色。在無人機(jī)系統(tǒng)中，該系列中的任何發(fā)動(dòng)機(jī)將自動(dòng)調(diào)節(jié)操作以實(shí)現(xiàn)例如最小的燃料消耗或最大功率響應(yīng)。遠(yuǎn)程飛行員無需處理細(xì)節(jié)，只需說明適用的條件。甚至可以在高空遠(yuǎn)程關(guān)閉和重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。”Frigerio解釋說。
隨著UAVT繼續(xù)深入開發(fā)其推進(jìn)技術(shù)，這種渦輪發(fā)電機(jī)將成為不同系統(tǒng)配置的試驗(yàn)臺(tái)，同時(shí)也是該技術(shù)關(guān)鍵特性的有效演示器。
展開 通過GE的航改燃機(jī)技術(shù)技術(shù)，GE甚至已經(jīng)將其Cross-Fleet解決方案擴(kuò)展到由西門子，羅羅，普惠，西屋和三菱等競爭對(duì)手制造的燃?xì)?em>輪機(jī)升級(jí)改造上。GE表示，目前采用GE航改燃機(jī)技術(shù)進(jìn)行升級(jí)改造的積壓訂單已經(jīng)超過了1500萬美元。
GE表示，這些成就的取得，得益于該公司在航改燃機(jī)改造業(yè)務(wù)方面40年的經(jīng)驗(yàn)積累，以及通過收購阿爾斯通電力業(yè)務(wù)而獲得的廣泛的蒸汽輪機(jī)，發(fā)電機(jī)和熱回收蒸汽發(fā)生器能力和專業(yè)知識(shí)。GE已經(jīng)具備了對(duì)其它OEM廠商燃機(jī)提供升級(jí)改造服務(wù)的能力。
O’Neill補(bǔ)充說：“我很高興我們已經(jīng)獲得了不少升級(jí)改造訂單，以提高其它OEM航改燃?xì)?em>輪機(jī)的性能和適用性，我們近期的項(xiàng)目遍布牙買加，澳大利亞，荷蘭以及北海上的海上平臺(tái)，為羅羅、西門子和普惠的航改燃機(jī)提高升級(jí)改造服務(wù)。”
展開 日本三菱公司的M701J型燃?xì)?em>機(jī)
盡管上述兩家企業(yè)均宣稱自己的超級(jí)燃?xì)?em>輪機(jī)為世界之最，不過完實(shí)際上真正的第一如今確是美國通用電氣的9HA系列重型燃?xì)?em>輪機(jī)，作為世界上效率最高的聯(lián)合循環(huán)燃機(jī)，其最新型的9HA.02重型燃?xì)?em>輪機(jī)，不僅聯(lián)合循環(huán)效率超過64%，而且它的功率輸出高達(dá)826MW。這兩項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)均大幅超越它的兩大競爭對(duì)手，并且使用了目前最為前沿的3D打印技術(shù)制造關(guān)鍵部件。
通用電氣9HA重型燃?xì)?em>輪機(jī)
目前世界上的火力發(fā)電廠大多數(shù)都在使用上述3大廠家的產(chǎn)品或技術(shù)轉(zhuǎn)讓產(chǎn)品。國內(nèi)的東方電氣引進(jìn)日本三菱、哈電集團(tuán)引進(jìn)GE、上海電氣引進(jìn)的西門子技術(shù)，引進(jìn)技術(shù)均為次一級(jí)的F系列，最大功率不超過400MW。而在艦船用燃?xì)?em>輪機(jī)上，最知名的當(dāng)屬美國LM2500燃?xì)?em>輪機(jī)，最大功率接近4萬馬力，不僅美艦艇如伯克級(jí)驅(qū)逐艦全面裝備，包括我國在內(nèi)的其他國家海軍的艦艇也大量采用LM2500作為推進(jìn)動(dòng)力。到上世紀(jì)末，LM2500燃?xì)?em>輪機(jī)的總裝機(jī)數(shù)已經(jīng)超過1800臺(tái)，近30個(gè)國家的海軍共350多艘各類艦艇裝備了870多臺(tái)艦用LM2500，累計(jì)海上運(yùn)行時(shí)間超過600萬小時(shí)，總運(yùn)行時(shí)間超過了1800萬小時(shí)。
裝備LM-2500燃?xì)?em>輪機(jī)的我國艦艇
當(dāng)然我國還有引進(jìn)烏克蘭技術(shù)轉(zhuǎn)化生產(chǎn)的GT25000以及QC280系列燃?xì)?em>輪機(jī)。最大功率達(dá)到30MW級(jí)別，目前已廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，不過奇怪的是，日本三菱民用燃?xì)?em>輪機(jī)雖然領(lǐng)先，但艦用輪機(jī)依舊是美國LM2500系列。可見軍用與民用產(chǎn)品在設(shè)計(jì)與工藝上還是存在一定差別的。
展開 導(dǎo)讀：12月4日，據(jù)俄羅斯媒體透露，俄羅斯技術(shù)公司Rostec仍然無法正常啟動(dòng)在克里米亞的2座燃機(jī)電廠，這已經(jīng)是這些燃機(jī)電廠第三次延期推遲啟動(dòng)，俄羅斯在這些燃機(jī)電廠上已經(jīng)耗資了710億盧布。
近日，俄羅斯報(bào)紙“RBC”透露，據(jù)能源部副部長Andre Tcherezov抱怨，Rostec公司已要求能源部推遲在克里米亞投運(yùn)兩座燃?xì)?em>輪機(jī)發(fā)電廠，分別是位于在辛菲羅波爾和塞瓦斯托波爾的“Taurian”和“Balaklava”火力發(fā)電廠。
這兩座燃機(jī)電廠其中的一座原計(jì)劃在本月底投運(yùn)，但目前仍在調(diào)試運(yùn)行中。
根據(jù)最近的報(bào)告，克里米亞電廠的2個(gè)燃機(jī)電廠預(yù)計(jì)在2019年3月運(yùn)行，而原計(jì)劃是在2018年3月運(yùn)行。
這是Rostec公司第三次要求推遲燃?xì)?em>輪機(jī)機(jī)組的調(diào)試，而第一次運(yùn)行失敗是因?yàn)槿細(xì)?em>輪機(jī)發(fā)電設(shè)備出現(xiàn)了問題。
Rostec公司之前購買了德國西門子燃?xì)?em>輪機(jī)（俄羅斯沒有大功率的發(fā)電用燃?xì)?em>輪機(jī)），但根據(jù)2014年歐洲對(duì)俄羅斯的制裁規(guī)定，西門子賣給俄羅斯的發(fā)電用燃?xì)?em>輪機(jī)可以用在俄羅斯國內(nèi)，但禁止用在克里米亞地區(qū)。但后來，Rostec公司還是偷偷將4臺(tái)燃機(jī)運(yùn)到克里米亞半島，此事被曝光后，立刻引發(fā)了國際丑聞和歐洲對(duì)俄羅斯的新一輪制裁，最終西門子宣布暫停與俄羅斯國有公司的合作，包括禁止旗下公司為這些燃?xì)?em>輪機(jī)提供調(diào)試技術(shù)。
而第二次燃機(jī)電廠啟動(dòng)失敗發(fā)生在今年6月份，據(jù)承包商表示，這是由于缺乏燃?xì)饨宇^和燃?xì)夤艿谰W(wǎng)絡(luò)。
來源：兩機(jī)動(dòng)力控制
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輪機(jī)技術(shù)的最新內(nèi)容
[14] 張昊，雷少博，付康民，等.1000MW超超臨界汽輪機(jī)通流部分改造效果分析及研究[J].輪機(jī)技術(shù)，2021，63（4）：315-317.
[15]張繼紅，杜文斌，趙杰，等.600MW等級(jí)超臨界汽輪機(jī)通流改造綜述[J].熱力發(fā)電，2019，48（2）：1-8.
美國之所以在2010年之后開始大范圍在世界范圍內(nèi)推廣天然氣，還是得益于其近年來大規(guī)模在本土發(fā)現(xiàn)了頁巖氣，本土天然氣的產(chǎn)量持續(xù)走高，價(jià)格下跌，因此為了收回成本開始推廣天然氣燃?xì)?em>輪機(jī)發(fā)電技術(shù)。
海上石油平臺(tái)上燃?xì)廨啓C(jī)的生產(chǎn)直接影響幾乎所有的海上石油生產(chǎn)平臺(tái)，利用航改燃?xì)?em>輪機(jī)能夠在技術(shù)和工作效率上提供較大的便利。
文章來源：燃?xì)廨啓C(jī)聚焦
由于其具有功率密度大（體積小、重量輕）、起動(dòng)速度快、少用或不用冷卻水等一系列優(yōu)點(diǎn)，從1906年世界上第一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)誕生至今，燃?xì)?em>輪機(jī)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入航空、航海、電力、工業(yè)壓縮輸送等領(lǐng)域并得到了迅速的發(fā)展。
圖4 燃?xì)?em>輪機(jī)技術(shù)在航空等領(lǐng)域的應(yīng)用
現(xiàn)代燃?xì)廨啓C(jī)由壓縮機(jī)、燃燒室和膨脹機(jī)組成，壓縮機(jī)和膨脹機(jī)均為高速旋轉(zhuǎn)的葉輪機(jī)械，是氣流能量與機(jī)械功之間相互轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件。
英國羅爾斯·羅伊斯公司是一間百年老店，以燃?xì)?em>輪機(jī)技術(shù)為核心，活躍在民用航空、國防、船舶和能源四個(gè)環(huán)球市場上。羅爾斯·羅伊斯產(chǎn)品中最著名的是軍用和民用發(fā)動(dòng)機(jī)，它是全球第二大軍用發(fā)動(dòng)機(jī)和第二大民用發(fā)動(dòng)機(jī)制造商。
如果說波音（Boeing）和空客（Airbus）是干線客機(jī)領(lǐng)域的雙寡頭，通用電氣（以下簡稱GE）和羅爾斯·羅伊斯則是干線客機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)市場的一對(duì)大鱷。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)/燃?xì)廨啓C(jī)是一種高度復(fù)雜和精密的熱力機(jī)械，被譽(yù)為工業(yè)領(lǐng)域“皇冠上的明珠”。隨著行業(yè)的發(fā)展，航空發(fā)動(dòng)機(jī)/燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪前溫度和效率越來越高、污染物排放越來越低、使用壽命越來越長。為了提高產(chǎn)品性能，先進(jìn)的壓氣機(jī)/渦輪氣動(dòng)及冷卻技術(shù)、燃燒室低污染排放技術(shù)、產(chǎn)品全生命周期管理等新技術(shù)不斷應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)/燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和研發(fā)過程中。如何在現(xiàn)有產(chǎn)品基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升產(chǎn)品的可靠性和性能，成為行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)
航空發(fā)動(dòng)機(jī)除在軍民用航空領(lǐng)域應(yīng)用外，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)上改型發(fā)展的燃?xì)廨啓C(jī)還可為艦船、坦克、車輛、電站、泵站等提供優(yōu)良動(dòng)力，并為重型燃?xì)?em>輪機(jī)的發(fā)展提供技術(shù)支持。
因?yàn)樗Y源很大程度上的公益性和很強(qiáng)的外部性，水權(quán)的交易不能像一般商品那樣完全自由交易，而應(yīng)該有一定的限制，需要有政府的監(jiān)管。
中國也成為了全球第五個(gè)完整掌握重型燃?xì)?em>輪機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)的國家。
來源于：先進(jìn)制造業(yè)
羅羅公司概況
英國羅爾斯·羅伊斯公司是一間百年老店，以燃?xì)?em>輪機(jī)技術(shù)為核心，活躍在民用航空、國防、船舶和能源四個(gè)環(huán)球市場上。羅爾斯·羅伊斯產(chǎn)品中最著名的是軍用和民用發(fā)動(dòng)機(jī)，它是全球第二大軍用發(fā)動(dòng)機(jī)和第二大民用發(fā)動(dòng)機(jī)制造商。
對(duì)汽車了解的人看到上面這個(gè)標(biāo)識(shí)，一定非常熟悉。
QC185、QC70 等航改燃?xì)?em>輪機(jī)技術(shù)成熟性能優(yōu)秀， 兩者可分別用于驅(qū)逐艦和氣墊船。根據(jù)《關(guān)于QC280/QD280 燃?xì)廨啓C(jī)生產(chǎn)能力建設(shè)項(xiàng)目竣工驗(yàn)收的批復(fù)》顯示，QC280 已經(jīng)開始批產(chǎn)，可配備海軍大型驅(qū)逐艦。按照我軍艦艇近期裝備速度以及現(xiàn)役艦艇數(shù)量，艦船燃?xì)廨啓C(jī)的新裝機(jī)增量市場和維修更新存量市場均存在較大需求。
