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船用燃气轮机

船用燃气轮机简介: 船用燃气轮机是现代舰船上的一种重要的动力装置, 它是将空气先经压缩机加压,然后,通入燃烧室。燃油在燃…

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    船用燃气轮机简介

    船用燃气轮机是现代舰船上的一种重要的动力装置, 它是将空气先经压缩机加压,然后,通入燃烧室。燃油在燃烧室燃烧,产生高温燃气,再进入涡轮机,冲击涡轮机上的叶片,使涡轮机高速转动,带动推进机工作。燃气轮机不需要锅炉,重量轻、体积小、功率大,可作为大型舰船的主机。

    基本概念

    船用燃气轮机亦称“舰船用燃气轮机”。用来驱动船舶推进装置(螺旋桨)的燃气 轮机。与船用的柴油机或汽轮机机组相比,具有可节省机舱面积,起动 快,从而可提高舰船机动性,维护简单,所需运行人员较少等许多优点。 船用燃气轮机基本上采用航空燃气轮机改型,其基本型式为双轴或三轴简单循环燃气轮机,并且还在研制蒸汽-燃气联合循环船用燃气轮机。使用的船用燃气轮机参数如下: 有效功率3000~20000kW (约合4000~27000马力),油耗率 235~260 g/(kW·h)[约合176~ 195克/(马力·时)],较先进机组的大修间隔期一般可达8000小时以上。

    当今,船用燃气轮机普遍采用 “箱装体”结构,它是将船用燃气轮机的进气系统、辅助设备以及灭火设备连同其钢底座等都组装于一箱体之中。在箱体上装有许多燃油、 润滑油、水、空气、电气和控制系统的标准接头。采用箱装体的目的是为了隔音,隔热,便于单独通风,抗核污染,抗生物和化学污染,可降低机舱内的噪声和温度,并便于调换机组。

    燃气轮机工作原理

    燃气轮机是以空气为介质,靠高温燃气推动涡轮机械连续做功的大功率、高性能动力机械。它主要是由压气机、燃烧室和涡轮三大部件组成,再配以进气、排气、控制、传动和其他辅助系统。当燃气轮机机组起动成功后,燃气轮机就会开始进入稳定的热力学循环过程。压气机连续不断地从外界大气中吸入空气并增压,这个过程可以认为是压气机动能向空气热能和势能的转换,被压缩后的空气温度升高有利于与燃料进行更猛烈的化学反应(化学反应速度和程度与温度成正比),更大的膨胀比也有利于压缩空气燃烧后释放更大的能量。压缩空气从压气机出来后即进入燃烧室,首先会在燃烧室进口被喷入燃料进行掺混,然后就会点火燃烧。这个过程可以认为是燃料化学能向空气热能和势能的转换,在短短几十厘米的距离内空气的温度上升数百甚至上千度,压力也会激增。高温高压的燃气从燃烧室出口喷出,就开始膨胀,在膨胀的同时推动涡轮叶片做功。这个过程就是燃气热能和势能向动能的转化。涡轮将燃气的能量转化为动能后,一方面用于压气机压缩空气持续进行热力学循环,另外一方面由主轴将转子的扭矩输出,经过减速器减速以后用于推动军舰。整个热力学循环完成使得燃气轮机实现了燃料化学能向机械能转换的.终目的。

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