燃气轮机

分类

皇冠上的明珠

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—H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QC舰船用燃气轮机

中国QC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-A

中国“太行”航空发动机

WS-10

世界

燃气轮机发展

诞生

?年，英国人巴伯首次描述了燃气轮机的工作过程；

?年，德国人施托尔策设计了一台燃气轮机，并于～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

?年，在瑞士制成了4MW发电用燃气轮机，效率达18%；

?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—年期间，应用扩展到舰艇、机车、汽车；

?在年代中期出现了数种MW级的燃气轮机，最高能达到MW；

?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MW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—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）,年量产，用于歼5；涡喷6（苏联PⅡ-9B）,年量产，用于歼6；涡喷7（苏联P-Ⅱ-）,年量产，用于歼7；涡喷8（苏联РД-3М）,年定型，用于轰6；

?自主设计涡扇6，年初设完成，年地面试验完成，年歼9、强6项目下马，研制工作随之取消；涡喷13A，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MK），代号：昆仑，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MK），代号：秦岭，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，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，年定型，用于“枭龙”战机；涡扇15（俄罗斯P-79B-),代号：峨嵋，预计0年定型，用于歼20；涡扇18A（俄罗斯D-30KP），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

?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。

?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，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。

?年，引进乌克兰舰用燃气轮机GT；年开始国产化，国产型号QC；年装备B“武汉”驱逐舰试用。

?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。

?年，开始研制“太行”涡扇发动机改型舰用燃气轮机QC，年投入使用。

电站燃气轮机

?年，开始研制“昆仑”涡喷发动机改型电站燃气轮机QD，年投入使用。

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

?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%。

来源：燃机技术交流

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本文作者：范晓明

本文编辑：潘小丰

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