燃气轮机的分类与发展.ppt

燃气轮机被誉为“工业皇冠”，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。 燃气轮机分类及发展 作者：范晓明 日期 ：2015年10月 什么是燃气轮机？有何优点？ 燃气轮机（Gas Turbine）是一种以连续流动的气体作为工质、把热能转换为机械功的旋转式动力机械。 燃气轮机第一个优势是功率密度极大；（一般情况下，同等功率的燃机体积是柴油机的三分之一到五分之一，是蒸汽轮机的五分之一到十分之一左右。）燃气轮机的第二个优势是启动速度快；燃气轮机第三个优势是噪声低频分量很低。 1 目 录 燃气轮机分类 世界燃气轮机发展 中国燃气轮机发展 2 一、燃气轮机分类 3 1、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。 主要用作陆地上固定的发电机组。 4 5 西门子SGT5—8000H重型燃气轮机 轻型燃气轮机 设计特点：用较好的材料制造，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。 6 7 英国“奥林普斯”型涡轮喷气发动机 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。 8 2、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）。 9 中国QD128电站用燃气轮机 中国R0110电站用燃气轮机 10 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。 11 中国QC185舰船用燃气轮机 中国QC280舰船用燃气轮机 12 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。 13 中国大涵道比航空发动机 CJ-1000A 中国“太行”航空发动机 WS-10 14 3、按功率大小分类 大中型燃气轮机：功率大于20MW的燃气轮机归类为大中型燃气轮机。 小型燃气轮机：功率范围在0.3MW—20MW的燃气轮机归类为小型燃气轮机。 微型燃气轮机：  功率范围在30-300kW或更小的燃气轮机归类为微型燃气轮机。 补充：（1）功率为几十至数百千瓦，主要替代柴油机用于机车、坦克；（2）功率在1兆瓦以上，40兆瓦以下，应用于发电，石油、天然气的管道运输，钢厂的焦炉废气再次燃烧和舰船应用等；（3）功率在40兆瓦以上，几乎全部用于发电。 15 二、世界燃气轮机发展 16 例：德国西门子燃气轮机发展 17 三、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。 18 1、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）；  19 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