船舶燃气轮机

船舶燃气轮机在参数、材料、结构、运行性能方面满足船舶航行技术要求

主燃气轮机

全工况船舶燃气轮机：各种航速下均投入使用

巡航船舶燃气轮机

加速船舶燃气轮机：高速航行or应急机动时开动

辅助船舶燃气轮机：驱动辅机（发电机、海水泵、风机……）

航空、陆用燃气轮机动力装置的进排气系统，往往是飞机框架和喷气推进系统的一部分，或者是对工作循环的分析无价值"para" label-module="para">

船用燃气轮机装置的进排气系统，对工作循环的性能，有极其严重影响

船舶燃气轮机的循环是开式循环（从大气中吸入新鲜空气，把废气排向大气）

船舶燃气轮机组成部分

压气机、燃烧室、涡轮、齿轮减速器（俗称燃气轮机的“四大件”）。

燃油系统、滑油系统、传动装置、空气冷却系统、起动系统、调节控制系统

进气滤清系统、通流清洗系统……

压气机吸取空气、压缩（几 ~ 二十几个大气压），高压空气连续送入燃烧 室。同时，燃油进燃烧室。

燃烧室，部分空气 燃油燃烧 "para" label-module="para">

另一部分空气 燃气"para" label-module="para">

高压高温燃气到高压涡轮和低压涡轮（动力涡轮），高压涡轮发出的机械功用来驱动压气机，低压涡轮发出的机械功通过齿轮减速器传 给舰船的推进器—螺旋桨。

燃气出低压涡轮时，压力接近大气 压，排入大气 /循环利用

燃气发生器：习惯上，将压气机、燃烧室、高压涡轮机看成一个整体；燃气发生器产生具有一定压力和温度的燃气；改变燃烧室出口燃气温度"para" label-module="para">

动力涡轮：对外做功的涡轮，一般指低压燃气涡轮

燃气轮机的启动：起动机（电动机或小功率的燃气轮机）带着旋转，待加速到能独立运行后，起动机脱开

进入燃烧室的燃油用电火花塞或半导体高能电嘴引燃

燃气初温和压气机的压缩比，是影响燃气轮机效率的两个主要因素。提高燃气初温,并相应提高压缩比,可使燃气轮机效率显著提高。70年代末，压缩比最高达到31。工业和船用燃气轮机的燃气初温最高达1200℃左右，航空燃气轮机（简称航机）的超过1350℃。按简单开式循环工作的工业和船用燃气轮机，在上述燃气初温和压缩比下的效率达38%。

船舶燃气轮机循环型式

简单开式循环

由一个压缩过程、一个加热过程、一个膨胀过程和一个冷却过程所组成的循环

单轴机组：燃气发生器单轴结构，中小功率机组使用多，总体结构简单、紧凑、制造方便

典型代表：美GE公司 LM2500（功率19853KW.空气流量66KG/s，燃气初温1170℃,排气504℃,发生器转速4950~9600rpm，动力涡轮转速3600rpm）

双轴机组：燃气发生器双轴结构，低压压气机由中压涡轮机带动；高压压气机由高压涡轮机带动；动力涡轮带动外界负荷。三根轴转速不同，有利于改善机组运行性能，增大单机功率。

中、大功率机组采用最普遍

典型代表LM5000(36765KW)、FT9(22060KW)美普拉特·惠特尼(P&W)公司

复杂循环

回热机组：透平排气温度高，经回热器(即换热器)先把压气机出口的空气加热，然后空气再进入燃烧室，提高热效率,采用回热会增加机器的质（重）量和尺寸

典型美MS5002R-A(22059KW)

中间冷区机组：压缩过程中采用中间冷却, 可以减小高压压气机的压缩功 ，使单位流量工质的输出功增大

再热机组：再热增大了动力涡轮的输出功率

现代船舶燃气轮机装置结构特点

先进的船舶机组为单元体组合式结构，便于检修、更换

整机=进、排气道单元 高压压气机单元 低压压气机单元 燃烧室单元 高压涡轮机单元 中压涡轮机单元 动力涡轮机单元 辅助传动箱单元 ……

为了便于检测机组内部易损件运行情况，在压气机、燃烧室、涡轮机等有关部位开了许多检测空，便于在不解体情况下进行检查、照相、观察

箱装体结构，电子控制箱体，滑油调节箱体，机架

船舶燃气轮机负荷划分

重型：零件较为厚重，大修周期长，寿命可达10万小时以上；工业上用于拖动发电机组发电、机械驱动

轻型：结构紧凑而轻，所用材料一般较好，寿命较短；飞机、舰船发动机（ 航机结构最紧凑、最轻）

船舶燃气轮机结构划分

多轴

单轴燃气轮机，负载转速变化直接影响压气机转速"para" label-module="para">

在实际选型时，当系统负载变化不大时，一般选用单轴燃气轮机，如大型火力发电厂用于拖动发电机的燃气轮机；当系统负荷变化较大时，可视具体情况选用双轴或多轴燃气轮机