燃氣輪機概述

1、燃氣輪機 燃氣輪機是以連續(xù)流動的氣體為工質帶動葉輪高速旋轉，將燃料的能量轉變?yōu)橛杏霉Φ膬热际絼恿C械，是一種旋轉葉輪式熱力發(fā)動機。 中國在公元十二世紀的南宋高宗年間就已有走馬燈的記載，它是渦輪機(透平)的雛形。15世紀末，意大利人列奧納多達芬奇設計出煙氣轉動裝置，其原理與走馬燈相同。至17世紀中葉，透平原理在歐洲得到了較多應用。概述 1791年，英國人巴伯首次描述了燃氣輪機的工作過程；1872年，德國人施托爾策設計了一臺燃氣輪機，并于19001904年進行了試驗，但因始終未能脫開起動機獨立運行而失敗；1905年，法國人勒梅爾和阿芒戈制成第一臺能輸出功的燃氣輪機，但效率太低，因而未獲得實用。19

2、20年，德國人霍爾茨瓦特制成第一臺實用的燃氣輪機，其效率為13、功率為370千瓦，按等容加熱循環(huán)工作，但因等容加熱循環(huán)以斷續(xù)爆燃的方式加熱，存在許多重大缺點而被人們放棄。隨著空氣動力學的發(fā)展，人們掌握了壓氣機葉片中氣體擴壓流動的特點，解決了設計高效率軸流式壓氣機的問題，因而在30年代中期出現了效率達85的軸流式壓氣機。與此同時，渦輪效率也有了提高。在高溫材料方面，出現了能承受600以上高溫的鉻鎳合金鋼等耐熱鋼，因而能采用較高的燃氣初溫，于是等壓加熱循環(huán)的燃氣輪機終于得到成功的應用。1939年，在瑞士制成了四兆瓦發(fā)電用燃氣輪機，效率達18%。同年，在德國制造的噴氣式飛機試飛成功，從此燃氣輪機進入

3、了實用階段，并開始迅速發(fā)展。 隨著高溫材料的不斷進展，以及渦輪采用冷卻葉片并不斷提高冷卻效果，燃氣初溫逐步提高，使燃氣輪機效率不斷提高。單機功率也不斷增大，在70年代中期出現了數種100兆瓦級的燃氣輪機，最高能達到130兆瓦。與此同時，燃氣輪機的應用領域不斷擴大。1941年瑞士制造的第一輛燃氣輪機機車通過了試驗；1947年，英國制造的第一艘裝備燃氣輪機的艦艇下水，它以1.86兆瓦的燃氣輪機作加力動力；1950年，英國制成第一輛燃氣輪機汽車。此后，燃氣輪機在更多的部門中獲得應用.在燃氣輪機獲得廣泛應用的同時，還出現了燃氣輪機與其他熱機相結合的復合裝置。最早出現的是與活塞式內燃機相結合的裝置；50

4、60年代，出現了以自由活塞發(fā)氣機與燃氣輪機組成的自由活塞燃氣輪機裝置，但由于笨重和系統(tǒng)較復雜，到70年代就停止了生產。此外，還發(fā)展了柴油機燃氣輪機復合裝置；另有一類利用燃氣輪機排氣熱量供熱(或蒸汽)的全能量系統(tǒng)，可有效地節(jié)約能源，已用于多種工業(yè)生產中。 燃氣輪機的工作過程是，壓氣機(即壓縮機)連續(xù)地從大氣中吸入空氣并將其壓縮；壓縮后的空氣進入燃燒室，與噴入的燃料混合后燃燒，成為高溫燃氣，隨即流入燃氣渦輪中膨脹作功，推動渦輪葉輪帶著壓氣機葉輪一起旋轉；加熱后的高溫燃氣的作功能力顯著提高，因而燃氣渦輪在帶動壓氣機的同時，尚有余功作為燃氣輪機的輸出機械功。燃氣輪機由靜止起動時，需用起動機帶著旋轉，待

5、加速到能獨立運行后，起動機才脫開。燃氣輪機的工作過程是最簡單的，稱為簡單循環(huán)；此外，還有回熱循環(huán)和復雜循環(huán)。燃氣輪機的工質來自大氣，最后又排至大氣，是開式循環(huán)；此外，還有工質被封閉循環(huán)使用的閉式循環(huán)。燃氣輪機與其他熱機相結合的稱為復合循環(huán)裝置。燃氣初溫和壓氣機的壓縮比，是影響燃氣輪機效率的兩個主要因素。提高燃氣初溫，并相應提高壓縮比，可使燃氣輪機效率顯著提高。70年代末，壓縮比最高達到31；工業(yè)和船用燃氣輪機的燃氣初溫最高達1200左右，航空燃氣輪機的超過1350。燃氣輪機由壓氣機、燃燒室和燃氣渦輪等組成。壓氣機有軸流式和離心式兩種，軸流式壓氣機效率較高，適用于大流量的場合。在小流量時，軸流式

6、壓氣機因后面幾級葉片很短，效率低于離心式。功率為數兆瓦的燃氣輪機中，有些壓氣機采用軸流式加一個離心式作末級，因而在達到較高效率的同時又縮短了軸向長度。 燃燒室和渦輪不僅工作溫度高，而且還承受燃氣輪機在起動和停機時，因溫度劇烈變化引起的熱沖擊，工作條件惡劣，故它們是決定燃氣輪機壽命的關鍵部件。為確保有足夠的壽命，這兩大部件中工作條件最差的零件如火焰筒和葉片等，須用鎳基和鈷基合金等高溫材料制造，同時還須用空氣冷卻來降低工作溫度。對于一臺燃氣輪機來說，除了主要部件外還必須有完善的調節(jié)保安系統(tǒng)，此外還需要配備良好的附屬系統(tǒng)和設備，包括：起動裝置、燃料系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、空氣濾清器、進氣和排氣消聲器等。燃氣

7、輪機有重型和輕型兩類。重型的零件較為厚重，大修周期長，壽命可達10萬小時以上。輕型的結構緊湊而輕，所用材料一般較好，其中以航機的結構為最緊湊、最輕，但壽命較短。與活塞式內燃機和蒸汽動力裝置相比較，燃氣輪機的主要優(yōu)點是小而輕。單位功率的質量，重型燃氣輪機一般為25千克/千瓦，而航機一般低于0.2千克/千瓦。燃氣輪機占地面積小，當用于車、船等運輸機械時，既可節(jié)省空間，也可裝備功率更大的燃氣輪機以提高車、船速度。燃氣輪機的主要缺點是效率不夠高，在部分負荷下效率下降快，空載時的燃料消耗量高。 不同的應用部門，對燃氣輪機的要求和使用狀況也不相同。功率在10兆瓦以上的燃氣輪機多數用于發(fā)電，而3040兆瓦以

8、上的幾乎全部用于發(fā)電。 燃氣輪機發(fā)電機組能在無外界電源的情況下迅速起動，機動性好，在電網中用它帶動尖峰負荷和作為緊急備用，能較好地保障電網的安全運行，所以應用廣泛。在汽車(或拖車)電站和列車電站等移動電站中，燃氣輪機因其輕小，應用也很廣泛。此外，還有不少利用燃氣輪機的便攜電源，功率最小的在10千瓦以下。燃氣輪機的未來發(fā)展趨勢是提高效率、采用高溫陶瓷材料、利用核能和發(fā)展燃煤技術。提高效率的關鍵是提高燃氣初溫，即改進渦輪葉片的冷卻技術，研制能耐更高溫度的高溫材料。其次是提高壓縮比，研制級數更少而壓縮比更高的壓氣機。再次是提高各個部件的效率。 高溫陶瓷材料能在1360以上的高溫下工作，用它來做渦輪葉

9、片和燃燒室的火焰筒等高溫零件時，就能在不用空氣冷卻的情況下大大提高燃氣初溫，從而較大地提高燃氣輪機效率。適于燃氣輪機的高溫陶瓷材料有氮化硅和碳化硅等。按閉式循環(huán)工作的裝置能利用核能，它用高溫氣冷反應堆作為加熱器，反應堆的冷卻劑(氦或氮等)同時作為壓氣機和渦輪的工質。 蒸汽輪機 燃氣蒸汽輪機聯合循環(huán)，是把燃氣輪機和蒸氣輪機這兩種按不同熱力循環(huán)工作的熱機聯合在一起的裝置，有時也簡稱為聯合循環(huán)。為了提高熱機的效率，應該盡可能地提高熱機中的加熱溫度和降低排熱溫度。但蒸汽輪機和燃氣輪機的熱力循環(huán)都不能很好滿足上述要求。如把它們結合起來，以燃氣輪機的排熱來加熱蒸汽，就可以同時取得燃氣輪機加熱溫度較高和蒸汽

10、輪機排熱溫度較低的雙重優(yōu)點。聯合循環(huán)的理論基礎早已建立。熱力學奠基人之一卡諾就提出過聯合循環(huán)的概念。但是直到20世紀中葉，才開始有實用的聯合循環(huán)動力裝置。發(fā)展聯合循環(huán)的關鍵是要研制出高溫、高性能、大功率的燃氣輪機。為了適應石油短缺的形勢，在燃氣輪機中有效燒煤也是一項關鍵技術。目前，世界各先進工業(yè)國家均已有定型聯合循環(huán)機組產品。其中功率最大的已超過60萬千瓦，最高熱效率已高達47以上。它作為熱電并供機組使用，燃料利用率可高達80左右，單機組最長運行時間已超過10萬小時。熱機的熱效率要提高1都是非常困難的，而聯合循環(huán)卻只要把燃氣輪機和蒸汽輪機結合起來就可以大幅度節(jié)約能源。 二戰(zhàn)時期的軍艦主要是用柴

11、油機和蒸氣機. 蒸汽機的弱點是：離不開鍋爐，整個裝置既笨重又龐大；新蒸汽的壓力和溫度不能過高，排氣壓力不能過低，熱效率難以提高；它是一種往復式機器，慣性力限制了轉速的提高；工作過程是不連續(xù)的，蒸汽的流量受到限制，也就限制了功率的提高。 蒸汽機有很大的歷史作用，它曾推動了機械工業(yè)甚至社會的發(fā)展。隨著它的發(fā)展而建立的熱力學和機構學為汽輪機和內燃機的發(fā)展奠定了基礎；汽輪機繼承了蒸汽機以蒸汽為工質的特點，和采用凝汽器以降低排汽壓力的優(yōu)點，摒棄了往復運動和間斷進汽的缺點；內燃機繼承了蒸汽機的基本結構和傳動形式，采用了將燃油直接輸入汽缸內燃燒的方式，形成了熱效率高得多的熱力循環(huán)；同時，蒸汽機所采用的汽缸、

12、活塞、飛輪、飛錘調速器，閥門和密封件等，均是構成多種現代機械的基本元件。全球燃氣輪機市場份額目前，全世界從事燃氣輪機研究、設計、生產、銷售的著名企業(yè)有28家，全世界使用的工業(yè)燃氣輪機約有5萬臺，而且全球的燃機市場幾乎被歐美市場所壟斷。 由于不同的歷史背景，燃氣輪機不同技術道路發(fā)展，一條以羅羅、普惠、GE為代表的航空發(fā)動機公司用航空發(fā)動機改型而形成的工業(yè)和船用航改輕型燃氣輪機（俗稱“航改機”）；一條是以西門子、ABB、GE公司為代表，遵循傳統(tǒng)的蒸汽輪機理念發(fā)展起來的工業(yè)重型燃氣輪機（俗稱“工業(yè)機”），主要用于機械驅動和大型電站。世界范圍內市場主要被GE公司、西門子/西屋、阿爾斯通/ABB、索拉公

13、司、羅羅公司、三菱和俄羅斯的企業(yè)瓜分。燃氣輪機的工作原理燃氣輪機的工作過程是，壓氣機(即壓縮機)連續(xù)地從大氣中吸入空氣并將其壓縮；壓縮后的空氣進入燃燒室，與噴入的燃料混合后燃燒，成為高溫燃氣，隨即流入燃氣渦輪中膨脹作功，推動渦輪葉輪帶著壓氣機葉輪一起旋轉；加熱后的高溫燃氣的作功能力顯著提高，因而燃氣渦輪在帶動壓氣機的同時，尚有余功作為燃氣輪機的輸出機械功。燃氣輪機由靜止起動時，需用起動機帶著旋轉，待加速到能獨立運行后，起動機才脫開。 燃氣輪機的工作過程是最簡單的，稱為簡單循環(huán)；此外，還有回熱循環(huán)和復雜循環(huán)。燃氣輪機的工質來自大氣，最后又排至大氣，是開式循環(huán)；此外，還有工質被封閉循環(huán)使用的閉式循

14、環(huán)。燃氣輪機與其他熱機相結合的稱為復合循環(huán)裝置。 燃氣初溫和壓氣機的壓縮比，是影響燃氣輪機效率的兩個主要因素。提高燃氣初溫，并相應提高壓縮比，可使燃氣輪機效率顯著提高。70年代末，壓縮比最高達到31；工業(yè)和船用燃氣輪機的燃氣初溫最高達1200左右，航空燃氣輪機的超過1350。燃氣輪機的內部結構燃氣輪機由壓氣機、燃燒室和燃氣渦輪等組成。壓氣機有軸流式和離心式兩種，軸流式壓氣機效率較高，適用于大流量的場合。在小流量時，軸流式壓氣機因后面幾級葉片很短，效率低于離心式。功率為數兆瓦的燃氣輪機中，有些壓氣機采用軸流式加一個離心式作末級，因而在達到較高效率的同時又縮短了軸向長度。 燃燒室和渦輪不僅工作溫度

15、高，而且還承受燃氣輪機在起動和停機時，因溫度劇烈變化引起的熱沖擊，工作條件惡劣，故它們是決定燃氣輪機壽命的關鍵部件。為確保有足夠的壽命，這兩大部件中工作條件最差的零件如火焰筒和葉片等，須用鎳基和鈷基合金等高溫材料制造，同時還須用空氣冷卻來降低工作溫度。 對于一臺燃氣輪機來說，除了主要部件外還必須有完善的調節(jié)保安系統(tǒng)，此外還需要配備良好的附屬系統(tǒng)和設備，包括：起動裝置、燃料系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、空氣濾清器、進氣和排氣消聲器等。 燃氣輪機有重型和輕型兩類。重型的零件較為厚重，大修周期長，壽命可達10萬小時以上。輕型的結構緊湊而輕，所用材料一般較好，其中以航機的結構為最緊湊、最輕，但壽命較短。 與活塞式內

16、燃機和蒸汽動力裝置相比較，燃氣輪機的主要優(yōu)點是小而輕。單位功率的質量，重型燃氣輪機一般為25千克/千瓦，而航機一般低于0.2千克/千瓦。燃氣輪機占地面積小，當用于車、船等運輸機械時，既可節(jié)省空間，也可裝備功率更大的燃氣輪機以提高車、船速度。燃氣輪機的主要缺點是效率不夠高，在部分負荷下效率下降快，空載時的燃料消耗量高。 不同的應用部門，對燃氣輪機的要求和使用狀況也不相同。功率在10兆瓦以上的燃氣輪機多數用于發(fā)電，而3040兆瓦以上的幾乎全部用于發(fā)電。 燃氣輪機發(fā)電機組能在無外界電源的情況下迅速起動，機動性好，在電網中用它帶動尖峰負荷和作為緊急備用，能較好地保障電網的安全運行，所以應用廣泛。在汽車

17、(或拖車)電站和列車電站等移動電站中，燃氣輪機因其輕小，應用也很廣泛。此外，還有不少利用燃氣輪機的便攜電源，功率最小的在10千瓦以下。 燃氣輪機的未來發(fā)展趨勢是提高效率、采用高溫陶瓷材料、利用核能和發(fā)展燃煤技術。提高效率的關鍵是提高燃氣初溫，即改進渦輪葉片的冷卻技術，研制能耐更高溫度的高溫材料。其次是提高壓縮比，研制級數更少而壓縮比更高的壓氣機。再次是提高各個部件的效率。 高溫陶瓷材料能在1360以上的高溫下工作，用它來做渦輪葉片和燃燒室的火焰筒等高溫零件時，就能在不用空氣冷卻的情況下大大提高燃氣初溫，從而較大地提高燃氣輪機效率。適于燃氣輪機的高溫陶瓷材料有氮化硅和碳化硅等。 按閉式循環(huán)工作的

18、裝置能利用核能，它用高溫氣冷反應堆作為加熱器，反應堆的冷卻劑(氦或氮等)同時作為壓氣機和渦輪的工質。 燃氣輪機的潤滑油系統(tǒng)（上）燃氣輪機潤滑油系統(tǒng)是任何一臺燃氣輪機必備的一個重要的輔助系統(tǒng)。它的作用是在機組啟動、正常運行以及停機過程中，向正在運行的燃氣輪機發(fā)電機組的各個軸承、傳動裝置及其附屬設備，供應數量充足的、溫度和壓力合適的、干凈的潤滑油，以確保機組安全可靠地運行，防止發(fā)生軸承燒毀、轉子軸頸過熱彎曲、高速齒輪法蘭變形等事故。此外，部份潤滑油可能從系統(tǒng)分流出來，成為液壓油系統(tǒng)的油源，或經過濾后作為控制油系統(tǒng)的用油。潤滑油資訊網4n&qq A 聯合循環(huán)發(fā)電裝置的潤滑油系統(tǒng)有幾種不同的配置，對于

19、單軸機組，燃氣輪機與汽輪機共用一套潤滑油系統(tǒng)；對于多軸機組，燃氣輪發(fā)電機組與汽輪發(fā)電機組可以共用一套潤滑油系統(tǒng)，也可以各自單設一套潤滑油系統(tǒng)，這要視機組的總體布置而定，不過，由于電站分期建設的需要，大多數多軸機組采取各自單設一套的方式；還有一種航空衍生型的燃氣輪機，由于燃氣初溫很高，其燃氣發(fā)生器要求使用品質更高的潤滑油，因此燃氣發(fā)生器單獨設一套潤滑油系統(tǒng)，而動力渦輪與發(fā)電機另設一套，前者用合成油，后者用礦物油。潤滑油資訊網&y!W1Xavsr。 單就潤滑油系統(tǒng)而言，不管是共用系統(tǒng)還是分設系統(tǒng)，其設計原理是一樣的。整個潤滑油系統(tǒng)的組成應包括下列一些設備： 1、潤滑油箱潤滑油箱可設在機組的一個或幾

20、個底盤內，也可以設計成單獨的容器。當油箱由幾個容器組成時，應在它們之間用管道連通以平衡油箱內的壓力。油箱除了起貯油的作用外，還擔負著分離空氣、水分和各種機械雜質的任務。油箱中油流速度應盡量緩慢，回油管應布置在接近油箱的油面，以利于油層內空氣逸出。油箱的容量越大，越有利于空氣、水分和各種雜質的分離。通常用循環(huán)倍率K（全部潤滑油每小時通過油箱的次數）表示系統(tǒng)容積的相對情況，以Q表示系統(tǒng)的每小時油的容積流量，V表示系統(tǒng)的容積（油箱+管路），循環(huán)倍率K=Q/V。通常規(guī)定K=810，最大不超過12。這是為了使從系統(tǒng)回來的潤滑油，有足夠的時間將其夾帶的空氣、水分分離掉。不過，為了結構緊湊，避免因油箱體積過

21、大而使設備笨重，多數機組油箱容量偏小，這迫使用戶要選擇分水性能更好和空氣釋放值較小的潤滑油。 2、主潤滑油泵這是機組正常運行時的工作油泵，可以由主機通過輔助齒輪驅動，也可以由交流電動機驅動，大型機組為了簡化結構多采用電動。油泵的容量根據系統(tǒng)總的用油量、調節(jié)閥門溢流量和管路的泄漏量決定。主油泵常用的有齒輪泵和螺桿泵，也可以是離心泵。 3、輔助潤滑油泵這是機組啟動和停機時的工作油泵，或在主油泵出故障時投入使用，通常由交流電動機驅動。此泵多采用浸入式離心泵。其壓力和容量一般和主油泵相同或稍微高一些。 4、應急潤滑油泵該泵在停機時因輔助潤滑油泵故障而投入，或因失去交流電源而投入，或因主、輔泵都不能工作

22、機組緊急停機而投入。由于應急泵只在故障時工作，其壓力和容量一般較小。也有的潤滑油系統(tǒng)用高位油箱代替應急油泵。 潤滑油流過各潤滑點（軸承、齒輪等）后溫度上升1433（配備減速齒輪時溫升可達33），因此，從系統(tǒng)回來的潤滑油必須冷卻以保證合適的供油溫度。目前應用較為廣泛的仍然是管式冷油器。常用的冷卻方式為水冷，其次是氣冷，氣冷的優(yōu)點是不需要冷卻水，可在缺水地區(qū)使用，但由于空氣的傳熱系數比水的要低得多，因此空冷式冷油器體積相對要龐大得多。在采用水冷方式時，常常設置兩個并聯的可切換的冷油器。 主潤滑油濾多采用兩個并聯的可切換的濾油器。主油濾應設置在冷油器的下游。 除上述的設備之外，潤滑油系統(tǒng)還需要有閥門

23、、孔板、溫度開關、壓力開關、油箱液位指示器、潤滑油加熱器等各種組件和設施，以保證系統(tǒng)正常、安全、可靠地工作。 燃氣輪機的潤滑油系統(tǒng)（下）為保證對燃氣輪機及其驅動的設備提供良好的潤滑，除了有設計完善的潤滑油系統(tǒng)外，選擇性能優(yōu)越的潤滑油也是一個重要因素。早期燃氣輪機由于渦輪進口溫度不是很高，其所用的潤滑油基本與汽輪機用油一致，但隨著渦輪進口溫度的不斷提高，燃氣輪機對潤滑油質量指標的側重點與汽輪機的側重點明顯不同，燃氣輪機強調的是油的高溫抗氧化性能，而汽輪機則看重油的抗乳化性能（分水性能）。目前，不少廠商正在研制上述兩種性能均優(yōu)的聯合循環(huán)用油，特別是同一潤滑油系統(tǒng)的單軸機組的用油。潤滑油為基礎油添加

24、防銹、防腐、抗氧化等各種添加劑后的制成品?；A油可以是礦物油，也可以是合成油。由于合成油純度高，其性能及使用壽命均優(yōu)于礦物油，但價格一般為礦物油的23倍。評價潤滑油優(yōu)劣的性能指標有油的物理性能、表面性能和氧化性能三個方面，對此燃氣輪機制造廠商會提出選擇建議。 對潤滑油的要求，原則上有下列幾個方面： 1、要求適應軸承、齒輪裝置等的啟動、加速、滿轉速及超速等各種工況所需要的潤滑油性能。 2、要求適應液壓系統(tǒng)如油缸、伺服閥等所需要的液壓油性能。 3、熱傳遞油性能。能把軸承、齒輪裝置等各種熱表面的熱量吸收，并將其傳輸給潤滑油換熱器（冷油器）。 4、在一定溫度和壓力下工作、靜止或貯存狀態(tài)都具有穩(wěn)定的物理

25、性能、表面性能和氧化性能。 5、能適應潤滑系統(tǒng)中及其他用油系統(tǒng)中的各種機械材料，并能保護材料不受腐蝕。 6、具有自動排除空氣和水等污染物的性能。 7、具有一定的抗燃能力等。 在選擇潤滑油時，除了遵照設備制造廠商的建議之外，應該更側重于下列的性能指標： 1、黏度和黏度指數 為了常溫下燃氣輪機啟動時確保各軸承的靜壓潤滑和液壓系統(tǒng)的快速反應能力，希望在啟動時潤滑油的黏度不要太高，為此絕大多數渦輪機械選擇40時黏度為28.835.2/s的潤滑油，即黏度等級為ISOVG32的潤滑油。在燃氣輪機正常帶負荷運行時，軸承間隙內的工作溫度有可能高達120以上，此時要求油的黏度高一些。為此，應選擇黏度隨溫度變化較

26、為平緩的、即黏度指數較大的潤滑油。這里建議油的黏度指數在100以上，至少不應小于90。 2、氧化安定性 燃氣輪機工作時，潤滑油受到強烈的熱氧化作用，汽輪機油常用的揮發(fā)型防銹抗氧化劑對燃氣輪機用的潤滑油已不適宜。對于在溫度高于260的環(huán)境中工作的軸承，文獻49中明確規(guī)定其使用的潤滑油中不宜含有DBPC（二叔丁基對甲酚）一類的揮發(fā)型抗氧化劑。對于氧化安定性，傳統(tǒng)的考核指標是油氧化后酸值達2.0mgKOH/g時所需要的小時數（國外常簡稱為TOSTLife，即總的氧化穩(wěn)定性試驗壽命），在燃氣初溫不是很高的情況下，僅考核這一指標已足夠，而且只要求其在2000h以上就可。 但是，由于TOST是在95的試驗

27、條件下進行，而這一溫度與燃氣輪機軸承的工作溫度頗有距離，對新一代燃氣初溫更高的燃氣輪機，光考核TOST已經不夠，因此增加了油的旋轉氧彈試驗指標，以便在更高的溫度下考核油的性能。旋轉氧彈試驗的溫度為150，比TOST要高得多。 3、破乳化值，也稱分水性能 這是指油和水的分離能力，測量的方法是在專用的試管內放入40mL的油和40mL的水，按規(guī)定的試驗程序混合，然后測量油水完全或基本完全分離的時間（min），油水分離的程度可以是40-37-3、40-40-0等。對于燃氣輪機，這不是十分強調的性能指標，因為在燃氣輪機中，潤滑油被水（或蒸汽）污染的可能性不大。而在汽輪機中，油水混合的可能性很大，對油的破

28、乳化值不能忽視，其指標至少是油水分離至40-37-3，時間不大于15min。對于聯合循環(huán)發(fā)電裝置，如果燃氣輪機與汽輪機共用潤滑油系統(tǒng)，則必須兼顧油的高溫性能和分水性能。 4、空氣釋放值 由于大多數燃氣輪機的軸承均使用密封空氣，因此軸承的回油中必然會混進空氣。這些進入油層中的空氣，必須要在油回到油箱后的短暫停留時間內從油層中釋放掉。在選擇潤滑油時，其空氣釋放值應不大于油在油箱內循環(huán)一次的時間。 5、起泡性能 起泡性能與空氣釋放值是兩個相互關聯而又容易混淆的概念。其實空氣釋放發(fā)生在油層之內，泡沫則產生于油的表面之上。通常認為，在油面上形成5mm的泡沫是正常的。但泡沫過多，油箱的通（排）氣口充滿泡沫

29、時，就會因妨礙空氣的排放而招致嚴重的后果。因此油的起泡性能至少應符合一般汽輪機油的標準。 除此之外，新油的顏色應淺，以不超過ASTMD1500中的2.0為宜。對于帶有負荷齒輪箱的機組，必須考慮油的承載能力，應選擇承載能力（FZG）7級以上的油。燃氣輪機發(fā)電廠燃氣輪機發(fā)電廠英文名：gas turbine power plant以高溫氣體為工質，按照等壓力加熱循環(huán)工作燃料中的化學能轉變?yōu)闄C械能和電能的工廠。燃氣輪機發(fā)電廠用液體和氣體燃料通過燃氣輪機轉變?yōu)闄C械能，然后帶動發(fā)電機發(fā)電。 燃氣輪機的絕熱壓縮、等壓加熱、絕熱膨脹和等壓放熱等四個過程分別在壓氣室、燃燒室、燃氣渦輪和回熱器或大氣中完成。大型燃

30、氣輪機的壓氣機為多級軸流式，中小型的為離心式。燃氣渦輪一般為軸流式，在小型機組中有用向心式的。燃氣渦輪帶動壓氣和發(fā)電機。燃氣輪機組單機容量小的約為1020kW，最大的已達140MW 。熱效率3034% ，最高達38。燃氣輪機結構有重型和輕型兩種，后者主要由航空發(fā)動機改裝。 由于體積小、重量輕、啟動快、安裝快，用水少或不用水，能使用多種液體和氣體燃料，在發(fā)電上多用于調峰。此外，燃氣輪機在油氣開采輸送、交通、冶金、化工、艦船等領域也得到廣泛應用。艦船用燃氣輪機艦船動力裝置主要有:蒸汽動力裝置、柴油機動力裝置、核動力裝置、燃氣動力裝置和聯合動力裝置。前兩種裝置發(fā)展得比較早，廣泛應用于各類艦船，后面三

31、種，系近十多年來迅速發(fā)展起來的新型動力裝置。艦船燃氣輪機動力裝置是指以燃氣輪機為主機的全燃化動力裝置。它自五十年代末期起，尤其是六十年代中期以來，已得到了極其廣泛的應用。功率總數日益增長，裝艦使用范圍日益擴大，已由快艇發(fā)展到了護衛(wèi)艦、導彈驅逐艦、巡洋艦和直升機航空母艦等，可謂是舍我其誰。 燃氣輪機作為軍艦動力的優(yōu)勢在軍艦動力方案選擇上，燃機輪機的主要競爭對手是艦用柴油機和艦用蒸汽輪機，但是由于燃氣輪機先天優(yōu)勢與軍艦動力系統(tǒng)性能要求更為吻合，燃氣輪機成為了各國軍艦動力系統(tǒng)發(fā)展的唯一選擇。老牌海軍強國如美國海軍、英國海軍、日本海上自衛(wèi)隊的主力水面作戰(zhàn)艦只早已完成動力燃氣輪機化。 燃氣輪機第一個優(yōu)勢

32、是功率密度極大。一般情況下，同等功率的燃機體積是柴油機的三分之一到五分之一，是蒸汽輪機的五分之一到十分之一左右。這是由于燃氣輪機本身精巧的連續(xù)轉動熱力學循環(huán)結構造成的，體積小、功率大，非常適合軍艦分艙小、航速要求高的特點。 燃氣輪機的第二個優(yōu)勢是啟動速度快。雖然燃機的轉速是三種動力系統(tǒng)中最高的，但是由于整個轉子十分輕巧，在啟動機幫助下在1-2分鐘就可以達到最高轉速。而柴油機由于轉子運動源于活塞的往復，加速較慢，蒸汽輪機更是“反應遲鈍”，整個系統(tǒng)達到最高功率輸出可能需要長達一小時的時間。而啟動速度，對于軍艦的戰(zhàn)時出動和反潛作戰(zhàn)時加減速性能有著直接的影響。 燃氣輪機第三個優(yōu)勢是噪聲低頻分量很低。由于燃氣輪機本身處于高速穩(wěn)定轉動當中，產生的噪聲更多是高頻嘯聲。而柴油機的活塞往復產生了大量低頻機械振動噪聲，恰好迎合了海洋容易傳播低頻噪聲的特點，導致軍艦容易被敵方聲納探測。所以柴油機動力尤為不適合給反潛軍艦作動力系統(tǒng)。 自研燃機尚