大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于燃机节能的问题,于是小编就整理了1个相关介绍燃机节能的解答,让我们一起看看吧。
燃气轮机那么耗油,为什么还将其用做大型军舰动力系统?
当今之世,大型舰船的动力共五种,以优先顺序分别为核动力,燃气轮机、蒸汽轮机、柴油机和联合动力。核动力看似最经济,但表现为造价高,技术开发难度大,安全性要求较高,只为少数国家所掌握,接下来就是燃汽动力,体积最小,最经济,而得到越来越多的国家使用,据估计,未来 三年内,将达到50亿的市场规模。
经济是一方面,燃汽轮机突出的特点,还表现效率高,维护简便,高可靠性的特点,不似核动力那样安全性总是一大隐患,尽管如美国核动力已非常安全,如之最新航母“福特”号所使用的A1B反应堆,仍存在技术上诸多不确定性,其被宣传为一次性加注,50年不用更换燃料,但说到底解决不了高安全性,一切都无从说起。
正因为如此,大多从航空动力发展而来的燃气轮机,如MT30、WR-21、LM2500+G4等,动力输出特性越来越稳便,并经过多年使用和升级,受到更多国家喜爱,似乎成为军用舰艇动力的标配。
核动力不易,燃气轮机也不易,大型军用舰船燃气轮机,大约也只有中美英俄四国所有,民用型,德国和日本不错,被奉为先进的代表。最大最省油,然于军用方面,就属美英二国,LM2500和MT30称为先进的代表。
如今我们的燃气轮机也开始上了水平和档次,其中四款有点靓,QD128、QC185、QC70、R0110,其动力输出水平和经济水平,燃气效率高达40%以上,不输任何国家。
这和耗油不耗油关系不大,一方面燃气轮机有它的优势,好东西就得用。喷气战斗机耗油,现在你不可能用螺旋桨飞机去对付喷气战斗机;豪车耗油,大老板不可能去坐排量1.0。
燃气轮机结构最简单,而且最能体现出燃气轮机所特有的体积小、重量轻、启动快、少用或不用冷却水等一系列优点。燃气轮机(Gas Turbine)是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转,将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械,是一种旋转叶轮式热力发动机。
为什么燃气轮机会在军舰上得以应用呢?因为燃机具有以下优点:单机功率大、体积小、重量轻、启动加速性好、操作维护性好。
举例:瓦锡兰公司的14缸RT-FLEX96C船用柴油机,最大持续功率80MW,长27.3m,高13.5m,整机重2300T,热效率50%;罗罗的MT30最大持续输出功率36MW,然而长9m,高5m,整机重6.2T,热效率40%。
这个指标对比相当明显了……功率相等的情况下柴油机组重量是燃机的百倍左右。体积小、重量轻意味着船只结构强度高,发动机推重比大,机动性好。
1982年马岛战争,英国海军19艘燃机舰艇航行四个月(包括14天7000海里的紧急连续航行),无一因为主推进装置故障而退出战斗。远程奔袭还怒草了阿根廷。
跟机动性有关的数据比较敏感,只能定性说燃机的机动性远高于柴油机。高机动性意味着军舰可以快速启动和变向,这在战争中的作用不用多说了……
当然,燃机也有一些问题。比如简单循环的巡航工况热效率低,但是这个道理就跟豪车油耗一样,都买得起辉腾了还在乎啥油耗?高机动性意味着生存率的提高,这才是减成本的地方。
复杂循环比如WR21可以基本解决经济性问题,50%负荷下油耗指标仅增加4.15。然而这个东西因为有回热装置,导致结构复杂,体积大,成本高,维护性差。45型驱逐舰好像总趴窝……
综上,燃机的性能非常优异,得到广泛使用自然不足为怪。对大驱来说最适合没有之一。
这个问题提的好,提到发动机领域的“痛处”了。
为什么大型军舰要用很耗油的燃气轮机?这是因为没得用,所以不得不用。理由如下:
现在能用于大型军舰的发动机无外乎三种:柴油机、蒸汽轮机和燃气轮机。
柴油机,单台最大功率一般以KW计,上MW功率级别的柴油机,其体积是非常庞大的,重量也非常的重,一般是每KW功率需要的重量是三到四公斤。此二者满足不了大型军舰的的功率要求和体积、重量限制。
蒸汽轮机,有两种:燃煤或燃油锅炉型蒸汽轮机和核动力蒸汽轮机。
燃煤或燃油锅炉型蒸汽轮机,由于蒸汽轮机的热效率一般在35%左右,锅炉的热效率一般在90%左右,二者组合后总热效率30%左右。这样就需要储存大量的矿物燃料,占用了军舰宝贵的空间和载重量,再加上锅炉自身的体积和重量,进一步占用了军舰的空间和载重量。所以不适合用于大型军舰。
核动力蒸汽轮机,虽然燃料几乎不占用军舰的体积和载重量,但是核动力系统自身的体积和重量十分庞大,除了航母和超大型潜艇之外,其它军舰无法装下这个庞然大物,即使勉强装下,也会使军舰失去80%以上的空间和载重量。
燃气轮机,其热效率可以达到40%以上,而且没有锅炉系统或核动力系统,所以占用空间和载重量均小于蒸汽轮机,是目前最适合用于大型军舰的动力系统。
那么,还有没有更适合大型军舰的动力系统呢?有!它就是:
《喙轮全热动力发动机技术》
先进的燃气轮机的热效率其实非常高,达到40%以上,远远大于蒸汽轮机,和柴油机差不多而且不挑食,最重要的是启动快,瞬间加速能力强,这在反潜作战中尤为重要,潜艇主要攻击武器是鱼雷,军舰瞬间提速和转弯能力对规避鱼雷有着决定性的作用。作为军舰动力,首先要考虑的是作战性能,像我们052用2柴2燃其实是妥协的产物,我们燃气轮机不成熟,2个柴油机作为平时行驶的主动力,需要的时候才用燃气轮机,像伯克级那样装4台燃气轮机才是最理想的,老美曾经在蜜月期卖给我们初代LM2500燃气轮机,当时单机就有2.5万马力,现在最新改进型有4.7万马力,我们虽然当时拿到了图纸,但是由于工艺上的原因没有达到应该有的寿命,2柴2燃勉强达到10万马力让军舰拥有30节的能力,但是比起最新款伯克级近18万马力的动力,还有很长一段路要走,早点吃透LM2500是当务之急,该燃气轮机改进型还能用在大飞机上,是个宝!
近日,俄罗斯Rostec公司尝试启动位于克里米亚的两座燃机电厂,但是未能成功,这已经是俄罗斯第三次尝试启动这两座燃机电厂了。到目前为止,俄罗斯已经在这个问题上耗资700多亿卢布了,然而仍旧未能掌握相关技术。
燃气轮机技术一直以来便是世界上的尖端技术之一,其制造工艺非常复杂,因此燃气轮机也被称为是装备制造业中“***上的明珠”。
燃气轮机的应用非常广泛,小到坦克快艇,大到***,都能见到燃气轮机的身影。那为什么这些军事装备的动力系统都偏爱于燃气轮机呢?这是因为燃气轮机的三个重要优点
燃气轮机的功率密度非常大,如果用相同功率的燃气轮机和柴油机相比较的话,你会发现前者的体积只有后者的三分之一甚至五分之一左右,因此在有限的动力系统安装空间中,***用燃气轮机的功率要远远优于柴油机。
燃气轮机的启动速度非常迅速,即使说它的功率比柴油机高很多,但因为其转子的独特设计,导致其可以在最多两分钟之内达到最大转速,相比而言,柴油机就要慢上许多了。
燃气轮机的产生的噪音低频分量极低,这一优点主要在军用战舰上最能体现出来。我们知道,海洋环境是最容易传播低频噪音的,而这就使声呐系统非常容易捕捉到低频噪音信号,如果战舰的动力系统产生的低频噪音很大,那么就会很轻易的被敌方战舰的声呐所捕获,从而暴露自己的位置,这在海上作战中是极其不利的,但燃气轮机在工作时所产生的是高频啸音,这样就大大的增加了战舰的隐蔽性。
目前,国际上的大型舰用燃气轮机主要有美国的LM2500,英国的WR21以及乌克兰的GT25000。我国的工业基础薄弱,装备制造业起步较晚,虽然经过多年的努力,已经有所改善,但是在大型燃气轮机的研发制造方面,只能算是刚有起色,因此,我国应该加大燃气轮机领域的研究力度,争取早日使我国的大型燃气轮机技术达到世界级的水平。
到此,以上就是小编对于燃机节能的问题就介绍到这了,希望介绍关于燃机节能的1点解答对大家有用。