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5MW自主化多用途燃气轮机完成设计

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5MW自主化多用途燃气轮机完成设计

发布日期:2017-12-14 作者:无锡优航动力科技有限公司 点击:

据近日国内媒体报道,我国又一种国产燃气轮机即将问世。该报道称,中船重工703所下属的龙江广瀚燃气轮机有限公司研制的15MW多用途燃气轮机已完成全部设计,正在紧张生产中 。


“该公司研制的CGT-15(15MW)燃气轮机,在ISO条件下功率15兆瓦,效率40%,氮氧化物排放仅为15ppm,这种率和超低排放的性能,不仅填补国内空白,在上也将遥遥。”


按计划,该公司未来5至15年内,将形成覆盖5MW至50MW功率范围的9大类燃气轮机产品系列,满足我国各领域的需求,并进入市场。 在开展燃气轮机产业基地建设的同时,公司同步启动了新型燃气轮机产品的试制工作,目前正在推进CGT-15、CGT-25DA、CGT-25+、40MW间冷循环和简单循环五个新型机组的研发和试制。”目前,我国舰用高性能燃气轮机发展已经形成航空系统和中船系统两家单位相互竞争的局面,特别是40MW以上级别的下一代燃气轮机竞标中,更是竞争激烈。


中船重工703所又叫哈尔滨船舶锅炉涡轮机研究所主要从事舰用燃气轮机、蒸汽轮机研究,我国核潜艇的蒸汽发生器,航母和驱逐舰的蒸汽动力就是其自主研发的。然而让其名声大噪的却是燃气轮机,其著名的产品就是 GT-25000燃气轮机,又称QC-280。


该机功率为28670千瓦,热效率为36%,一艘大型驱逐舰可装四台,是我方052C型防空导弹驱逐舰和改进型052D型防空导弹驱逐舰的主动力之一,其改进型型号成为055万吨驱逐舰的动力源。


众所周知,GT25000燃气轮机即是从乌克兰引进的UGT25000。由于看到UGT-25000/DA-80燃气轮机的优点,因此中国在上世纪90年代和乌克兰签署了采购协议,乌克兰提供10台成品燃气轮机,并向中国提供技术转让。为了让UGT-25000/DA-80燃气轮机能够配备在驱逐舰上,中国升级了052型驱逐舰。


经过我国航空和船舶部门的多年努力,现已完全国产化,大批量的装备到我国的大型水面舰艇上,目前正在研制的1.4万吨级055、5万吨级902高速支援船、5万吨级大型登陆气垫艇支援船、4万吨下一代两栖攻击舰的舰用动力系统需求基本已经解决。


具公开资料披露,前苏联的船用燃气轮机发展道路独一无二,他不是像英美航空发达一样,由成熟航空发动机改进而来。例如著名的舰用燃气轮机动力,LM2500系列,就是由美国C-5“银河”远程重型运输机的TF39涡轮风扇发动机发展而来。前苏联海军经过仔细调查研究,认为舰用燃气轮机和航空发动机实际上在很多具体要求上并不一致,很难通过改型实现,必须研制专用的燃气轮机型号。因此在乌克兰成立了船用燃气轮机设计局和专业生产厂商,后被称为曙光-机器设计燃气轮机设计制造科学生产联合体(Zorya-Mashproekt)。


当然,也可以从另一方面认为,前苏联的科技与美国相比,相对落后,为了提高性能与美国竞争,舍弃了经济性,可维修性,长寿命,航空发动机很难改型出一个令军方满意的船用燃气轮机产品,不得不另起炉灶。


这从一个例子就可以说明:为了承受水下爆炸、中弹、鱼雷命中时的产生的冲击波,GT25000燃气轮机的设计能抗41G的爆炸振动冲击,是目前舰用燃气轮机耐冲击高的,而卖给我方的LM2500燃气轮机只能承受15G爆炸振动冲击,这造成了GT25000(14吨)比LM2500(5.2吨)重2到3倍。


美方为解决这一问题,研制出了一种高强度抗冲击机座,重约1400公斤,能承受200G冲击加速度。从公开资料可知,GT25000燃气轮机体积重量较大,除了能在大型驱逐舰上使用外,在我中小型护卫舰上很难使用。实际上,前苏联及俄罗斯应用为广泛的是UGT15000燃气轮机,原功率为15000千瓦,长度比UGT25000短的多,重量也轻得多。性能经多次改进后,目前功率提高到20000千瓦,是俄罗斯及印度新建护卫舰的舰用主动力。


我国能引进成功UGT25000的原因是因为苏联解体,曙光-机器设计科学生产联合体花重金研制的新型燃气轮机没有了市场,为了挽回损失,才向我方出售了图纸。并且该联合体认为,我方不具有关键技术设备短期内国产化的能力,还是要向其购买产品。在我方成功国产化后,乌克兰已拒绝向我方提供UGT15000燃气轮机的图纸和生产技术,只愿销售成品。


实际上,703所研制的15000千瓦燃气轮机也引进了15位国外专家,该外国专家均为俄罗斯和乌克兰人,长期从事燃气轮机设计,经验丰富,也缩短了新机型的研发时间。除专家团队外,吸引了来自GE、西门子等跨国公司以及上海、武汉、西安等地的十几位业内人才,累计引进中方技术人员68人,翻译8人。未来3年,研发团队将发展到300人。



UGT15000热效率为36%,而703所的CGT15为40%,也优于LM2500的改型LM2500 +的39%,外国专家的贡献功不可没。由于大幅度降低了耗油率,特别适合燃油储量有限的护卫舰使用(054B)。


同时,我国航空部门还以太行发动机为原型,改进出了同功率等级的QC185燃气轮机,其功率为18兆瓦。由于太行发动机当时还出于不断改进当中,性能还不稳定,随着太行发动机的不断完善,QC185燃气轮机也将逐步成熟,完成定型,据资料披露,海军的新型护卫舰原主动力就是QC185。


随着703所CGT15(15MW)燃气轮机研制成功,海军就有了两个选择,等于为新型护卫舰动力上了一个双保险。

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