谁说航空涡轮发动机技术只能在飞机上用?
本期主题:“航改燃机”
有点抽象哦,啥叫“航改燃机”?就是把航空涡轮发动机变成工业用燃气涡轮机(也泛称为涡轮燃气机,燃气轮机)。“航改燃机”体积小,重量轻,效率高,使用方便。
基本原理
利用航空涡轮发动机产生的燃气,把热能转换成机械能,驱动发电机、水泵、油泵、船用螺旋桨……
服务领域
发电厂,大型舰船,大型车辆,油气管道运输,海上油气平台……剩下哪儿还能用,你来推荐。
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变身手段
涡轮喷气发动机:去掉尾喷管,适当改进,加装动力涡轮。
涡轮风扇发动机:去掉或改变前面的风扇部分,适当变更涡轮,去掉尾喷管,加装动力涡轮。涡轮螺旋桨和涡轮轴发动机:在飞机上使用时,功率就是依靠轴输出,因而改装工作量最小。
燃气轮机剖视图:1、燃气轮机轮盘;2、涡轮机叶片;3、涡轮机缸体
航改燃机工作原理图,以RB211为例
案例1 主角:英国布里斯托尔公司
时间:1958年
改型对象:“普罗丘斯”分轴型涡轮螺旋桨发动机
变身结果:变成舰船用燃气涡轮机后,机组最大功率3170千瓦(4250马力)。1959年,该机组又用于遥控的无人电站。这成为首例成功运用到工程领域的“航改燃机”。
小注: 英国还曾把“奥林巴斯”及“埃汶”涡轮喷气发动机改装,加装动力涡轮后,得到了功率0.746~1.864万千瓦(1~2.5万马力)的燃气涡轮机组,效率达25~27.8%。
航空燃气涡轮发动机改型的地面燃气轮机
案例2 美国普惠公司、通用动力公司
时间:上世纪60年代之后
改型对象:普惠J57、J75,通用动力J79等大型涡轮喷气发动机
变身结果:J57变成FT3,J75变成FT4,J79变成LM1500。
特点:涡轮喷气发动机变形
案例3 美国通用动力公司、英国罗罗公司
时间:20世纪60年代末至今
改型对象:美国通用动力公司TF39(改进型是CF6),英国罗罗公司“斯贝”、RB211等大型涡轮风扇发动机
变身结果:TF39变成LM2500、 LM5000,“斯贝”、RB211等变成相应的工业燃气涡轮机。
特点:涡轮风扇发动机变形
小注:LM2500机组效率达到了34%。LM5000燃气发生器的功率达4.474万千瓦(6万马力),加装动力涡轮后得到的燃气涡轮机,其效率可达38%,是目前功率最大、效率最高的简单循环“航改燃机”。
LM2500+DLE燃气轮机 W/6级动力涡轮
LM2500舰船安装状态示意图
美国海军“邦克山”号导弹巡洋舰安装LM2500模块。
美国海军佩里级巡洋舰“福特”号上边的LM2500“航改燃机”。
LM5000 SITG航改燃机
通用动力公司LM6000燃气轮机号称当前世界上最先进的航改燃机,基础是CF6航空发动机。
“航改燃机”广泛用于海上油气开采平台。这些平台远离大陆,无法从陆地供电,只能安装燃气轮机发电机组。但海洋平台空间有限,承载能力也有限,其动力源无法采用一般的重型燃气轮机,只能采用“航改燃机”。我国南海BP-ARCO公司13-1天然气开采平台的发电机组就是由501-KB5“航改燃机”驱动,该机前身就是英国罗罗公司的T56涡轮螺旋桨发动机。我国海洋油气开采平台上共约装备该机20余台。
我国南海天然气平台采用航改燃机501-KB5作为发电机组的动力
原标题:发动机课堂|“航改燃机”变形记