军用燃气轮机和柴油汽油机有什么区别
早期的船舶使用的是往复式蒸汽机,带动一个有桨叶的大转轮(明轮)推进,这种推进装置也就是“轮机”和“轮船”的由来。目前舰船主要使用的动力装置有以下几种:/来自中华网社区club.china.com/一.汽轮机:汽轮机是一种外燃机,靠锅炉产生高压蒸汽推动汽轮作功。人类早期使用的船舶动力装置就是这玩意。汽轮机作为船舶动力装置有一定的优势:
1、 单位重量尺寸指标优越,由于汽轮机工作过程的连续性有利于采用高速工质和高转速工作轮,因此单机功率远比活塞式发动机大。现代舰用汽轮机的单机功率已达7.5×104kW以上,若不受推进器尺寸的影响,象陆用电站汽轮机一样可以做成60万~100万kW的巨型动力装置,这可是很可观的。
2、 汽轮机叶轮转速稳定,无周期性扰动力,因此机组振动力小、噪声小。
3、 磨损部件少,工作可靠性大,使用期限可高达105h以上。
4、 可使用劣质燃料油,滑油消耗率也很低,仅0.1~0.5g/(kW·h),而柴油机的滑油消耗率为3~10g/(kW·h)。从以上看来用蒸汽动力似乎不错,但是汽轮机有几个致命伤:
1、 装置的总重量大、尺寸大,而且要配置主锅炉,以及为其服务的辅助机械和设备,占去了船体许多空间和排水量。作为“寸土寸金”的船舶空间来说巨大的动力装置是不可能的,尤其是军用船舶,更要求动力装置小型化。
2、 燃油消耗大,装置效率差,额定经济性仅为柴油机的1/1.5~1/2,在部分工况下,甚至为1/2.5~1/3,在相同的燃料贮备下续航力降低。这也是为什么一般使用蒸汽动力的舰船都是一些吨位大的家伙。
3、 机动性差,起动前准备时间约为30~35min,紧急情况下,缩短暖机过程后也要15~20min。在舰艇上为保证立即起锚的要求,就以暖机状态停泊,从而增加了停泊时的燃料消耗。另外从一个工况变换到另一个工况的过渡时间也较柴油机装置长2~3倍。以上几点致命伤使得蒸汽动力已不再是船舶动力的主要类型,民用和军用的船舶都基本不再使用汽轮机做为主机,更主要的是有更优越的其它类型的动力装置出现了。若不是核能的出现,现在的航母可能都还得使用蒸汽动力。目前我国使用蒸气动力的典型是05
1、 051b和“现代”。167舰的蒸汽动力装置由中船重工七院703所负责设计研制。蒸气动力相较而言自动化程度较低,且战损处理十分困难,为什么一艘98年下水的新型驱逐舰还使用蒸气动力?我个人的看法是蒸气动力是成熟的技术,我国在这方面也有较多的技术积累,而对于167目前的公认看法都认为其是一艘试验舰。对于试验性质的舰艇用一种成熟、经济的动力装置比用新型的动力装置合算得多,而且167舰的试验更多的是其它方面,所以采用蒸气主动力也不失为一种保险方法。曾有说法167是动力试验舰,但从其主动力为蒸气动力来看这种说法站不主脚。要知道早在052上用的就是柴燃联合动力。另外提一句从上面已经可以知道,蒸汽动力用的燃料是油:重油、渣油或劣质燃料油。使用油的锅炉的排气远比使用煤的锅炉的排气干净。现代船用的蒸汽动力已经不可能再使用煤作为燃料。就算是用煤也不会出现工人往锅炉里拼命加煤的情景,一般用的都是高压锅炉,你想加煤还轮不到你加。煤都是用磨料机磨成煤粉,然后用高压空气喷入炉膛燃烧或煤粉和水、添加剂混合成水煤浆再燃烧。这种做法可以提高效率,相对来说排气也比老式的清洁。二.柴油机:柴油机动力装置具有较优良的性能,目前在船舶动力装置中占绝对的统治地位。柴油机的优点:
1、 经济性较高,耗油率比蒸汽、燃气动力装置低得多,高速机比中、低速机耗油多。这一优点使柴油机船的续航力大大提高,换句话说,一定续航力下所需之燃油贮备量较少。
2、 重量轻,柴油机动力装置中除主机和传动机组外,不需要主锅炉、燃烧器以及工质输送管道等,所以辅助机械设备相应较少,布置简单,因此单位重量指标较小。
3、 具有良好的机动性,操作简单,启动方便,正倒车迅速,一般正常启动到全负荷只需10~30min,紧急时需3~10min。虽然比燃气轮机装置差些,但它不需要像燃气轮机装置那样一套复杂的启动和倒车设备。柴油机装置停车只需2~5min,主机本身停机只需几秒钟即可。柴油机装置也有缺点:
1、 由于柴油机的尺寸和重量按功率比例增长快,因此单机组功率受到限制,一般来说低速机的功率比中、高速机的功率大。这使得柴油机动力装置无法在大功率舰船上使用。
2、 柴油机工作中的噪声、振动较大。这是一个重要问题。作为舰艇不希望动力源会有大的振动,同时震动大的话也使问题出现的机率增大。
3、 中高速柴油机的运动部件磨损较厉害,高速强载柴油机的整机寿命仅1000~2000h。
4、 柴油机在低转速时稳定性差,因此不能有较小的最低稳定转速,影响船舶的低速航行性能。
5、 柴油机的过载能力也较差,在超负荷10%时,一般仅能运行1h。一般来说军用柴油机的性能比民用要好。053和054用的都是柴油动力。053是全柴动力,054很可能也还是全柴动力,毕竟若使用柴燃联合的话尽管性能会好一点,但成本会增加。作为中国来说在护卫舰上用柴燃联合动力有点太“豪华”了。054的柴油主机据说是法国进口,但黄埔曾很确定的说526的主机是国产的,估计是引进了技术。525和526用的主机很可能一个是原装货,一个是国产版本。三.燃气轮机动力装置:近几十年发展起来的新型发动机,基本原理与气轮机相同,只是作功的工质方面有所不同。最主要一点汽轮机是外燃机,而燃气轮机是内燃机。燃气轮机动力装置能够较好的满足军用舰艇对动力装置提出的高速、高机动性和极低的单位重量之战术、技术要求,故其在现代军用舰艇上的应用较多。相反由于经济性和其它一些因素,民用船舶基本不使用燃气轮机动力(一些高速和特种船舶除外)。其优点:
1、 单位功率的装置尺寸小。加速用燃气轮机装置的单位重量可达0.65~1.3kg/kW,全工况用燃气轮机装置为2~4kg/kW。机组功率也较大,复杂线路的燃气轮机(有中间冷却、中间加热和回热措施)机组功率可达6×104kW。
2、 良好的机动性,从冷态启动至全负荷时间,一般为1~2min,大功率复杂线路的燃气轮机装置只需3~5min。这对军用舰艇来说是一个极大的优势。
3、 燃料消耗率虽不及柴油机,但在低负荷时的经济性的恶化比汽轮机影响小。燃气轮机装置尚有下列缺点:
1、 主机没有反转,必须设置专门的倒车设备。
2、 必须借助于启动马达或其他启动机械启动。
3、 由于燃气的高温,叶片材料用的合金钢昂贵,工作可靠性差,寿命短,如燃气初温在750℃以上的燃气轮机,寿命仅500~1000h。
4、 由于燃气轮机工作时空气流量很大,因此进、排气管道尺寸较大,舱内布置困难,甲板上较大的管道通过切口,影响船体强度。
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