燃气轮机介绍，燃气轮机的用途及应用

这次我们就来说说“——燃气轮机”的黑科技，这也被称为制造业的瑰宝！

燃气轮机

下面我们简单介绍一下燃气轮机的工作原理。燃气轮机，内燃机的一种，本质上是一种通过燃料（主要是天然气）和空气的燃烧产生气体，推动叶片做功的机器，目前取决于燃烧室的温度。E级、F级、以及最高等级H级。它的工作原理其实很简单，详细请看下图，从左往右看，燃气轮机分为三部分：压气机（蓝色）、燃烧室（红色）、涡轮（黄色） 。

燃气轮机内部结构

压缩机将空气吸入燃气轮机并对其进行压缩。天然气与压缩空气混合燃烧，产生的高温高压气体使涡轮叶片旋转，部分电力由发电机产生，剩余的电力用于发电。部分动力用于压缩机的旋转驱动。当H级燃气轮机运行时，内燃室内的温度可达到接近1600摄氏度。这比火山岩浆更热，大多数金属都会在这个温度下熔化。燃烧室是燃气轮机最热的部分，其冷却技术是最先进的，所以让我们来看看燃烧室中发生了什么。第一个问题是：燃气发动机的燃烧室由什么材料制成？燃气轮机燃烧室的类型分为单管燃烧室、复合管燃烧室和环形燃烧室。燃烧室是燃烧燃料和推进剂产生高温气体的装置，是用耐高温的合金材料制成的燃烧装置。燃料到达上止点并燃烧后，活塞顶部和气缸盖之间的空间。它是燃气涡轮发动机、冲压发动机、火箭发动机的重要组成部分。它由扩压器、燃烧室壳体、火焰管、燃油喷嘴和点火器组成。

燃气轮机燃烧室内部结构

燃气轮机燃烧室装有约500块这样的隔热瓦，隔热瓦受热一侧的温度接近1600，而另一侧的温度则刚刚超过600。 4cm厚陶瓷块耐高温近1000度！燃烧室中的气体继续以堪比龙卷风（每秒100米）的速度冲击进入燃烧室。因此，这些瓷砖还必须能够承受比航天飞机上使用的绝缘瓷砖更高的冲击力——。这是因为航天飞机的绝缘陶瓷经过严格的测试，损坏的瓦片在着陆后和起飞前都要更换，而燃气轮机的绝缘瓦必须在运行数千小时后进行大修。随着隔热瓷砖的使用，燃烧室内外壁冷却的任务已经完成，但接下来的任务更加艰巨。在我之前介绍燃气轮机原理的时候，我说过燃烧的热气体会推动涡轮区域的叶片，使叶片旋转。如果你能采访一个燃气轮机叶片，他们肯定会说：燃气轮机运行时，平坦区域的第一级叶片不仅要承受近1600摄氏度的高温，还要以音速旋转并承受离心力。施加相当于自身重量10,000 倍的力。如果你随机找一块金属来制作叶片，并将其放入燃气轮机中，几分钟后它就会变成面条。那么，燃气轮机叶片究竟安装了哪些黑科技呢？燃气轮机叶片是在特殊合金单晶上喷涂特殊陶瓷制成的，可以承受大部分热量，但这还不够。这里我们讨论一项有趣的技术：—— 气膜冷却。

燃气轮机叶片

压缩机吸入的空气不仅被送到燃烧室，而且被送到叶片底部，通过叶片槽，通过叶片表面的小孔排出。燃烧室中的热气体流过叶片表面，形成非常薄的空气膜。由于空气的导热率非常低，热气体与叶片隔离，并继续被快速流动的空气去除。通过这种方式，叶子可以承受足以融化岩石的温度。到处的空气都化作了木叶的铁衫！技术介绍完了，我们来谈谈燃气轮机的实际应用。在发电厂中，燃气轮机通常采用联合循环配置。其工作原理是收集从燃气轮机出来的热废气（这么热的废气排放到大气中显然太浪费了！），然后将这些气体作为废物处理掉。热量通过锅炉。产生蒸汽并驱动蒸汽轮机发电。这样，可以显着提高机组的整体效率。顺便说一句，8000H燃气轮机非常灵活，可以在30分钟内达到满负荷运行，让电厂可以毫无问题地进行调峰。

燃气轮机

SGT-8000H燃气轮机还曾有过——人创下世界纪录的特殊经历。 2011年，西门子SGT-8000H燃气轮机在德国爱尔兰电厂实现了60.75%的净综合效率，打破了当时的世界发电纪录。人类发电效率已达到60%以上！ 2016年，SGT-8000H燃气轮机在德国劳斯沃德电厂联合循环发电净效率达到61.5%。