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新时代的中国燃气轮机
进入21世纪以来,中航工业继成功研制出“昆仑”(涡喷14)、“太行”(涡扇10)军用发动机以后,在其基础上,又先后在工业与舰船用燃气轮机领域取得成功。2002年以后,沈阳发动机设计研究所(606所)、沈阳黎明航空发动机(集团)有限公司、西安航空发动机(集团)有限公司等单位研制成功12800千瓦的QD128、7000千瓦的QD70航改燃机。不久,又推出QC185等系列的工业与舰船用燃气轮机。
QD128型燃气轮机,其作为首台自主知识产权的中等功率燃气轮机,热效率达到了30%。较之上世纪那些自产燃气轮机,在技术和性能上均实现了飞跃
QD128系国内首台拥有自主知识产权的中等功率的燃气轮机,主要用于发电、热电联供、管输动力及船舶动力。其主要技术指标为:输出功率12800千瓦,热效率30%,耗油率为0.27千克/千瓦˙小时,空气流量62千克/秒,动力涡轮转速4700转/分。在海拔4000米以下大气温度为-45℃~+45℃条件下都能可靠工作。截至2009年10月中旬,该型机组自2006年6月开始运行以来,已在大庆北亚电厂安全运行超过4000小时。QD70是中航工业研制的小功率等级的轻型燃气轮机,可用于发电或热电联供、机械传输、船舶动力。1998年开始研制,2003年实现首台点火。截至2008年10月底,已经累计在外场并网发电3300余小时。其输出功率为7060千瓦(最大8000千瓦),热效率31%,空气流量29千克/秒,动力涡轮转速8300转/分。
QD70型小型燃气轮机性能中规中矩,虽谈不上先进,但足以满足其设计需求,是一种非常重要的小型燃气轮机
2004年11月1日,中航一集团在珠海召开的国产新型燃气轮机首次面世新闻发布会上宣布,中国在“太行”发动机基础上成功开发了新型舰船用燃气轮机QC185。该型中等功率的轻型燃气轮机可用于管输动力、发电或热电联供、船舶动力。输出功率17780千瓦,热效率36%,空气流量58千克/秒,动力涡轮转速5500转/分,重量5800千克。据研发部门称,QC185与其他燃气轮机相比,功率档次适当,热效率高,重量轻,体积小,加速性好,可靠性高,综合性能指标处于同档功率世界先进水平之列。根据2008年4月28日的一篇报道,海军用某型燃气轮机在沈阳通过技术鉴定。作为国内首型具有完全自主知识产权的海军用航改燃机,顺利地按合同规定,按期保质完成该燃机的研制任务,满足技术指标。从上述文字分析,“某型燃气轮机”即QC185。该型燃机的成功研制,对海军动力装备的发展具有重要意义。也正是因为该型燃气轮机完全国产化的实现,目前成为中国海军主心骨的主力防空舰,被誉为“中华宙斯盾”的052C与052D型驱逐舰,才能和“下饺子”一样划入水中,推动中国海军装备现代化的大踏步前进。
目前中国海军的新锐主力,“中华宙斯盾”舰052C(上图)和052D型(下图)防空驱逐舰。其实,早于本世纪初,最初两条052C型驱逐舰“兰州“号与“海口“号(舷号分别为170、171)就已建成。但两舰主机均为进口乌克兰进口的DA/DN80系列,无法国产。直到2010年以后,随着QC185型国产燃气轮机的成熟和量产,解决了”心脏病“的中国海军终于能够像“下饺子”建造大量新锐主力舰,去完成早就应该展开的中国海军主力舰换代工作
当然,燃气轮机的价值不仅仅是船用动力。有关单位同时也在“昆仑”发动机基础上结合国内航空发动机的最新成果,研制了采用间冷回热技术的新一代舰用燃气轮机QC260。由于尚未公开其技术指标,其具体性能不详。但是按照命名法,估计其功率可达26000千瓦等级,已经达到了LM2500的功率水平。
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