燃氣輪機在船舶動力裝置中的應(yīng)用

陶西磊

摘要：隨著當(dāng)今社會地不斷發(fā)展和進步，人們對于生活的要求也在不斷地提高之中，而作為當(dāng)今社會中非常重要的船舶行業(yè)來說同樣也是如此。如今社會發(fā)展主題正朝著節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展，船舶行業(yè)為了能夠達到對應(yīng)的要求和標準也就提高了燃氣輪機的使用效率。燃氣輪機自身不僅具備了較強的工作質(zhì)量和工作效率，同時在后期保養(yǎng)時也能夠花費較少的精力，將其有效運用于船舶動力裝置中則是能夠發(fā)揮良好作用。

關(guān)鍵詞：燃氣輪機 船舶動力裝置 應(yīng)用探究

引言

船舶制造業(yè)如今處于飛速發(fā)展之中，如何有效利用燃氣輪機于船舶制造業(yè)中將會成為人們重點關(guān)注的一個問題。通過近些年科學(xué)技術(shù)地不斷進步，燃氣輪機也慢慢成為了性能更加穩(wěn)定，并且應(yīng)用范圍更加廣闊的技術(shù)和設(shè)備。為了能夠幫助相關(guān)行業(yè)人員有效利用燃氣輪機，本文也就側(cè)重于對當(dāng)前燃氣輪機在船舶動力裝置中的應(yīng)用進行分析和探討，希望能夠幫助到有需要的人。

一、燃氣輪機優(yōu)勢分析

為了能夠更好地幫助相關(guān)人員了解和掌握燃氣輪機的應(yīng)用，因此首先需要對燃氣輪機的優(yōu)勢進行科學(xué)合理地分析。在船舶動力裝置中存在較多的推進設(shè)備，往往這些推進設(shè)備的體積較大，但是內(nèi)部的密度卻比較小，在這樣的情況下，同樣體積的推進設(shè)備中密度越小則功率越小，但是燃氣輪機卻能夠具備較大的密度，在同等功率的情況之下，其體積會大于柴油機和蒸汽輪機[1]。除此之外，燃氣輪機自身最為明顯的一點優(yōu)勢就是在于其啟動時間短，一般來說，在起動機的幫助之下燃氣輪機可以在兩分鐘之內(nèi)就達到最高的轉(zhuǎn)速，而傳統(tǒng)的柴油機以及蒸汽輪機則至少需要花費大約一小時左右的時間才能夠達到自身的最高轉(zhuǎn)速。除此之外，燃氣輪機在噪聲方面的優(yōu)勢也是遠遠超出了傳統(tǒng)的推進設(shè)備，由于其單機功率較大，重量輕，使用時間長，排放量小，因此在進行實際運作的過程中所產(chǎn)生的噪音會遠遠低于傳統(tǒng)的推進設(shè)備。同時燃氣輪機自身的結(jié)構(gòu)以及操作方式等都相對來說比較簡單，這是因為燃氣輪機自身是由一系列少量的零件組成，并且整體結(jié)構(gòu)會更加緊密，在這樣的結(jié)構(gòu)組成之下，傳統(tǒng)由手柄控制的推進設(shè)備也可以得到解放，并且同時也能夠減少自身所帶來的空間負荷，從而提供更多的空間用于放置貨物。最后在后期維修方面燃氣輪機也占據(jù)了絕大的優(yōu)勢，由于其自身具備較強的穩(wěn)定性，因此整體設(shè)備運行的狀態(tài)將一直處于勻速狀態(tài)，零部件在這樣的轉(zhuǎn)速之下將會一直處于有效保護狀態(tài)之中，后期的保養(yǎng)工作就會相對簡單和方便。根據(jù)一定分析和調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，如今大部分投入到實際使用中的燃氣輪機后期基本上都不存在專門開缸的檢查方式，因此整體的保養(yǎng)成本非常低。如圖 1所示。

二、燃氣輪機在船舶裝置中的應(yīng)用

（一）燃氣輪機作為動力裝置

燃氣輪機所組成的動力裝置一般來說都是由燃氣輪機、推進軸系等多個部分共同組合而成，具備較強的系統(tǒng)性。目前全國范圍內(nèi)使用最多且最為常見的動力裝置就是聯(lián)合動力裝置。如圖 2所示。在聯(lián)合動力裝置中也可以根據(jù)實際情況不同以及工作環(huán)境不圖 2船舶動力裝置結(jié)構(gòu)圖同來將其分為不同的工作模式，這些不同的工作模式既可以同時工作也可以交替進行工作。首先就是交替工作模式，在該工作模式之中，柴油機為整體巡航工作提供便利，而燃氣輪機的主要目的就是能夠?qū)Υ斑\行的速度進行控制和掌握，一般經(jīng)過燃氣輪機的控制可以使得船舶整體處于較高的速度勻速行駛。螺旋槳也會經(jīng)過柴油機的作用來穩(wěn)定運行，從而控制船舶能夠處于平穩(wěn)的運行狀態(tài)中。在船舶運行過程中若是出現(xiàn)了運行速度過快那么燃氣輪機會產(chǎn)生相應(yīng)的帶動作用，自動分離柴油機。然后就是共同工作的模式，在該工作模式下，柴油機和燃氣輪機會處于同時工作的狀態(tài)，但是想要達到這樣的效果往往需要采取更為復(fù)雜的動力裝置，以此來有效對兩者進行控制和保持兩者的正常運轉(zhuǎn)。除此之外，水面艦艇地動力系統(tǒng)也正全面朝向燃化方向，燃氣輪機可以與柴油機共同進行使用，同時也可以交替進行使用。當(dāng)交替使用時若是需要較快的運行速度那么就可以選擇功率較大的燃氣輪機，但是還是需要根據(jù)需求以及實際情況來進行選擇。

（二）燃氣輪機作為發(fā)電機組的原動機

燃氣輪機除了能夠作為動力裝置之外同時也能夠作為發(fā)電機組中的原動機進行工作和使用。我國近年來的科學(xué)技術(shù)進步也就推動了越來越多的技術(shù)出現(xiàn)，這些技術(shù)應(yīng)用于船舶上同樣收獲了較為良好的效果，而燃氣輪機在其中就給船舶的發(fā)電過程提供了堅實的基礎(chǔ)和作用[2]。并且在后續(xù)的發(fā)展過程中，船舶的電力顯然需要進一步地優(yōu)化和提升，為了達到這樣的效果同時也為船舶電力系統(tǒng)奠定良好基礎(chǔ)，那么燃氣輪機的效果就是不可缺少的一部分。在對國外的艦艇進行研究和分析時可以發(fā)現(xiàn)，美國艦艇一般來說都是設(shè)置了兩臺的主燃氣輪機，這些主燃氣輪機能夠通過自身作用來與其他一系列小型燃氣輪機進行相互配合和作用，在這樣的操作方式之下，整體船舶的發(fā)電需求可以得到有效滿足，并且相比較于傳統(tǒng)的機械推進來說，這種方式同樣具備了非常強的控制性和穩(wěn)定性，燃油量能夠在這樣的操作系統(tǒng)之下得到有效控制。而對于一些民用的船舶來說，燃氣輪機不僅作用于動力裝置同時也能夠作用于船舶的電力系統(tǒng)之中，具體還是需要根據(jù)船舶的實際使用情況以及需求來進行調(diào)整和優(yōu)化。

三、結(jié)束語

總而言之，在當(dāng)前的船舶制造業(yè)中，人們已經(jīng)逐步將先進的燃氣輪機替代了傳統(tǒng)的柴油機等一系列推進設(shè)備，燃氣輪機所具備的優(yōu)勢和特點是傳統(tǒng)設(shè)備無法達到的。但是在實際的使用過程中，相關(guān)工作人員還是需要根據(jù)船舶的實際情況以及需求來決定燃氣輪機的使用方式，只有這樣才能夠真正發(fā)揮其作用，從而共同推動船舶制造業(yè)和社會地發(fā)展。

參考文獻：

[1]杜文軍.燃氣輪機在船舶動力裝置中的應(yīng)用[J].船舶物資與市場，2019，000（011）：34-35.

[2]韋國新，紀震.燃氣輪機在船舶動力裝置中的應(yīng)用研究[J].內(nèi)燃機與配件，2019（17）.

（作者單位 ：江蘇海企港華燃氣股份有限公司）