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我国自主研发的50兆瓦重型燃气轮机有着非比寻常的意义
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时评/三杉 图/来自网络
! H. x W: v2 e: [6 O% S* x 在航空、船舶、发电等许多领域，燃气轮机可以说代表了一个国家的科技水平。重型燃气轮机最常用的领域是中型航母，是舰船动力传动领域的核心设备，也是目前最高效的热转换发电设备。我国在这方面的起步比较晚，但是现阶段也在快速前行中。近期我国自主研发的50兆瓦燃气轮机终于现世，据说该动力一举超过055大驱装备的C208。
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燃气轮机有重型和轻型两类。重型的零件较为厚重，大修周期长，寿命可达10万小时以上。轻型的结构紧凑而轻，所用材料一般较好，其中以航机的结构为最紧凑、最轻，但寿命较短。
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重型燃气轮机用于为舰船提供动力，燃气轮机的启动速度很快，加速性能比较好，功率大，效率高，功率重量比很突出，特别适合舰船突然加速，而这种机动对于舰艇来说是很重要的。
- X5 Q7 a4 ?: j9 e 2009年，中国东方电气公司成立了一个研究小组，对50兆瓦的重型燃轮机进行研究。研究团队在相当于白纸阶段起步，之后随着实验次数的增加和经验的积累，团队逐渐有了研究方向和成果。
0 O3 I( J9 A4 @+ `, H' m 2017年我国第一台重型燃轮机压气机试验台诞生，2018年高温透平叶片毛坯难题被攻克，2019年我国第一台50兆瓦重型燃轮机原型，点火试验成功，标志着我国从无到有的重大突破。
, c! A0 ]# d) ?( m9 } 我国之前在燃轮机方面一直都没有取得重大的突破，直到2008年我国第一台R0110重型燃气轮机才算是研制成功。其基本负荷11.45万千瓦，转化率36%，轮机等级是在EF级别。
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50兆瓦重型燃轮机是国际标准中的f级。一般来说，F级重型涡轮功率在200-300兆瓦之间，单循环功率在38%左右，而中国F级重型涡轮功率为50兆瓦，只要两个就可以驱动一艘中型航母。
. L6 I7 V2 e4 h8 m$ v: Y8 K$ J 因为现目前055舰艇的C250轮机动力才30兆瓦，所以这次50兆瓦的研制对于我国有着非比寻常的意义，预计将于2021年正式投入试验电站运行。
?" a+ ?$ t% h7 I 中国曾经引进国外先进技术制造重型汽轮机，但高温部件和其他核心部件的制造技术已被国外封锁，中国没有机会获得。
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这导致东方电力公司生产了70多台300兆瓦的重型燃气轮机，由于核心部件被国外公司控制，重型燃气轮机国产化没有取得突破。
) Y7 h/ k5 Y3 e; y" \( R 所以这次50兆瓦重型轮机的自主研发也为30兆瓦轮机打下了很好的基础。
" e4 P( W' t! r" z1 y( J% k 50兆瓦重型燃气轮机在去年9月27日启动空负荷试车，整机点火试验一次成功；今年5月12日起，正式开始设计转速下的带负荷试验，并于9月22日首次运行至100%负荷。
( s9 j+ T7 H' ~( h8 f5 d% ] 满负荷试验是燃气轮机研发环节最关键的验证节点，也是发电站长期运行前的最后一项性能试验。此次满负荷试验圆满成功，标志着中国已完整掌握燃气轮机自主设计、制造、试验全过程能力，我国自主燃机产业实现重要跨越。
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未来将以50兆瓦重型燃气轮机作为母型机，衍生出更多的系列化机型，满足不同功率等级及用途的需求。
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据资料显示，在军舰动力方案选择上，燃机轮机的主要竞争对手是舰用柴油机和舰用蒸汽轮机，但是由于燃气轮机先天优势与军舰动力系统性能要求更为吻合，燃气轮机成为了各国军舰动力系统发展的唯一选择。
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燃气轮机第一个优势是功率密度极大。一般情况下，同等功率的燃机体积是柴油机的三分之一到五分之一，是蒸汽轮机的五分之一到十分之一左右。这是由于燃气轮机本身精巧的连续转动热力学循环结构造成的，体积小、功率大，非常适合军舰分舱小、航速要求高的特点。
6 @7 Y) y" b, S$ o4 t$ d$ n 燃气轮机的第二个优势是启动速度快。虽然燃机的转速是三种动力系统中最高的，但是由于整个转子十分轻巧，在启动机帮助下在1-2分钟就可以达到最高转速。
9 K% V$ |! }) B0 i 而柴油机由于转子运动源于活塞的往复，加速较慢，蒸汽轮机更是“反应迟钝”，整个系统达到最高功率输出可能需要长达一小时的时间。而启动速度，对于军舰的战时出动和反潜作战时加减速性能有着直接的影响。
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燃气轮机第三个优势是噪声低频分量很低。由于燃气轮机本身处于高速稳定转动当中，产生的噪声更多是高频啸声。而柴油机的活塞往复产生了大量低频机械振动噪声，恰好迎合了海洋容易传播低频噪声的特点，导致军舰容易被敌方声纳探测。所以柴油机动力尤为不适合给反潜军舰作动力系统。
7 m" _7 ^" L( Z3 ^ j 我国解放前没有燃气轮机工业，解放后全国各地试制过十几种型号的陆海空用途的燃气轮机，直到现中国已完整掌握燃气轮机自主设计、制造、试验全过程能力，我国自主研发的燃气轮机产业实了现重要跨越。
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那些想打压、封锁中国的国家，在燃气轮机领域再也卡不住中国的脖子了！
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