船用燃氣輪機是現代艦船上的一種重要的動力裝置， 它是將空氣先經壓縮機加溫，然後，通入燃燒室。燃油在燃燒室燃燒，產生高溫燃氣，再進入渦輪機，衝擊渦輪機上的葉片，使渦輪機高速轉動，帶動推進機工作。燃氣輪機不需要鍋爐，重量輕、體積小、功率大，可作為大型艦船的主機。[
基本介紹
- 中文名：船舶燃氣輪機
- 外文名：ship gas turbine
- 單軸：壓氣機、渦輪機、負載共軸
- 雙軸： 壓氣機與負載不共軸
- 優點：重量輕、尺寸小
分類,負荷劃分,結構劃分,詳細介紹,組成部分,循環型式,裝船方式,
分類
負荷劃分
重型：零件較為厚重，大修周期長，壽命可達10萬小時以上；工業上用於拖動發電機組發電、機械驅動
輕型：結構緊湊而輕，所用材料一般較好，壽命較短；飛機、艦船發動機（ 航機結構最緊湊、最輕）
開式燃氣輪機結構示意圖
開式燃氣輪機結構示意圖結構劃分
多軸
單軸燃氣輪機，負載轉速變化直接影響壓氣機轉速? 吸入壓氣機的空氣量發生變化?嚴重，使壓氣機喘振，發生事故
在實際選型時，當系統負載變化不大時，一般選用單軸燃氣輪機，如大型火力發電廠用於拖動發電機的燃氣輪機；當系統負荷變化較大時，可視具體情況選用雙軸或多軸燃氣輪機
詳細介紹
船舶燃氣輪機在參數、材料、結構、運行性能方面滿足船舶航行技術要求
主燃氣輪機
全工況船舶燃氣輪機：各種航速下均投入使用
巡航船舶燃氣輪機
加速船舶燃氣輪機：高速航行or應急機動時開動
輔助船舶燃氣輪機：驅動輔機（發電機、海水泵、風機……）
航空、陸用燃氣輪機動力裝置的進排氣系統，往往是飛機框架和噴氣推進系統的一部分，或者是對工作循環的分析無價值?常常被忽略掉
船用燃氣輪機裝置的進排氣系統，對工作循環的性能，有極其嚴重影響
船舶燃氣輪機的循環是開式循環（從大氣中吸入新鮮空氣，把廢氣排向大氣）
組成部分
壓氣機、燃燒室、渦輪、齒輪減速器（俗稱燃氣輪機的“四大件”）。
燃油系統、滑油系統、傳動裝置、空氣冷卻系統、起動系統、調節控制系統
進氣濾清系統、通流清洗系統……
壓氣機吸取空氣、壓縮（幾 ~ 二十幾個大氣壓），高壓空氣連續送入燃燒 室。同時，燃油進燃燒室。
燃燒室，部分空氣+ 燃油燃燒 ? 2000℃左右的燃燒氣體
另一部分空氣+燃氣?溫度↘,1000 ℃左右
高壓高溫燃氣到高壓渦輪和低壓渦輪（動力渦輪），高壓渦輪發出的機械功用來驅動壓氣機，低壓渦輪發出的機械功通過齒輪減速器傳 給艦船的推進器—螺旋槳。
燃氣出低壓渦輪時，壓力接近大氣 壓，排入大氣 /循環利用
燃氣發生器：習慣上，將壓氣機、燃燒室、高壓渦輪機看成一個整體；燃氣發生器產生具有一定壓力和溫度的燃氣；改變燃燒室出口燃氣溫度?改變燃氣發生器轉速?改變燃氣輪機的輸出功率
動力渦輪：對外做功的渦輪，一般指低壓燃氣渦輪
燃氣輪機的啟動：起動機（電動機或小功率的燃氣輪機）帶著旋轉，待加速到能獨立運行後，起動機脫開
進入燃燒室的燃油用電火花塞或半導體高能電嘴引燃
燃氣初溫和壓氣機的壓縮比，是影響燃氣輪機效率的兩個主要因素。提高燃氣初溫,並相應提高壓縮比,可使燃氣輪機效率顯著提高。70年代末，壓縮比最高達到31。工業和船用燃氣輪機的燃氣初溫最高達1200℃左右，航空燃氣輪機（簡稱航機）的超過1350℃。按簡單開式循環工作的工業和船用燃氣輪機，在上述燃氣初溫和壓縮比下的效率達38%。
循環型式
簡單開式循環
由一個壓縮過程、一個加熱過程、一個膨脹過程和一個冷卻過程所組成的循環
單軸機組：燃氣發生器單軸結構，中小功率機組使用多，總體結構簡單、緊湊、製造方便
典型代表：美GE公司 LM2500（功率19853KW.空氣流量66KG/s，燃氣初溫1170℃,排氣504℃,發生器轉速4950~9600rpm，動力渦輪轉速3600rpm）
雙軸機組：燃氣發生器雙軸結構，低壓壓氣機由中壓渦輪機帶動；高壓壓氣機由高壓渦輪機帶動；動力渦輪帶動外界負荷。三根軸轉速不同，有利於改善機組運行性能，增大單機功率。
中、大功率機組採用最普遍
典型代表LM5000(36765KW)、FT9(22060KW)美普拉特·惠特尼(P&W)公司
複雜循環
回熱機組：透平排氣溫度高，經回熱器(即換熱器)先把壓氣機出口的空氣加熱，然後空氣再進入燃燒室，提高熱效率,採用回熱會增加機器的質（重）量和尺寸
典型美MS5002R-A(22059KW)
中間冷區機組：壓縮過程中採用中間冷卻, 可以減小高壓壓氣機的壓縮功 ，使單位流量工質的輸出功增大
再熱機組：再熱增大了動力渦輪的輸出功率
現代船舶燃氣輪機裝置結構特點
先進的船舶機組為單元體組合式結構，便於檢修、更換
整機=進、排氣道單元 + 高壓壓氣機單元 + 低壓壓氣機單元 + 燃燒室單元 + 高壓渦輪機單元 + 中壓渦輪機單元 +動力渦輪機單元+輔助傳動箱單元+……
為了便於檢測機組內部易損件運行情況，在壓氣機、燃燒室、渦輪機等有關部位開了許多檢測空，便於在不解體情況下進行檢查、照相、觀察
箱裝體結構，電子控制箱體，滑油調節箱體，機架?隔熱、隔聲、防震?改善了機艙工作條件（汽輪機、柴油機裝置難實現）
裝船方式
單機單槳：一台燃氣輪機機組、離合器、減速器、一螺旋槳；布置簡單、緊湊，機組在全工況範圍運行
雙機單槳、雙機雙槳
聯合裝置
COGAG/COGOG
CODAG/CODOG
COSAG
COGAS
起動迅速
運轉平穩
單元體組裝，便於維修更換，簡化保養工作
滑油、冷卻水消耗量低
缺點
優質燃油
低負荷經濟性差，易產生失速、喘振
需要龐大進、排氣道，消聲器、海鹽過濾器?增大了裝置尺寸重量
耗油率高於柴油機
不能倒轉（轉向離合器or可調距槳）
