基本介紹
- 中文名：LM2500燃氣輪機
- 套用：船舶動力，發電，石油開採
- 研製公司：美國通用電氣公司
- 研製時間：上世紀六十年代
燃氣輪機介紹,研製背景,結構與系統,壓氣機,燃燒室,燃氣渦輪,附屬檔案傳動裝置,起動系統,燃油系統,滑油系統,箱裝體,廣泛套用,改進改型,發展趨勢,
燃氣輪機介紹
目前，用於艦船推進的LM2500和LM2500+燃氣輪機的總運行時數已經超過驚人的5千萬小時，這是其他任何一種艦船燃氣輪機都難以企及的高度。
這一切都得益於LM2500的高性能、高可靠性和高利用率，也得益於其不斷的升級改進。從最初的25500馬力(18755千瓦)到G4的 47370馬力(34841千瓦)，LM2500連續跨越了兩個功率等級的台階，從而充分滿足了客戶的需求。可以說，LM2500是最優秀、最成功的燃氣輪機。從目前世界燃氣輪機發展的趨勢來看，很難再出現一種可以挑戰甚至超越這座豐碑的新型燃氣輪機了。而且燃氣輪機屬於高技術產品，研發必須具備雄厚的工業基礎和長期不斷的投入，目前世界上真正能設計、製造船用大功率燃氣輪機的廠商數量也很少。
研製背景
1960年，應美國海軍的要求，通用電氣公司開始為海軍沿岸炮艇開發新型燃氣輪機動力裝置。為了提高新型發動機的研製速度，在空、海軍戰鬥機上已經獲得大量採用的J79渦輪噴氣發動機被選中為改裝的原型機。第一台LM1500——這是賦予新發動機的編號，意味著它可以提供15000馬力（約11 兆瓦）等級的功率——從1961年10月開始裝艇進行海試，這是美國海軍艦艇第一次採用燃氣輪機作為動力裝置。
根據試驗中暴露出來的問題（主要是海水、鹽霧對發動機部件的腐蝕問題，以及使用含硫量更高、密度更大、雜質也更多的船用柴油導致的腐蝕和磨損問題），通用電氣公司在1963年獲得了進一步的開發契約，小批量試生產LM1500燃氣輪機來裝備後續建造的炮艇，以擴大試驗規模。到1966年，該型燃氣輪機已經裝備了17艘“阿沙維拉”級炮艇，採用兩台柴油機（巡航）加一台燃氣輪機（高速）的CODOG驅動方式。經過連續幾年的裝備試驗後，LM1500終於在1969年正式定型，除用於海軍艦艇之外，還廣泛用作工業發電、油氣泵站以及其他專用設備的動力。
鑒於LM1500燃氣輪機的研製、試用成功，艦船燃氣輪機動力裝置得到了美國海軍的認可，特別是在進行反潛作戰時，裝備燃氣輪機動力裝置的艦船加速性遠高於裝備蒸汽輪機動力裝置的艦船，動力性、自噪音特性又遠勝於裝備柴油機動力裝置的艦船（當時還缺少現代的浮筏減震技術）。這對於當時正困擾於紅色狼群威脅的美國海軍來說，的確是一種理想的解決方案。於是，美國海軍也決定將燃氣輪機化作為海軍艦船動力發展的方向。不過與英國海軍分別採用專門的小功率巡航燃氣輪機和大功率加速燃氣輪機的COGOG組合不同，美國海軍走得更遠，直接要求獲得一種全工況燃氣輪機，採用COGAG的推進組合方式。這樣可以在主戰艦船上裝備同一個型號的燃氣輪機，不僅能通過提高採購量來壓低採購成本，還簡化了對後勤支援的要求。
為了滿足新一代大型驅逐艦超過30節的航速要求，其動力裝置的總推進功率必須達到約10萬馬力（73550千瓦）；而為了保障動力裝置的生命力，至少應設定兩組獨立的主機。這樣，新艦應該設定4台同樣的全工況燃氣輪機作為動力，單機功率應該達到約2.5萬馬力（18387.54千瓦）。與之相比，蘇聯海軍“卡辛”級驅逐艦的動力裝置由8台1.1萬馬力（8090.5千瓦）燃氣輪機組成，高下立見。
由於開發LM1500燃氣輪機的過程中已積累了足夠的研製經驗，新型燃氣輪機的發展契約毫無懸念地落到了通用電氣公司手中。鑒於新型燃氣輪機的功率等級比LM1500上了一個台階，一般班的航空噴氣發動機已經難以滿足要求。當時美國空軍最大、最重的飛機是研製中的C-5“銀河”重型運輸機，其上將要裝備的通用電氣TF39渦輪風扇發動機是當時推力最大的發動機，該機當仁不讓地成為改裝新型燃氣輪機的最優選擇。
TF39渦輪風扇發動機的源頭來自於1959年，當時美國空軍提出“輕重量燃氣發生器”計畫，後改稱“先進渦輪燃氣發生器計畫”。這是一個由美國軍方牽頭、軍工界共同參與的先進航空技術預研計畫。由於燃氣發生器屬於渦輪發動機的核心部分，其性能高低決定了發動機的總體水平，技術難度也最大。通過開展“先進渦輪燃氣發生器計畫”，可以對關鍵技術進行先期研究，同時對燃氣發生器（核心機）進行裝機環境下的試驗驗證，從而降低型號研製的技術風險、縮短周期、減少成本。
1963年，在“先進渦輪燃氣發生器計畫”的支持下，通用電氣公司開發出第一台“先進技術核心機”——GEI。GEI核心機由14級軸流式高壓壓氣機、環形燃燒室與2級冷卻式高壓渦輪組成，主要參數為：空氣流量32公斤/秒，壓比11，推力2272公斤，壓氣機前五級靜子可調，直徑0.61米，長度1.78米。在GEI的基礎上，衍生出了三型值得注意的驗證機——GEI/6、GE9和GE1/10。
1964年5月，美國空軍針對新型遠程重型運輸機的需求，提出發動機和飛機機體招標，其中要求發動機達到18000公斤級的推力。1965年4月，通用電氣公司以GE1/6驗證機參與投標，戰勝了競爭對手普拉特·惠特尼公司。1965年12月，新型TF39發動機首次試車，1967年6月開始試飛，到了1968年10月，TF39發動機便開始了生產型交付。在獲得美國海軍的新型燃氣輪機開發契約之後，1968年4月（這時TF39還未正式投產），通用電氣公司以TF39渦輪風扇發動機的核心機為基礎，開始了新型LM25OO燃氣輪機的研製。
結構與系統
壓氣機
壓氣機是燃氣輪機的主要部件之一，它的作用是提高流經空氣的壓力，向燃燒室供給符合要求的壓縮空氣。壓氣機性能的優劣直接影響燃氣輪機的功率、油耗、工作穩定性和可靠性等主要性能。LM2500的壓氣機為16級、高壓比、軸流單轉子設計，主要由壓氣機前承力機匣、壓氣機轉子、壓氣機靜子（中機匣）和壓氣機後承力機匣等組成。壓氣機靜子的前端由前承力機匣殼體支撐，後部由壓氣機後承力機匣支撐。而壓氣機轉子的前端由滾柱軸承支撐，後端由滾珠軸承支撐。
前承力機匣形成了壓氣機進口空氣的流通通道，轂部與外殼之間用導流支板聯接，支板為空心結構，內有回油池的滑油供油和回油管路。該機匣同時還支承著壓氣機前軸承、進氣管、整流罩、壓氣機殼體的前端、進氣導葉內支承、輸入齒輪箱和回油池端蓋。在機匣中還有密封壓力和通風等的空氣通道，以及監測壓氣機進口空氣壓力、溫度等參數的感測器。
壓氣機轉子是一個高速旋轉、對吸入空氣做功使其壓力上升的部件，核心是一個帶有圓周分布的燕尾榫槽的短鼓-輪盤混合結構，壓氣機葉片通過燕尾榫槽固定在其上。所有的法蘭聯接都採用過盈配合，以保證零件良好的定心和聯接剛性。轉子的短鼓-輪盤材料分別為：第1到10級為欽合金，其餘部分使用Inconel718合金製造。第l到14級工作葉片的材料為欽合金，第15和16級工作葉片的材料為A286合金鋼。由於第1級工作葉片相對比較狹長、剛性較差，為了減少振動，在葉片的中部有減振阻尼凸台，當所有的第1級葉片安裝好之後，凸台共同組成了一個阻尼圈。
壓氣機靜子是氣流減速擴壓的部件，也是燃氣輪機的主要承力殼體構件之一，它與前承力機匣和後承力機匣構成了一個整體。各級整流器（靜子葉片環）固定在靜子機匣內，形成氣流通道的靜子部分。靜子機匣由4部分組成，並用螺栓固定在一起。前兩段對分式機匣用欽合金製造，而後兩段對分式機匣用Inconel718合金製造。該壓氣機靜子由一級進口導葉和16級靜葉組成，進口導葉和第1到6級的靜葉為可調葉片。進口導葉和第1、2級靜葉的材料為欽合金，第3到16級靜葉的材料為A289合金鋼。
為了保證壓氣機工作的效率，要求工作葉片、靜葉片與靜子、轉子之間的間隙儘可能小，以減少氣流從葉尖逸漏的損失，但葉片又必須跟壁面保持足夠的間隙，以方便安裝，並防止工作時葉片受熱膨脹與壁面碰撞，造成發動機損傷。為了解決這個矛盾，在工作葉片、靜葉片項部相對的靜子、轉子壁面上噴塗有可磨損的材料，葉片的葉尖也作成可以磨損的形式，這樣，當發動機投入正常運行後，通過塗料跟葉尖之間的磨合，就能使間隙維持在一個合適的較小值，從而保證了壓氣機的高效運行。
壓氣機後承力機匣用Inconel718合金製造，由外殼體導流支板、轂以及回油池殼體組成，其外殼支撐著燃燒室、燃油總管、燃油噴嘴（30個）、點火器（2個）以及第1級渦輪導向器支承。軸承的軸向和徑向負荷以及第1級渦輪導向器負荷的一部分由毅承受，並通過10個徑嚮導流支板穿至機匣外殼。毅與導流支板以及外殼體通過焊接連成一體。機匣外殼既是燃燒室外殼，又是壓氣機機匣與渦輪中機匣之間結構負荷的傳遞通路。
燃燒室
燃燒室是保證燃氣輪機在各種工況下，順利將燃料的化學能轉換為熱能、並用來加熱工質的裝置。來自壓氣機的高壓空氣進入燃燒室後，與噴油嘴噴入的燃料混合燃燒，變成具有較大作功能力的高溫高壓燃氣，然後驅動渦輪作功。燃燒室是燃氣輪機的重要部件，燃氣輪機的性能和可靠性與其有著密切的關係。例如，燃燒室出口局部溫度過高，會引起渦輪葉片的過熱和燒毀；燒過程的不穩定會導致意外的熄火甚停機；燃燒組織不好，會使燃燒過程流動損失增加，降低燃燒效率、黔增大燃油消耗等等。因此，一個合適的燃燒室，是燃氣輪機工作良好的關鍵。
LM2500的燃燒室為單環形燃燒室，由燃燒室外套、火焰筒內環、火焰筒外環、火焰筒頭部、燃燒室內套、進口導流器、旋流器、雙油路壓力噴射式噴油嘴（30個）和半導體高能點火電嘴（2個）等零件構成。燃燒室內、外壁均採用氣膜冷卻，使得壁面溫度不至於過高，從而保證燃燒室的工作可靠性和壽命。燃燒室外套通過位於燃燒室進口處的10個肋板，與燃燒室內套在前端聯成一體，同時作為承力結構，支承壓氣機後軸承座。
燃氣渦輪
燃氣渦輪是燃氣輪機的另一種要部件，其主要作用是將來自燃燒室高溫、高壓燃氣中的部分熱能和壓力能轉換成機械功，用以帶動壓氣機、附屬檔案和船舶推進裝置。渦輪的工作條件十分惡劣，要承受高溫、高轉速、頻繁的熱循環、熱衝擊、不均勻加熱、由於轉子不平衡和燃氣壓力脈動造成的不均衡負荷的作用，是燃氣輪機中熱負荷和動力負荷最大的部件。艦船燃氣輪機多採用軸流式渦輪，其主要特點是功率大、轉速高、燃氣溫度高、效率高，能有效滿足船舶推進的動力要求。
在艦船燃氣輪機中，用來帶動壓氣機和附屬檔案的渦輪稱為燃氣發生器渦輪，用來帶動減速器、螺旋槳等外負荷、進行功率輸出的稱為動力渦輪，二者在結構上大同小異，都是由轉子跟靜子兩大部分組成。燃氣發生器渦輪與動力渦輪間通常只存在氣動上的聯繫，它們通常由中間擴壓器（也稱為中間機匣）聯通起來。一般而言，動力渦輪的直徑比燃氣發生器渦輪大得多，所以中間機匣具有一定的擴散錐角，以利於將燃氣發生器渦輪出口的燃氣以最小的流動損失引入動力渦輪作功。
LM2500燃氣輪機的燃氣發生器渦輪是典型的單轉子、2級軸流式渦輪，由渦輪轉子、第1和第2級渦輪導向器以及渦輪中間機匣等組成。渦輪導向器負責將從燃燒室出來的高溫、高壓燃氣以要求的角度和速度直接導向渦輪轉子的葉片，裝在壓氣機後機匣里，並由後者支承。燃氣發生器渦輪與壓氣機轉子是機-械聯接的，從燃氣中獲取能量後可以直接驅動壓氣機旋轉。渦輪轉子的前支承在壓氣機轉子後軸上，由徑向止推球軸承承力，轉子後端由渦輪中間機匣內的徑向軸承支承。渦輪中間機匣除了支承燃氣發生器渦輪轉子之外，也支承動力渦輪轉子。中間機匣包括過渡段，燃氣流從燃氣發生器渦輪經過過渡段進入動力渦輪。
燃氣發生器渦輪轉子由一個錐形前軸、兩個帶葉片和護圈的渦輪盤、一個圓錐形轉子隔板、一個熱禁止和一個後軸組成，兩級渦輪葉片均為長葉柄、內冷卻式結構，葉根為機樹形。長葉柄葉片不但為冷卻空氣提供了通路，而且因為較高的阻尼作用減小了振動，輪盤外緣的溫度也降低了。葉片成對地釺焊在一起，材料為Rene80鈷基合金，表面滲有抗腐蝕、抗氧化的鈷鉻鋁釔保護層。
渦輪轉子和兩級渦輪葉片均由壓氣機排出的空氣進行冷卻。氣流通過第1級導向器支承和渦輪軸前的孔引入。空氣首先冷卻轉子內部和兩個盤端，然後經過成對葉樵間的通路進入葉片。第1級渦輪轉子葉片由內部對流和外部冷卻氣膜進行冷卻，第2級葉片只使用對流方式進行冷卻，所有冷卻空氣最後都由葉尖排出。燃氣發生器渦輪轉子的前軸、隔板、熱禁止、後軸、輪盤等部件通過短螺栓聯接，形成剛性很好的可拆卸轉子結構。
LM2500燃氣輪機的動力渦輪來自於TF39渦輪風扇發動機帶動風扇的低壓渦輪，在進行艦用化改裝時，動力渦輪的進口溫度明顯下降，是一種典型的低負荷設計，級數達到了6級，以獲得較高的效率（設計工況效率達92.5%）和良好的變工況特性。為適應高效率要求，在結構上使用了帶冠工作葉片。靜子機匣內壁採用了具有蜂窩結構可容損材料製成的襯裡，減小了泄漏。因為級數多，採用了兩端支承結構，設定了兩個專門的承力支承部件―前支架和後支架。
前支架又稱為渦輪中機匣，前安裝邊與燃氣發生器的後安裝邊聯接，後安裝邊則與動力渦輪的靜子機匣相連線。前支架主要由內座圈、外殼體和聯接二者的整流支板組成，是一個整體傳力元件。渦輪第1級導向器葉片環固定於其內，內座圈處安裝前軸承組合體。後支架又稱為渦輪後機匣，前安裝邊與動力渦輪靜子機匣相聯接，後安裝邊與排氣渦殼聯接。後支架也是整體傳力元件，主要由內座圈、外殼體和聯接二者的整流支板組成，內座圈處安裝後軸承組合件。
動力渦輪靜子為水平剖分式結構，第2到第6級導向器葉片環固定在靜子機匣的環槽中。在各級靜子葉片環之前，機匣的內壁面處以及葉片環內環壁面處，均嵌裝蜂窩結構可容損材料製成的密封裝置，以減少動力渦輪工作葉片與機匣之間的徑向減小，以及減小葉片環內環壁面與轉子之間的級間密封間隙，從而提高了動力渦輪的效率。
動力渦輪轉子為短螺栓聯接、盤鼓混合式結構。錐形前鼓軸固定在第3級輪盤之前，錐形後鼓軸固定在第6級輪盤之前，使得轉子支點間距大大縮短，結構緊湊，增強了轉子的抗彎剛性。這種由短螺栓聯接的多級盤鼓式結構的優點是簡單、重量輕、聯接剛性好，而且布局靈活，拆裝、．更換損壞的元件也比較方便。動力渦輪的6級工作葉片全部為帶冠結構，抗振性能好，效率高，用耐腐蝕材料Rene77合金製造，前3級工作葉片表面還塗有防腐蝕塗層。導向器葉片的前3級也是用Rene77合金製造，後3級則改為用Rene41合金製造。
附屬檔案傳動裝置
附屬檔案傳動裝置在艦船燃氣輪機上有許多需要由燃氣發生器轉子帶動的附屬系統以及設備的附屬檔案，如滑油泵、燃油泵、燃油自動調節器等。而另外一些附屬系統以及設備的附屬檔案，又用來帶動燃氣輪機轉子轉動，如起動機、盤車裝置等。為了實現燃氣輪機轉子和這些附屬檔案間的傳動，需要設定專門的傳動裝置，即附屬檔案傳動裝置。
附屬系統和設備中的附屬檔案一般都裝在附屬檔案傳動機構的機匣上，其中裝有若干組齒輪組以及離合器等。只要燃氣輪機轉動這個附屬檔案的傳動機構，被帶動的附屬檔案即可投入運轉，燃氣輪機的各個附屬系統和設備就能進入正常工作。同樣，起動機、盤車裝置等附屬檔案工作時，也可以拖動燃氣輪機轉子轉動。附屬系統、設備的工作可靠性直接影響燃氣輪機的性能和工作可靠性，因此，一方面要求附屬系統和設備具有較高的性能，另一方面也要求附屬檔案傳動裝置結構可靠，能在各種工況下保證所有附屬檔案的轉速、轉向、功率傳遞等方面的技術要求。同時，還要求附屬檔案傳動裝置尺寸、重量小，使用、維護和更換都要比較方便。
LM2500燃氣輪機的附屬檔案傳動裝置位於壓氣機前機匣處，主要由輸入齒輪箱、徑向傳動軸和傳動齒輪箱等部件組成。輸入齒輪箱裝置由鑄鋁殼體、軸、一對圓錐齒輪、軸承以及滑油噴嘴等構成。徑向傳動軸是空心軸，軸的兩端用花鍵分別與輸入齒輪箱以及轉換齒輪箱內的圓錐齒輪相聯接，其作用是將功率由輸入齒輪箱傳至轉換齒輪箱的前部。
轉換齒輪箱則由兩個鋁製殼體、一個油氣分離器、齒輪、軸承、密封件、滑油噴嘴以及附屬檔案聯繫器等部分組成。殼體底部有個入口蓋，為徑向傳動軸的安裝提供了方便。在後面部分的所有附屬檔案聯接器和惰輪，均採用“插入式”齒輪的設計思想，這樣在進行齒輪、軸承、密封件、聯接器組件等進行拆卸或更換時，就不用對齒輪箱進行分解。安裝在轉換齒輪箱上的附屬檔案有：燃氣輪機起動機、滑油供油泵和回油泵、燃油泵以及主燃油控制器。油氣分離器安裝在轉換齒輪箱前部，並作為齒輪箱的一部分而存在。
起動系統
燃氣輪機不能依靠自身投入工作，需要外界能源來幫助起動，經過一個預先設定的起動過程，才能使主機進入穩定的工作狀態。通常把提供能量、拖動燃氣輪機旋轉的輔助機械稱為起動機，使燃氣輪機從靜止狀態起動加速到慢車工況的過程稱為起動過程，而用於完成燃氣輪機起動過程的各個工作部分，如起動機、起動燃油供給系統、點火系統、自動控制裝置等在內的一整套裝置、系統稱為燃氣輪機起動系統。在燃氣輪機起動系統中，起動機用於拖動燃氣發生器轉子轉動，使之加速到一定轉速，從而使進入燃燒室的空氣具有足夠壓力，保證燃燒室內混合氣可靠點火燃燒，使燃氣輪機進入自主運行狀態，是起動系統中的核心部件。現代燃氣輪機常用的起動機有電起動機、燃氣渦輪起動機和空氣渦輪起動機等三類，不管哪種，都要求有足夠的功率來拖動主機轉動。
LM2500燃氣輪機採用了同時具有液壓油馬達起動機和空氣渦輪起動機的雙重動力源起動系統，但由於艦船上的高壓空氣獲取比較方便，一般以空氣渦輪起動機為主用起動機。該機由進氣裝置、渦輪裝置、減速齒輪、切斷開關、超速離合器以及花鍵輸出軸組成。其中渦輪為單級軸流式渦輪，減速齒輪為帶有一個轉動齒環的複合式行星齒輪系統，超速離合器為棘爪-棘輪式，在起動期間可以保證可靠接合，而主機起動後，能保證起動機的順利脫開。
燃油系統
這是燃氣輪機各系統中最複雜的部分，其功用是保證向燃氣輪機的燃燒室可靠地供給一定壓力和流量的燃油，依靠燃油系統中自動調節器的調節作用，按照一定規律控制、調節燃氣輪機的供油量，使燃氣輪機在任何運行工況下，都能夠高效、安全可靠地工作。燃油系統可以分為供油和調節兩大部分，通常由燃油箱、燃油過濾器、低壓燃油泵、燃油加溫器（有時兼作滑油冷卻器）、高壓燃油泵、燃油自動調節器、燃油分配器、燃油總管、燃油噴嘴等組成。在管理中，也經常以高壓油泵為界，將燃油系統劃分為低壓燃油部分和高壓燃油部分。
在LM2500燃氣輪機的燃油系統中，通過調節和分配噴射到燃燒室中的燃油數量，可以控制燃氣發生器的轉速。動力渦輪的轉速是無法直接控制的，但可以根據燃氣發生器產生的燃氣流能量大小來確定。為了防止動力渦輪超速，由安裝在電子控制箱裡的電子超速開關來保護，當動力渦輪轉速偏高時，自動減小燃燒室供油量，以保證動力渦輪的安全。
來自艦船油艙的燃油，流經燃氣輪機底座處的燃油進口接頭，進入主燃油泵增壓部分進行初步加壓，然後再進入燃油泵的高壓部分。高壓燃油流經燃油過濾器，然後進入燃油控制器。如果燃油過濾器堵塞，可以使用過濾器旁通閥使燃油繞過過濾器。艦船燃氣輪機通常只使用高質量的輕柴油，燃油中細小雜質的含量相對較少，只用過濾器就可以滿足燃油清潔的要求。為了保障燃氣輪機的正常運行，必須保證供給充足的燃油，所有燃油泵的流量要高於燃氣輪機的最大燃油消耗率，燃油在燃油控制器里被分為計量（供油）流量和旁通（回油）流量，超出需要的部分燃油通過旁通閥回流到燃油泵高壓部分的進口。
安裝在燃油控制器出口處的增壓閥可以保持一定的背壓，保證有足夠的燃油壓力，使燃油控制器可以正常工作。串聯布置的兩個電控燃油停車閥，保證了燃油供應的可靠切斷。當停車閥開啟時，燃油從燃油控制器流出，經過增壓閥、燃油停車閥、燃油總管輸送到燃油噴嘴，30個燃油噴嘴經壓氣機後機匣伸進燃燒室，將燃油霧化噴出，維持正常的燃燒。當停車閥關閉時，燃油停止向燃油總管供應，旁通回流到燃油泵進口。此時，停車閥的殘油泄放口開啟，將燃油總管、支管和噴嘴中的殘油泄出，防止因為剛停機時部件的高溫導致殘餘燃油結焦，堵塞油路。
燃油和轉速調節系統可以控制可轉葉片（進口導葉和前6級靜葉可以轉動），以保證在整個運行工況的範圍內，使壓氣機保持良好的工作性能，防止燃氣輪機出現喘振。
滑油系統
滑油系統是保證燃氣輪機各支承和傳動元件潤滑、冷卻的滑油儲存、供油和回油系統。其功用是向軸承、齒輪等摩擦部件的工作表面供應滑油，起到液體潤滑的作用，減少這些工作表面的磨損和摩擦損失，同時帶走摩擦表面的熱量，維持軸承、齒輪等工作溫度的正常。由此可見，燃氣輪機的工作可靠性，很大程度上取決於滑油系統的工作可靠性。
艦船燃氣輪機的滑油系統通常設計為兩個獨立的系統：燃氣發生器部分的前滑油系統，以及動力渦輪、推進系統主傳動裝置部分的後滑油系統。但也可以將前、後滑油系統合併為一個系統，特別是在燃氣發生器和動力渦輪都使用滾動軸承支承的情況下，這種統一的滑油系統比較簡單、可靠，實用性強。
LM2500燃氣輪機的滑油系統，就是燃氣發生器和動力渦輪一體化的潤滑、冷卻系統。該系統包括了滑油供油、滑油回油以及回油池通風等三個分系統。滑油從儲油箱裡靠重力供給安裝在主機上的滑油供油一回油泵，滑油泵的供油部分將流入的滑油加壓，輸送到要求潤滑、冷卻的部件和區域。滑油供油的過濾是由安裝在箱裝體內的雙聯式滑油過濾器來保證的。供油管路末端的滑油噴嘴直接將滑油噴進軸承、齒輪和花鍵等部位進行潤滑、冷卻。經過使用的滑油流到4個回油池和轉換齒輪箱底部，分別被回油泵抽出，返回滑油儲存、調節油箱，並進行冷卻。回油的過濾是由安裝在滑油箱上的雙聯式滑油過濾器來保證的。
滑油系統中的滑油在運行過程中會發生損耗，主要包括了滑油自身的分解、滑油蒸汽經密封裝置滲漏到氣流中以及經通氣管逸出到外界大氣中。燃氣輪機的滑油消耗量普遍不大，LM2500燃氣輪機的最大滑油消耗率約0.9公斤/時，平均滑油消耗率僅有約0.09公斤/時，與柴油機相比要小一個數量級。但由於燃氣輪機工作轉速高，對滑油的質量要求要遠遠高於柴油機。
箱裝體
早期的艦船燃氣輪機跟蒸汽輪機、柴油機一樣，也是呈“裸機”狀態布置於機艙內，雖然便於監測和接近、維護，但是燃氣輪機運行時的高溫和噪音等問題，對機艙環境影響很大，特別是高頻噪音的強度過大，嚴重影響機艙人員的正常工作。也許是受已經坍塌的“紅色帝國”長久以來片面拔高人的主觀能動性、忽視人員舒適性的習慣思維影響，烏克蘭在上世紀90年代設計的l)A80燃氣輪機依然採用“裸機”狀態，僅燃燒室及其後部分包裹了隔熱、隔音效果很差的簡單金屬罩。
為了避免這些不利影響，同時利於實現自動化和遠距離控制、充分發揮燃氣輪機的技術性能，出現了將燃氣輪機整體組件化的解決方案，即將燃氣發生器、動力渦輪、進氣室、排氣渦殼以及燃氣輪機附屬檔案、相關電氣設備等組裝在一個帶有防震底座的箱體裡，構成一個完整的箱裝體（也稱為燃氣輪機模件）。燃氣輪機模件可以在工廠中裝配、調試好，而後裝艦使用，這樣可以大大減少在艦上的裝配工作量、降低裝配難度，同時保證模件工作的可靠性。箱裝體結構有利於隔熱、隔音和防震，內部布置有照明、加熱、滅火、通風等設備，極大改善了機艙工作條件。通常，燃氣輪機箱裝體為鋼製的密封罩殼，外觀一般為長方體。整台燃氣輪機安裝在底座上之後，用箱體罩起，然後和單獨裝箱的其他設備組成一個有機的整體，方便進行操縱、監測和維護。
LM2500燃氣輪機是最早採用箱裝體結構的艦船燃氣輪機之一，其箱裝體長約8米，寬約2.7米，高約3.1米。其中，底座是燃氣輪機和箱裝體的支承基礎，通過32個抗衝擊支承安裝到艦體機座結構上，底座上設定有燃氣輪機支承、渦殼支承、箱體以及間壁。底座上還設定有密封的貫穿孔，用以安裝抽氣管、燃油管、滑油管、控制電纜、儀表電纜、清洗水管、動力電纜、起動空氣管、滅火劑輸送管，以及殘油、殘水的泄放管。此外，還有燃油溢流閥、滑油過濾器及各種接頭、插座等附屬檔案。
箱裝體頂部布置由空氣進口、通風冷卻空氣口以及排氣口，各通過一個撓性接頭與船體結構相連。在空氣進口處有一組永久性的導軌，通過另外一組臨時安裝的導軌，可以將從底座脫開的燃氣輪機移動到進氣口的導軌處，此時移動到進氣口處的起吊裝置將協助把發動機從導軌拉出，從而吊出船外。箱體上有檢修門、天窗等開口。箱體本身為帶夾層和填料的多層隔音結構，從箱體內傳出的氣動和機械噪音都很低，當燃氣輪機工作時，在箱體外可進行正常交談。
廣泛套用
1969年，通用電氣公司生產出第一台LM2500樣機，次年，樣機被安裝到一艘滾裝船上進行了海上試驗。試驗證明，LM2500的輸出功率達到了25500馬力（18755千瓦），效率達到了35.5%，完全滿足海軍的要求。隨後，通用電氣公司開始新型燃氣輪機的量產，第一艘裝備LM2500燃氣輪機的是DDG963“斯普魯恩斯”號飛彈驅逐艦。該艦採用兩組燃氣輪機、每一組均由2台LM2500組合而成的COGAG推進方案，最大航速達到33節。美國海軍共建造了31艘8040噸的“斯普魯恩斯”級飛彈驅逐艦。該級艦現已從美國海軍中退役，其中至少19艘已經被作為靶艦擊沉。
採用LM2500燃氣輪機的第二個大用戶是FFG7“佩里”級護衛艦。為了降低設計成本，該級艦直接採用了“斯普魯恩斯”級驅逐艦的一組2台LM2500燃氣輪機動力裝置，驅動一具可調距螺旋槳。美國海軍共建造了51艘“佩里”級護衛艦，澳大利亞、西班牙也引進和仿製此型艦，該級艦現已有一部分從美國海軍中退役。
1970年代後期，伊朗海軍訂購了6艘對空型“斯普魯恩斯”級飛彈驅逐艦，後來因為資金問題減為4艘。巴列維王朝被推翻後，伊朗最後撤銷了這些艦的訂貨。當時建造工程已經基本完成，為了減小船廠損失，美國海軍接過了這4艘艦的契約，即DDG993“基德”級飛彈驅逐艦，動力裝置同樣為兩組共4台LM2500燃氣輪機。由於戰鬥力偏低，該級艦已從美國海軍中退役。
為了滿足美國/北約近海防禦的要求，波音公司為美國海軍建造了6艘“飛馬座”級飛彈水翼艇，CODOG方式驅動，排水航行時使用兩台柴油機，水翼航行時的動力為1台LM2500燃氣輪機。
1970年代後期，美海軍原計畫設計—型裝備“宙斯盾”系統的核動力巡洋艦，但因為成本問題最終撤銷。取而代之的是設計一型“斯普魯恩斯”級的派生艦，即9466噸的CG47“提康德羅加”級飛彈巡洋艦。“提康特羅加”級巡洋艦的建造總數為27艘，也使用了兩組共4台LM2500燃氣輪機。之後裝備MK41多用途飛彈垂直發射系統和“宙斯盾”系統的新型驅逐艦的大量服役，該級艦第一批建造的5艘由於裝備的是Mk26 Mod5型雙臂式飛彈發射裝置，“宙斯盾”系統的威力難以完全發揮，已經提前退役，其中，CG50“福吉谷”號已經於2006年11月2日作為靶艦被擊沉。
為了對抗未來的新威脅以及滿足美國海軍當時計畫擁有600艘軍艦的要求，1981年，美國海軍開始投資發展新一代的驅逐艦，即現在的DDG51“阿利·伯克”級飛彈驅逐艦。該艦裝備“宙斯盾”系統和MK41多用途飛彈垂直發射系統，成本較“提康特羅加”巡洋艦要低，用於彌補後者不能大量建造而造成的防空火力空白。“阿利·伯克”級飛彈驅逐艦建造數達到了62艘，同樣使用4台LM2500燃氣輪機。得益於新型材料、工藝的發展，以及長期運行的經驗，LM2500的功率提高到了每台30600馬力（22506千瓦），效率達到了36.2%。
由於LM2500燃氣輪機的優異性能，其他國家海軍的艦艇也大量採用LM2500作為推進動力。到上世紀末，LM2500燃氣輪機的總裝機數已經超過1800台，近30個國家的海軍共350多艘各類艦艇裝備了870多台艦用LM2500，累計海上運行時間超過600萬小時，總運行時間超過了1800萬小時。
改進改型
上世紀90年代初，通用電氣公司雖然將LM2500燃氣輪機的功率提高到3萬馬力（22065千瓦）級別，但是隨著各國海軍對於水面艦隻主動力裝置的功率要求不斷提高，已不能滿足日益增長的對於大功率艦船燃氣輪機的要求。如今，LM2500的功率再次提升到33600馬力（24713千瓦，此時效率37.2%)，但一些新研製的艦船燃氣輪機已經達到甚至超過4萬馬力（29420千瓦）的功率級別。為此，通用電氣公司決定在LM2500的基礎上開發一型功率增強型LM2500，以滿足4萬馬力級別市場的需求。新的LM2500+型燃氣輪機在1998年進行試車，功率達到了40500馬力（29788千瓦），效率達到39.1%，成功捍衛了通用電氣公司在船舶推進燃氣輪機市場中的地位。美國海軍的LHD1“黃蜂”級大型兩棲攻擊艦的動力裝置本來採用兩台共7萬馬力（51485千瓦）的蒸汽輪機，從第8艘“馬金島”號（LHDS）起，已經改為使用兩台LM25OO+燃氣輪機推進。
新型LM2500+燃氣輪機的升級策略，是保留並利用原有的先進設計、結構、高性能的材料和塗層，基於可靠性和高利用率，儘可能使用現有技術，採用保守、低風險的設計途徑來提高功率。事實證明，通用電氣公司用最小的代價達成了目標。之後，通用電氣公司並沒有滿足於在LM2500+上獲得的成功，為了最大限度的榨取LM2500這個“年近四旬老翁”的潛力，在2005年開始對新一代LM2500+G4進行試驗，最大功率達到了47370馬力（34841千瓦），效率進一步提高到39.3%。LM2500+G4燃氣輪機現已正式投放市場，為通用電氣公司逐鹿世界燃氣輪機市場盡最後一份努力。
為了實現輸出功率的大幅度提高，與LM2500燃氣輪機相比，新型的LM2500+主要作了以下的一些改進：
增加零級壓氣機
在原壓氣機前加上裝有新型寬弦葉片的零級壓氣機，形成新的17級軸流壓氣機。零級採用不鏽鋼整體輪盤，結實可靠，由於取消了機樹型葉根，消除了一個主要的磨損區域，從而增加了使用壽命。採用了新設計的可調進口導葉，與隨後的7級可調靜葉相配合，能保證良好的部分負荷性能，並降低了壓氣機喘振的可能。
修改壓氣機
第1級動葉被重新設計成基於CF6-80C2葉型的更高效、更結實的寬弦葉片，去除了常規LM2500第l級動葉中部的阻尼突肩。第2、3級壓氣機動葉也採用了CF6-80C2/LM6000的葉型設計。新設計了零級靜葉，從零到第6級靜葉都是可調的，零到第11級靜葉還採用了CF6-80C2/LM6000的葉型設計。
新增加的零級和修改的壓氣機設計，使空氣流量增加了23%，達到85.8公斤/秒，壓比從19.3增加到22.2，效率提高了0.5%。
修改燃氣發生器渦輪
修改二級渦輪的動葉葉型以適應更大的流量，第1級動葉和靜葉都採用單晶葉片。除第2級動葉外，其他葉片都升級為性能更好的的材料。修改了熱力密封設計，使用CF6-SOE的密封裝置。
修改動力渦輪
修改動力渦輪 加強動力渦輪機匣，增加輸出傳動軸的抗扭能力。進入動力渦輪的流通面積加大約11%，以適應更大的流量；加強了6級動力渦輪，以輸出更大的扭矩；修改了第1級動葉和靜葉的葉型，以適應流量的增大；修改了第6級葉片的葉型，以便更順暢地導出廢氣。
發展趨勢
從上世紀70年代初正式投入使用以來，LM2500系列燃氣輪機已經銷售了2000多台（包括工業和艦船），占據了世界艦船燃氣輪機的絕大部分份額。目前，用於艦船推進的LM2500和LM2500+燃氣輪機的總運行時數已經超過驚人的5千萬小時，這是其他任何一種艦船燃氣輪機都難以企及的高度。
這一切都得益於LM2500的高性能、高可靠性和高利用率，也得益於其不斷的升級改進。從最初的25500馬力(18755千瓦）到G4的47370馬力（34841千瓦）,LM2500連續跨越了兩個功率等級的台階，從而充分滿足了客戶的需求。可以說，LM2500是最優秀、最成功的燃氣輪機。從目前世界燃氣輪機發展的趨勢來看，很再難出現一種可以挑戰甚至超越這座豐碑的新型燃氣輪機了。而且燃氣輪機屬於高技術產品，研發必須具備雄厚的工業基礎和長期不斷的投入，目前世界上真正能設計、製造船用大功率燃氣輪機的廠商數量也很少。
由於日益複雜、昂貴的作戰系統推動了艦船大型化，從1990年代以來，大功率燃氣輪機已經成為各國海軍艦船動力需求的主流。新一代大功率燃氣輪機的輸出功率普遍超過了3萬馬力（22065千瓦），最大功率已經達到約5萬馬力（36775千瓦），效率也大大提高了，簡單循環效率達到約40%，複雜循環效率達到42%，如果引入廢氣鍋爐組成燃-蒸循環，效率可以達到50%甚至更高。根據大功率船用燃氣輪機的發展趨勢可以推斷，未來10～15年內，4萬到5萬馬力（29420千瓦～36775千瓦）功率等級的燃氣輪機足以滿足各國海軍對於大中型水面艦艇主動力裝置的要求。
