燃气轮机在船舶动力装置中的应用

陶西磊

摘要：随着当今社会地不断发展和进步，人们对于生活的要求也在不断地提高之中，而作为当今社会中非常重要的船舶行业来说同样也是如此。如今社会发展主题正朝着节能环保方向发展，船舶行业为了能够达到对应的要求和标准也就提高了燃气轮机的使用效率。燃气轮机自身不仅具备了较强的工作质量和工作效率，同时在后期保养时也能够花费较少的精力，将其有效运用于船舶动力装置中则是能够发挥良好作用。

关键词：燃气轮机 船舶动力装置 应用探究

引言

船舶制造业如今处于飞速发展之中，如何有效利用燃气轮机于船舶制造业中将会成为人们重点关注的一个问题。通过近些年科学技术地不断进步，燃气轮机也慢慢成为了性能更加稳定，并且应用范围更加广阔的技术和设备。为了能够帮助相关行业人员有效利用燃气轮机，本文也就侧重于对当前燃气轮机在船舶动力装置中的应用进行分析和探讨，希望能够帮助到有需要的人。

一、燃气轮机优势分析

为了能够更好地帮助相关人员了解和掌握燃气轮机的应用，因此首先需要对燃气轮机的优势进行科学合理地分析。在船舶动力装置中存在较多的推进设备，往往这些推进设备的体积较大，但是内部的密度却比较小，在这样的情况下，同样体积的推进设备中密度越小则功率越小，但是燃气轮机却能够具备较大的密度，在同等功率的情况之下，其体积会大于柴油机和蒸汽轮机[1]。除此之外，燃气轮机自身最为明显的一点优势就是在于其启动时间短，一般来说，在起动机的帮助之下燃气轮机可以在两分钟之内就达到最高的转速，而传统的柴油机以及蒸汽轮机则至少需要花费大约一小时左右的时间才能够达到自身的最高转速。除此之外，燃气轮机在噪声方面的优势也是远远超出了传统的推进设备，由于其单机功率较大，重量轻，使用时间长，排放量小，因此在进行实际运作的过程中所产生的噪音会远远低于传统的推进设备。同时燃气轮机自身的结构以及操作方式等都相对来说比较简单，这是因为燃气轮机自身是由一系列少量的零件组成，并且整体结构会更加紧密，在这样的结构组成之下，传统由手柄控制的推进设备也可以得到解放，并且同时也能够减少自身所带来的空间负荷，从而提供更多的空间用于放置货物。最后在后期维修方面燃气轮机也占据了绝大的优势，由于其自身具备较强的稳定性，因此整体设备运行的状态将一直处于匀速状态，零部件在这样的转速之下将会一直处于有效保护状态之中，后期的保养工作就会相对简单和方便。根据一定分析和调查可以发现，如今大部分投入到实际使用中的燃气轮机后期基本上都不存在专门开缸的检查方式，因此整体的保养成本非常低。如图 1所示。

二、燃气轮机在船舶装置中的应用

（一）燃气轮机作为动力装置

燃气轮机所组成的动力装置一般来说都是由燃气轮机、推进轴系等多个部分共同组合而成，具备较强的系统性。目前全国范围内使用最多且最为常见的动力装置就是联合动力装置。如图 2所示。在联合动力装置中也可以根据实际情况不同以及工作环境不图 2船舶动力装置结构图同来将其分为不同的工作模式，这些不同的工作模式既可以同时工作也可以交替进行工作。首先就是交替工作模式，在该工作模式之中，柴油机为整体巡航工作提供便利，而燃气轮机的主要目的就是能够对船舶运行的速度进行控制和掌握，一般经过燃气轮机的控制可以使得船舶整体处于较高的速度匀速行驶。螺旋桨也会经过柴油机的作用来稳定运行，从而控制船舶能够处于平稳的运行状态中。在船舶运行过程中若是出现了运行速度过快那么燃气轮机会产生相应的带动作用，自动分离柴油机。然后就是共同工作的模式，在该工作模式下，柴油机和燃气轮机会处于同时工作的状态，但是想要达到这样的效果往往需要采取更为复杂的动力装置，以此来有效对两者进行控制和保持两者的正常运转。除此之外，水面舰艇地动力系统也正全面朝向燃化方向，燃气轮机可以与柴油机共同进行使用，同时也可以交替进行使用。当交替使用时若是需要较快的运行速度那么就可以选择功率较大的燃气轮机，但是还是需要根据需求以及实际情况来进行选择。

（二）燃气轮机作为发电机组的原动机

燃气轮机除了能够作为动力装置之外同时也能够作为发电机组中的原动机进行工作和使用。我国近年来的科学技术进步也就推动了越來越多的技术出现，这些技术应用于船舶上同样收获了较为良好的效果，而燃气轮机在其中就给船舶的发电过程提供了坚实的基础和作用[2]。并且在后续的发展过程中，船舶的电力显然需要进一步地优化和提升，为了达到这样的效果同时也为船舶电力系统奠定良好基础，那么燃气轮机的效果就是不可缺少的一部分。在对国外的舰艇进行研究和分析时可以发现，美国舰艇一般来说都是设置了两台的主燃气轮机，这些主燃气轮机能够通过自身作用来与其他一系列小型燃气轮机进行相互配合和作用，在这样的操作方式之下，整体船舶的发电需求可以得到有效满足，并且相比较于传统的机械推进来说，这种方式同样具备了非常强的控制性和稳定性，燃油量能够在这样的操作系统之下得到有效控制。而对于一些民用的船舶来说，燃气轮机不仅作用于动力装置同时也能够作用于船舶的电力系统之中，具体还是需要根据船舶的实际使用情况以及需求来进行调整和优化。

三、结束语

总而言之，在当前的船舶制造业中，人们已经逐步将先进的燃气轮机替代了传统的柴油机等一系列推进设备，燃气轮机所具备的优势和特点是传统设备无法达到的。但是在实际的使用过程中，相关工作人员还是需要根据船舶的实际情况以及需求来决定燃气轮机的使用方式，只有这样才能够真正发挥其作用，从而共同推动船舶制造业和社会地发展。

参考文献：

[1]杜文军.燃气轮机在船舶动力装置中的应用[J].船舶物资与市场，2019，000（011）：34-35.

[2]韦国新，纪震.燃气轮机在船舶动力装置中的应用研究[J].内燃机与配件，2019（17）.

（作者单位 ：江苏海企港华燃气股份有限公司）