李康

摘 要： 燃?xì)廨啓C(jī)是一種可以對(duì)能源進(jìn)行高效轉(zhuǎn)換的設(shè)備，隨著我國(guó)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展以及生產(chǎn)行業(yè)的高效需求，燃?xì)廨啓C(jī)在我國(guó)的應(yīng)用變得十分廣泛。利用燃?xì)廨啓C(jī)可以對(duì)能源進(jìn)行高效的轉(zhuǎn)化，也能保證生產(chǎn)的效率較高、安全性較好，如果想要實(shí)現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)的整體高速發(fā)展，相關(guān)人員就需要對(duì)其現(xiàn)狀和未來的技術(shù)趨勢(shì)進(jìn)行分析，本文將對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)要淺析。

關(guān)鍵詞： 燃?xì)廨啓C(jī);技術(shù);趨勢(shì);現(xiàn)狀

【中圖分類號(hào)】TK263???? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A???? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.39.235

引言：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍，特別是在發(fā)電領(lǐng)域，體現(xiàn)了其自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)[1]。有相關(guān)研究顯示，選擇燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行發(fā)電，發(fā)電效率可以至少提高65%左右，這也是目前效率最高的一種商業(yè)化發(fā)電模式[2]。燃?xì)廨啓C(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成內(nèi)容較多，且對(duì)于技術(shù)有較高的要求，相關(guān)人員只有掌握其現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，才能實(shí)現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)的高效、穩(wěn)定、安全運(yùn)行。

1 燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀概述

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平也在不斷提高，對(duì)于能源的需求量也在增加，這也給燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了很多的挑戰(zhàn)。目前，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電的造價(jià)較低，對(duì)于水資源的使用量也較少，且調(diào)峰性能很高，所以，燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)成為我國(guó)能源系統(tǒng)發(fā)展中的重要組成部分，可以為能源發(fā)展的安全性、高效性等做出貢獻(xiàn)。

目前，針對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，仍然是以西方國(guó)家的投入更多，很多發(fā)達(dá)國(guó)家的研發(fā)時(shí)間較長(zhǎng)，技術(shù)積累程度也會(huì)更深，所以掌握了燃?xì)廨啓C(jī)的多種核心技術(shù)。針對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，未來我國(guó)主要會(huì)朝著以下方向進(jìn)行發(fā)展：第一就是E/F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)為主題的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，第二就是E/F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)衍生出的G/H級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)，且未來的燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展很有可能會(huì)選擇氫氣作為燃料，這樣可以讓燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)零排放，在提高產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度的同時(shí)，降低對(duì)于環(huán)境的污染。

2 燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

2.1 高性能與高參數(shù)

對(duì)于燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)而言，未來主要會(huì)向高性能及高參數(shù)技術(shù)發(fā)展，在燃?xì)廨啓C(jī)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，不斷提高燃?xì)廨啓C(jī)的性能、單機(jī)功率以及熱力參數(shù)一直都是主要的發(fā)展目標(biāo)。相關(guān)單位和人員會(huì)針對(duì)先進(jìn)的材料進(jìn)行分析、研究，并結(jié)合實(shí)際情況對(duì)加工工藝進(jìn)行研發(fā)處理，選擇先進(jìn)的冷卻技術(shù)等，這樣可以讓透平進(jìn)口的燃?xì)鉁囟瘸霈F(xiàn)明顯的提高。相關(guān)人員也可以引進(jìn)航空燃?xì)廨啓C(jī)的技術(shù)，選擇多級(jí)可調(diào)靜葉，這樣可以讓燃?xì)廨啓C(jī)的壓氣機(jī)內(nèi)部壓縮比得到有效提高，也能提高壓縮效率。

2.2 冷卻技術(shù)

對(duì)于燃?xì)廨啓C(jī)的實(shí)際運(yùn)行而言，提高燃?xì)廨啓C(jī)性能的最有效方式，就是不斷提高渦輪的燃?xì)鉁囟?。如果想要?shí)現(xiàn)渦輪進(jìn)口溫度的顯著提高，單純利用材料自身的耐高溫特性無法實(shí)現(xiàn)，而需要相關(guān)人員合理使用冷卻技術(shù)，確保葉片在實(shí)際溫度高于許可范圍的的時(shí)候，自身溫度仍然低于材料許可值，這樣可以確保燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性。因此，對(duì)于冷卻技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)，需要不斷提高冷卻的效率，并且減少冷卻空氣的流量，這也是未來渦輪葉片空氣冷卻技術(shù)的發(fā)展重點(diǎn)。

2.3 主要方向分析

結(jié)合我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)和發(fā)展現(xiàn)狀，相關(guān)技術(shù)的研究仍然以關(guān)鍵核心為基礎(chǔ)，相關(guān)單位需要不斷增加設(shè)備實(shí)驗(yàn)方面的投入成本，并且不斷加快技術(shù)設(shè)計(jì)、優(yōu)化與集成技術(shù)的研究，還要不斷培養(yǎng)高素質(zhì)、能力強(qiáng)的技術(shù)人才，這樣才能讓我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)發(fā)展的速度更快。

在未來的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)中，相關(guān)人員需要針對(duì)總能系統(tǒng)與相關(guān)技術(shù)的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。目前，世界范圍內(nèi)針對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)都在對(duì)總能系統(tǒng)進(jìn)行分析，包括卡琳娜循環(huán)或者濕空氣透平循環(huán)等，也要對(duì)磁流體發(fā)電循環(huán)等進(jìn)行分析，這些技術(shù)的未來發(fā)展前景較好。

相關(guān)單位和人員需要針對(duì)高性能壓氣機(jī)的相關(guān)制造技術(shù)、設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行分析，比如可控?cái)U(kuò)壓的跨音速、亞音速技術(shù)等，也需要對(duì)模擬放大技術(shù)進(jìn)行分析。針對(duì)透平技術(shù)，相關(guān)單位需要針對(duì)幾何形狀葉片的效率和常規(guī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且做好部件性能的檢驗(yàn)，對(duì)三維粘性流的計(jì)算方法等進(jìn)行分析。

針對(duì)冷卻功能，相關(guān)人員需要不斷提高燃?xì)廨啓C(jī)的初溫，并且對(duì)冷卻技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步開發(fā)，不斷提高冷卻效率，確保相關(guān)技術(shù)可以燃?xì)獬鯗?500℃的具體要求。對(duì)于渦輪組件的初溫，相關(guān)人員也需要對(duì)具體材料進(jìn)行技術(shù)革新，確保渦輪初溫得到提高。在幾十年的發(fā)展中，超高溫合金成為了渦輪組件的主要材料，包括鎳基與鈷基等，在未來的技術(shù)發(fā)展中，相關(guān)人員需要針對(duì)微量元素的含量進(jìn)行更為有效的調(diào)整，對(duì)材料的性能進(jìn)行改善，并且選擇新型的工藝、涂層實(shí)現(xiàn)性能的提高。

此外，為了滿足環(huán)保的要求，在燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的未來發(fā)展當(dāng)中，也需要做好污染排放的控制。我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)、研發(fā)和生產(chǎn)企業(yè)等，需要認(rèn)識(shí)到燃?xì)廨啓C(jī)可能存在的環(huán)境污染，并且選擇低污染燃燒室，選擇適應(yīng)性較好的燃料。在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒運(yùn)行的過程當(dāng)中，需要確保穩(wěn)定性較好，也要滿足環(huán)保的實(shí)際需求。

針對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組的整體運(yùn)行，相關(guān)人員也需要不斷對(duì)運(yùn)行方案進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，對(duì)預(yù)混燃燒模式的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，并且針對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組的快速啟動(dòng)、快速停止進(jìn)行針對(duì)性分析。在機(jī)組的技術(shù)研發(fā)中，也需要選擇結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更高、耐久性更好的技術(shù)。

結(jié)束語：我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)雖然得到了較為廣泛的應(yīng)用與推廣，但是，其產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與其它發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍然存在一些差距。燃?xì)廨啓C(jī)對(duì)于我國(guó)社會(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、工業(yè)生產(chǎn)等有重要的作用，所以，對(duì)其實(shí)際技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步研究、更新勢(shì)在必行。相關(guān)單位和人員需要把握燃?xì)廨啓C(jī)的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和相關(guān)問題，并進(jìn)一步總結(jié)燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行能力的提高。

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