启动辽宁舰航母需要十几个小时,那么启动055型驱逐舰需要多久?

秦皇见汉武


燃气轮机有个特点,就是启动特别快,从打着火到满转速只需要几十秒时间,因为船用燃气轮机其实用的核心机就是直接来自航空发动机。当然装在军舰上它是连着传动系统的,所以启动会慢一些,但是也要不了几分钟。这就是燃气轮机的巨大优势。055有4台GT25000燃气轮机,总功率可达上百兆瓦,不仅动力十分强劲,而且有相当多的剩余功率用于雷达和计算设备的发电。

GT25000 船用燃气轮机

至于辽宁舰,因为使用蒸汽轮机的关系,所以反应肯定是慢了。原因很好理解,蒸汽轮机要先利用重油将锅炉里的烧开,并加压使蒸汽达到超临界状态,然后让高温高压的蒸汽推动涡轮透平做功。而慢就慢在烧开水的过程上了。因此一般情况下,为了在值班状态下能做到快速反应,即便是停靠在军港锅炉也是不能熄火的。

这样就带来两个问题,一个是经济性的问题。如果是核动力航母倒还好,反正铀燃料棒可以连续烧40-50年,但是常规动力航母用的是实实在在的重油燃料。还有一个是人力投入的问题。由于锅炉不能熄火,所以动力兵一直要处在值班状态,无疑是增加了人员投入。而且烧重油的锅炉容易积碳,也要经常保养,不然因为传热能力下降也会影响动力(参考库兹涅佐夫号)。因此尽管燃气轮机低速航行时经济性不好,但是就凭它停船时不用烧油,启动速度快这一项,它也必然要淘汰掉蒸汽轮机了。

库兹涅佐夫级航母的蒸汽锅炉,这保养能力不敢恭维

辽宁号航母的锅炉兵


纸上的宣仔


启动辽宁舰航母需要10个小时,启动055型驱逐舰只需要几分钟就行。辽宁舰和055大型驱逐舰的动力系统完全不同,辽宁舰是使用蒸汽轮机,055大型驱逐舰使用的是燃气轮机。对比辽宁舰和055大型驱逐舰的启动速度,其实可以说就是蒸汽轮机和燃气轮机的性能对比。

辽宁舰装备有4台TB-12型蒸汽轮机,蒸汽轮机的主要工作原理就是通过燃烧重油,将锅炉内的纯水烧开,形成高温高压的水蒸气,水蒸气推动汽轮机运转,再通过传动轴带动航母螺旋桨旋转,航母才能进行航行。所以,辽宁舰的启动速度主要取决于蒸汽轮机什么时候能够产生足够的高温高压的水蒸气。重油燃烧将纯水烧开的时间就是辽宁舰的启动时间。有资料显示,辽宁舰如果是在完全停航的状态下重新启动蒸汽轮机,要等锅炉的水充分加热,整个系统达到功率峰值时至少需要10个小时。

除了启动时间长、响应迟缓,蒸汽轮机还存在着体积大、管路设备复杂等缺点。不过,蒸汽轮机也是有它独特优点的,那就是蒸汽轮机的功率大、燃油效率高、可以使用重油等比较“粗糙”的燃料,让航母航行成本低。

055大型驱逐舰采用的是燃燃联合动力(COGAG),装备有四台GT25000燃气轮机。燃气轮机的优点非常巧合的一一对应了蒸汽轮机的缺点。例如燃气轮机的体积小,相同功率时燃气轮机的体积只有蒸汽轮机的1/5~1/10。此外,燃气轮机也没有庞大复杂的蒸汽管路,所以日常维修保养工作非常便利,可靠性更高。

更为重要的是,燃气轮机的启动速度非常快,1-2分钟即可达到最高工作功率,舰艇可以随时启动出航,在航行过程中加速响应也非常快,可以应对很多突发情况,启动航行能力完全不是辽宁舰可以相提并论的。

当然,燃气轮机也有缺点,那就是技术复杂、价格昂贵。此前中国一直无法攻克大功率燃气轮机的技术,051系列驱逐舰只能使用蒸汽轮机作为动力系统,后来中国通过引进乌克兰的UGT-25000燃气轮机,再参考借鉴美国的LM2500型燃气轮机,最终研发出性能毫不逊色的GT25000燃气轮机,大量装备到052D、055驱逐舰上。


科罗廖夫


辽宁号在港启动时间比较慢那是必然的,因为这是一艘采用4台蒸汽轮机作推进动力的6万吨级航母。

所谓的蒸汽轮机,通俗来讲就是将锅炉内的冷水加热以后,能形成水蒸气,水蒸气产生动能转换为涡轮转动的动能,比泰坦尼克号邮轮上单纯烧煤的单级往复式蒸汽机热效率要高出许多。

那么,辽宁号航母锅炉内的水加热,是用柴油作为点火燃料,点燃以后再烧重油,将水烧开产生大量水蒸气。

仅将舰上锅炉内数十上百吨的水烧开,就需要耗费大量的时间和重油,柴油仅是点火用的,倘若纯燃烧柴油,那航母仅消耗燃料的成本就非常高昂,就选择了燃点低、黏度高,且价值低廉的重油作为主要燃料。

所以,要将一艘长304米,宽75米,满载排水量达到了6.万吨采用蒸汽轮机作推进动力的航母启动,最起码要耗费10个小时,正因为辽宁号航母启动不易,平常会将锅炉内的水保持一定的稳度,出航时添油加火,启动时间就会大大缩减。

相比与蒸汽轮机舰艇启动的不易,055型驱逐舰启动就十分方便,估计10分钟内就能搞定了,相比辽宁号航母动辄10余个小时的启动准备时间,是不是太过方便。

因为055型万吨大驱采用了4台UGT 25000燃气轮机,尽管燃气轮机的启动也是一个比较复杂的过程,但相比蒸汽轮机来说,当然是要方便快捷多了。

在机组启动之前,需要一系列准备工作,且要求各种辅助设备处于正常工作状态,启动机带动机组转子,燃料室点火以后,燃烧室喷蒙燃料,被压缩后的空气温度升高与燃料进行更猛烈的化学反应转子开始加速,推动涡轮机械连续做功,就赋予了舰艇强大持续的动力。


国平军史


首先要说的是启动航母是几个小时的说法本身就是错误的。

辽宁号上用的是КВГ-4锅炉。对这个锅炉的结构咱们先说一下:

上图是锅炉的外观,图片左上角的部分是锅炉的水箱,水箱中的水其实没多少。

再看下锅炉的构造:

КВГ-4是一个重油锅炉,水箱内的水经过管路在路体内循环进行预热,通常水箱内的水保持在180度的温度上,这已经算是高温高压了。在需要产生蒸汽的时候,水箱内的高温水会喷淋到锅炉右侧的三个蒸汽发生器鳍片上。这时高温高压的水蒸气就可以从锅炉右边顶部的蒸汽通道输出出来。输出的蒸汽温度大约为350度左右。


在航母冷启动的时候(出厂、更换锅炉、大修完成等状态)需要对整个水箱的水加热,加热时间其实也就是5-8小时。而在平时停泊的时候航母并不会停止锅炉的运作,只是“小火煨着”水箱罢了,这时只要给蒸汽发生器的鳍片生火加热就可以立刻产生蒸汽,整个过程不会超过一个小时。

只要有蒸汽,其实就可以驱动上面的蒸汽轮机将航母开起来了。


航母的动力启动其实就是这么简单并没有很多人所说的十几个小时那么夸张。同时要注意的一点是,航母启动过程中会有不同岗位对航母上不同设施进行启动检查,很多机师要报告 压力好、供电好、导航好……这是一个相对费时间的流程,但也可以在十几分钟内完成。


而055用燃气轮机驱动其实速度会更快。

船用燃气轮机从外观上看其实和喷气发动机区别并不大,也是燃气带动燃气涡轮旋转获取驱动力的装置。

055大驱上用的是QC-280ICR间冷燃气轮机:

船用燃气轮机启动时间其实很短,这点和一般的商用燃气轮机不同,例如西门子最大的商用发电系统SGT5-8000H这种类型的超大输出功率(375MW)的燃气轮机启动也仅仅需要40分钟。对比28MW的QC-280ICR燃气轮机(055D上面的间冷燃气轮机),其实启动时间则更是短到了3-5分钟。

而且这个时间是从冷启动到全功率输出状态的时间。


基本上就是这样了,所以055D这样的全燃气轮机军舰从下达出港命令到全部启动起来连一个小时都用不了。


军武数据库


辽宁舰是我国首艘航母,采用的动力系统是4台单机功率达到45000马力的TB-12蒸汽轮机,8台增压锅炉。蒸汽轮机具有单机功率大,结构简单,造价低,寿命长,大修期长,对燃料要求低,不挑食等优点,但是其最大的缺点就是体积大,启动耗时长。

▲夜幕中的辽宁舰

辽宁舰启动分三步走:第一步点火;第二步,加热锅炉;第三步,蒸汽轮机转动带动螺旋浆,航母启动完成。

第一步,点火。别看就是个点火,也是不容易的,一般舰船(柴油机动力,燃气轮机动力)使用的燃料都是柴油,柴油的闪点只要达到55℃以上就能被点燃。而辽宁舰使用的燃料是重油,由于重油粘稠性能强,闪点高,达到180℃-330℃,是不容易直接被点然的,所以要想先点燃重油,必须先使其达到闪点的温度。如何达到重油闪点温度嗯?辽宁舰首先是通过燃烧柴油来加热重油,使其具备流动性,然后通过管道将重油输送到正在燃烧的柴油当中来引燃重油。整个点火过程需要使用150吨柴油,仅这个点火就需要耗时数个小时,辽宁舰所携带的300吨柴油只够2次点火的。

▲辽宁舰点火

重油点火这么麻烦,为何不用其他燃油呢?主要还是因为重油价格便宜,热值高,安全性好等特点,所以从各方面考虑,常规蒸汽动力航母一般都是用重油作为其燃料,包括俄罗斯的库兹涅佐夫号,印度的维克拉马蒂亚号航母都是如此。

第二步,加热锅炉。重油完成点火后,开始对8台锅炉加热,辽宁舰8台增压锅炉装有近百吨蒸馏水,要想将近百吨蒸馏水烧开并使水蒸气达到400℃以上自然需要时间,同样这个烧水过程耗时需要数个小时以上。

▲辽宁舰的锅炉

第三步,蒸汽轮机转动带动螺旋浆推进。锅炉加热完成,高温高压的水蒸气冲击4台燃气轮机的叶片,使其旋转,然后通过传动装置带动螺旋浆转动,从而推动辽宁舰前进。以上从开始的点火到螺旋浆转动。整个辽宁舰启动过程需要至少十个小时以上,这也是为何我们经常看到002航母在海试前两天烟囱就开始冒烟,其实这是为启航做准备,重油要点火,锅炉要预热都需要时间,可以看得出采用蒸汽动力系统的辽宁舰和002航母的确启动耗时长。

▲002航母还是前1-2天会开始点火加热锅炉

当然,以上所说的启动是完全的冷启动,实际上辽宁舰为了保持战备状态,除了返厂维护升级外,一般是不会完全熄火的,其动力系统会一直保持较低状态运转,使锅炉保持一定温度,虽然会消耗掉部分燃料,但一旦需要出动时可以节省不少时间。

055驱逐舰随走随停

005驱逐舰启动相对于辽宁舰则要快得多了,055使用的是燃气轮机动力系统,所用的燃料是柴油,通过燃烧柴油产生的高温高压气体来推动燃气轮机叶片高速旋转,再来带动螺旋浆转动。其工作方式和辽宁舰上的完全不同,由于柴油燃点低,可迅速燃烧,不需要加热锅炉,所以055级驱逐舰整个启动只需要几分钟,基本可以随停随走。正是由于燃气轮机具备这样的优点,所以英国女王级,印度的国产维克兰特号航母都采用燃气轮机作为其动力系统。

以上全文完,感谢阅读,欢迎大家留言讨论,关注军备时刻头条号,还有更多精彩内容哦。


军备时刻


055型驱逐舰用的是燃气轮机为动力,这种动力装置最大的优点就是启动快,可以达到“随时启动随时走”的能力,1小时之内离港是没有问题的。而“辽宁”舰用的是蒸汽轮机动力,他的缺点恰好就是启动时间慢,但是也没有十几个小时那么夸张。下图为某型30MW燃气轮机,被认为是QC280民用版,其实燃气轮机的体积比蒸汽轮机要小很多

先说下“辽宁”舰吧,“辽宁”舰动力系统为燃油锅炉+蒸汽轮机,这种动力组合本身就是舰船动力中最慢的。因为驱动蒸汽轮机的高温蒸汽需要达到一定的压力,这就需要燃油锅炉对水箱进行一段时间的加热。而且“辽宁”舰的锅炉使用的是重油,这种燃料虽然热值比较高且价格便宜,但是低温状态下粘度比较大,“厚重”感比较强,所以使用的时候需要进行预先预热增强流动性。这两个问题加起来就导致蒸汽轮机的舰船冷启动时间会很长,但是现在都采用增压锅炉,冷启动到运行之间的时间也就是8个小时以内,没有十几个小时那么夸张。下图为“库兹涅佐夫”号4具KVG-4型增压锅炉

而且一般只有维护检修的时候才会让锅炉和锅炉上的水箱完全冷却,如果只是正常的停泊一般锅炉都会保持低功率运行保证水箱处于一定的温度,这个时候让“辽宁”舰恢复动力一般也只需要2小时以内。

而055型驱逐舰的动力不一样,它采用的是4台QC280燃气轮机为动力,而燃气轮机的最明显的有点就是启动时间快。就像我们乘坐的飞机那样,飞机发动机从开车到可以滑行只需要几分钟时间。比如美国的LM-2500+燃气轮机,输出功率在30-34MW,他的冷启动时间小于10分钟。

还有民用的PG9171E燃气轮机,他的输出功率达到110MW以上,从完全冷却(停机72小时以上)到启动采用正常启动流程大概在20-22分钟。如果是执行快速启动程序那么启动时间缩短至10分钟,而紧急启动程序只需要5分钟。055的燃气轮机系统可以参考LM2500+的启动时间,大概在10分钟以内,甚至到5分钟左右。即便是算上检查和其他设备的启动时间,055基本上可以做到0.5-1小时内执行离港程序。


雏菊西瓜Peterpan


首先,辽宁号航母的启动时间没有十多个小时这么长。冷启动也就4-5个小时左右,热启动也就1-2个小时。055驱逐舰使用的则是QC280型燃气轮机,启动时间8分钟左右。

一般说来,民用大型燃气轮机的启动方式分为三种:一,正常启动大概用时27分钟;二,快速启动大概用时9-10分钟;三,紧急启动大概用时5-7分钟。而QC280作为舰用燃气轮机,启动时间肯定比较短,估计应该在10分钟以内。

辽宁号航空母舰使用了国产化TB-12改进型号的蒸汽轮机,冷启动时间为4-5个小时,如果将蒸汽轮机的温度保持在180°左右,启动仅需要1-2个小时而已。

由于瓦良格号航母被拖回国内前,就已经拆除了TB-12型燃气轮机,在051驱逐舰上安装的是TB-8蒸汽轮机的国产版453,而现代级驱逐舰上则安装了TB-12的升级版本燃气轮机。

现代级驱逐舰最早是在2000年加入东海舰队的,而辽宁号航母是在2005年开始改装的,2012年服役。将近10年的时间,估计我国早就把TB-12升级版蒸汽轮机的技术吃透了所以说,辽宁号航母则使用的是TB-12的国产化改进型的蒸汽轮机。
蒸汽轮机启动的过程极为复杂,首先来说,先让重油在锅炉中燃烧,加热,将水蒸发成水蒸气,水蒸气推动汽轮机,为舰船的航行提供动力。整个过程耗时太长了,近10个小时。而对于辽宁号航母来说,这么长的启动时间是必然不行。


事实上,由于现代级驱逐舰上的TB-12改进型蒸汽轮机使用了增压技术,可以将冷启动时间缩短到4-5小时左右。所以说,辽宁号航空母舰的开机时间也不会长于5个小时,况且一般情况下,也不会让发动机停机的,这么算起来的话,辽宁号航空母舰的启动时间就会更短,能在1-2小时左右。


055驱逐舰安装的QC280的启动时间自然要比蒸汽轮机短太多了。一般来说,燃气轮机的启动过程有启动前的检查,提速,点火, 暖机,加速和自持,全速这几个阶段。据有关资料介绍,而我国舰用燃气轮机的启动过程为电机起动,空气压缩,点火燃烧,涡轮升速等。从起动到慢车用时≤3分钟。


在此过程中,低压压气机的转速达到3000转/分钟。高压压气机转速达到6000转/分钟。涡轮转速则达到1000转/分钟。从点火到慢车状态时,所用时间≤1.5分钟,温度上升到500°。

而我国的舰用燃气轮机就是QC280,所以说,055的起动时间也是极短的。保守估计在8分钟以内,在红点在6分钟左右。不过我国的燃气轮机技术并不是最先进的,美国的LM2500-G4,英国的MT30都比QC280先进。(图片来自网络)


江山何沉


055驱逐舰启动只要几分钟就够了。

一个启动只要几分钟,一个启动需要十几个小时,为什么055驱逐舰的启动速度会比辽宁号航母快上那么多?这主要还是动力系统的差异导致的,辽宁号用的是蒸汽轮机,而055驱逐舰用的是燃气轮机。

蒸汽轮机的工作原理

航母用的蒸汽启动需要这三个步骤:点燃重油烧开锅炉产生水蒸气水蒸气推动轮机运转

现在的蒸气轮机都烧重油,不烧煤油了。因为重油热值高,而且燃点高不易挥发,安全性高利于保存。并且重油的价格比较便宜,性价比高,所以重油大都运用于大型蒸汽轮机锅炉及中大型船舶引擎的燃油,重油故又被叫做燃料油。

话又说回来,启动航母第一步要先烧煤油再点燃重油,因为重油燃点高,不容易直接点燃,所以锅炉点火要用煤油,之后再通过煤油燃烧重油。

点燃重油了这才刚刚开始,之后还要烧开锅炉里的水,产生足够的水蒸气才能过推动轮机运作,才能让航母动起来。据悉,烧开辽宁号的锅炉一共需要烧沸60多吨的水,只有这60多吨的水都烧开了,产生的水蒸气才够让辽宁号跑起来!辽宁号启动要十多个小时,最大的一个原因就是要烧开这60多吨水,要等到水烧开了,辽宁号的动力系统才能正常运作。

燃气轮机的运作原理

055驱逐舰用的是燃气轮机,燃气轮机发展有借鉴了航空发动机,它不需要锅炉来产生工质,而是直接将燃气和空气直接压入涡轮机去燃烧,通过燃烧产生的高温高压气体作为工质带动叶轮高速旋转,将化学能转化为机械能。

(工质:即工作物质,热机或热力设备借以完成热能与机械能相互转换的媒介物质,常见工质有:燃烧气体、水蒸汽等)

相比起蒸汽轮机要烧开大量纯水产生水蒸气作为工质驱动轮机,燃气轮机直接就可以用空气和燃料作为工质,就像汽车启动一般,这样也导致了使用燃气轮机的船舶比使用蒸汽轮机的船舶启动要快得多。

虽说如此,我认为二者没有孰优孰劣之分,各有各的好处。燃气轮机体积小,构造简单,启动快,但是产生的动力逊于蒸汽轮机,而且使用的燃料通常都是航空煤油,较为昂贵。而蒸汽轮机虽然启动很费事,但是动力足马力大,更适合驱动大型船舶,并且蒸汽轮机使用的是重油,重油的价格比较低廉,经济实惠。

如果让航母用燃气轮机会怎么样?

说了这么多,有不少朋友就会说了,如果让航母不用蒸汽轮机,该用燃气轮机会怎么样,启动速度会快到什么程度。说巧也巧,现实中正好有这么一个例子。


咱们第一艘国产的002航母采用的正式蒸汽轮机,某次出海海试,002航母从启动到驶离港口,只花费了1小时15分钟。这比起辽宁号动辄十几个小时的启动时间,差别可谓是巨大。

不仅如此,航母使用燃气轮机不会像用蒸汽轮机那样产生很大的黑烟。俄罗斯的库兹涅佐夫号航母由于欠缺保养,行驶起来总是伴随着滚滚黑烟,至于我国的辽宁舰,由于得到了较为优秀的保养维护,黑烟并不那么明显。

还有,燃气轮机比起蒸汽轮机占用舰船空间更小,腾出来的空间可以用于安置其他设备。


铲史官老李


这个问题有点意思。沐风就把自己肚子里的那点儿墨水拿出来显摆显摆。

首先来说这个问题的结果。辽宁舰从完全停止到可以正常启动,大约需要耗费10个小时的时间。而055大型驱逐舰的启动时间为1~2分钟。两者的排水量几乎相近,而且体积也相似,为什么会有如此大差别的启动时间差异呢?即便是有差异也不会如此巨大,一个是10多个小时,一个是1~2分钟,这相差了可是几百倍。

归根结底呢,还是它两者所使用的动力不同。辽宁舰所采用的是蒸汽轮机,而005大型驱逐舰则采用的是燃气轮机。

那么就来聊一聊这两者的差别或者是优劣。辽宁舰为何会使用蒸汽轮机,这就是蒸汽轮机的优点了,蒸汽轮机单机输出功率比较大,而且输出功率稳定,结构简单也决定了,蒸汽轮机装载方便,而且维修更加方便,最重要的一点就是蒸汽轮机所采用的燃料重油要比燃气轮机的柴油或者是更加便宜。作为海上巨无霸的航母,他们所消耗的燃料可是以吨来计数的。虽然有钱,但能省的地方还是要省一些。不光是因为省钱重油相对于柴油来说储存更加方便,更加安全。唯一的缺陷就是重油的难点太高不易点燃,这也是蒸汽轮机的缺陷之一,启动所耗费的时间太长。而蒸汽轮机虽然结构简单,但它的体积太过于庞大,也只有在航母这种大型平台上才会装载蒸汽轮机。

再来看一下燃气轮机。它的优点和缺点正好和蒸汽轮机倒置,燃气轮机结构精密复杂,但体积较小。燃料为柴油,所以燃气轮机就好像我们普通的家用汽车一样,只需要点火就可以启动,启动时间较短,只需要1~2分钟就可以做到全舰启动,并且整艘舰艇进入战斗状态。

既然航母的启动时间这样长。外出任务的航母在海上停泊的时候,一般都不会熄灭蒸汽轮机。只会让它维持低功率运转。这样在碰到紧急状态的时候,可以立马提升输出功率,在瞬间就可以让全舰进入战斗状态。


沐风谈兵论道


他来啦他来啦,他带着专业回答走来啦~~~大家好,关注专业回答,分享原创知识,欢迎关注兵器知识谱

辽宁舰航母在冷态启动时的确需要十几个小时,航母使用的发动机是蒸汽轮机,需要燃油长时间燃烧加热锅炉中的水,当水沸腾并产生足够压力的高温蒸汽才能驱动蒸汽轮机转动做功,因此航母的启动过程十分耗时,即便是核动力航母在冷态启动时也不会很快。

055型驱逐舰的发动机是燃气轮机,其原理与航空发动机甚至是汽车发动机基本相同,只要启动成功后即产生动力,不需要像蒸汽轮机那样等待蒸汽上升至足够压力才能启动,需要特别指出的是燃气轮机不论是冷态启动还是热态启动都是启动即转动做功,所以启动时间比航母快很多,因此有人用“像汽车那样一拧钥匙就完成启动”来形容燃气轮机的启动速度。

实际中055型驱逐舰真的有那么快吗?答案是否定的,首先我们必须承认燃气轮机的启动速度的确比蒸汽轮机快得多,但是这个“快速”同样是需要一个过程的,并不是大家想象当中那样“拧钥匙”就启动好了,而是不低于27分钟(国产QC280型舰用燃气轮机),而且前提还是温态启动,如果是冷态启动,这个过程不会低于40分钟,甚至一个小时。

▼下图为俄罗斯“现代”级驱逐舰舰的燃气轮机控制舱,像极了火力发电厂的监控室,请忽略那几把破椅子。

舰用燃气轮机的启动和停机都是一个十分复杂的操作过程

燃气轮机的启动可分为冷态启动、温态启动、热态启动三种状态,冷态启动指的是停机时间超过72小时的启动状态,此时燃气轮机各部件均处于冷行程,在该状态下启动时发动机个金属部件将会承受巨大的热冲击,金属性能会发生较大的变化,因此冷态启动需要一个热机过程,而这个过程就相对耗时。

稳态启动是指停机时间在72小时以内,此时燃气轮机各部件仍处于温热状态,各部件在启动时受到的热冲击应力较小,热机过程相对较短,因此启动时间就比冷态启动短。

热态启动是指停机时间不超过10小时,这时候燃气轮机各部件一直处在适应状态,启动后不需要热机,功率提升较快,启动后燃气轮机可在短时间内将功率提升至设定值或最高值。

燃气轮机的结构与航空发动机相似,因此部件也十分精密,材质十分讲究,因此启动是一个十分繁杂的过程,在启动过程中其主要零部件(比说转子)的受力状态和金属温度分布会发生很大的变化,比如各部件受到热应力、热疲劳、热变形以及转子和气缸在受热状态下产生的胀差、机组震动等等因素的影响,为了减少这些因素对整个机组发挥性能,而这些便是制约燃气轮机启动速度主要因素,另外值得一提的是——燃气轮机停机操作的复杂程度基本上与启动相同!

▼下图为“朱姆沃尔特”级驱逐舰使用的MT30型40兆瓦燃气轮机,它的精密程度不亚于航空发动机。

舰用燃气轮机的启动方法简介

航母的蒸汽轮机启动时间需要十几个小时的原因是冷启动造成的耗时,那么诸如055型驱逐舰这种使用燃气轮机的舰船冷启动究竟需要多长时间呢?下面我们就以055型驱逐舰所使用的国产QC280型舰用燃气轮机为例来演示其冷态启动流程。

第一步、启动前的检查

与飞机启动航空发动机一样,第一步就是启动前的人工检查和系统检测。人工检查的方式主要以环机检查为主,即士兵通过肉眼来观察机组的外观特征是否正常,内容包括检查转动各部件的润滑情况、各部件、管线连接情况、油、水、气、电有无跑冒滴漏情况,循环水、液压油的温度、压力等。

环机检查完毕后通过对讲机通报控制舱士官后即可进入系统检测阶段,控制舱的第一组操作士官们在接到军官主任工程师下达的“系统检测”指令后启动计算机控制系统,用鼠标点击显示器上显示的总机控制面板上“就地/远程/0位控制”键选择“就地”,然后点击“检测/操作”键选择“检测”;接着第二组操作士官将显示器上的发电机控制面板上的“闭锁/操作A”键调到“操作”,将“闭锁/操作B”键调到“操作”;最后是第三组操作士官将起动机控制面板上的“START/STOP”控制等点亮。所有系统进入自检状态无异常后报告军官主任工程师,军官主任工程师在工作票上签字以后即代表启动前的检查工作完成。

▼下图为燃气轮机电脑控制系统控制面板截图,不得不承认我国已经实现了燃气轮机国产化,但是控制程序目前还是使用着西方国家开发的系统,望系统也能实现国产,至少实现汉化。

第二步、启动燃机

军官主任工程师下达“启动A号机组”命令后,所有控制面板均将按钮调至“操作”键,然后由第三组操作士官用鼠标点击“START engA”键,起动机带动燃机转子转动,A号机组油路给油并点火;如果军官主任工程师下达的命令是“启动所有机组”,第三组操作士官用鼠标点击“START botH”键,此时所有机组将按照电脑设定程序依次给机组供油点火启动燃机。

点火成功后第三组操作士官关闭起动机,此时燃气轮机开始进入低速运行状态进行热机,即“慢车”状态,当燃机转速到达“慢车”设定转速后,第一组操作士官需要将控制面板上的“Manual/Auto”键上选择“Manual”键,使系统处于手动控制状态,然后军官主任工程师下达“环车检视”指令,动力舱士兵们开始第二次人工检查。

待确认机组运行无异常后,第一组操作士官将按钮调回“Auto”键上,使系统进入自动状态,机组开始进入10分钟的暖机时间,在暖机状态下燃机转速不超过最高转速的15%,暖机结束后系统开始逐渐提高给油量,使燃机转子的转速呈线性上升,直到转速提升至45%,这个过程大约耗时17~20分钟。

如果整个过程一切正常,军官主任工程师即可向舰长报告“动力系统就绪”,此时驱逐舰就可以开动出港了,但是航速不会超过15节,一旦转速提高到100%以后055型驱逐舰就可以在海上用34节的高速航行了,只不过非战时状态100%的转速仅限于调试,一般不超过15分钟就需要下调至60%~80%的正常转速。

▼下图为冒着黑烟驶离港口的“现代”级驱逐舰,许多“二把刀”军事专家曾因此打呼:瞧,只有落后的军舰才会冒黑烟,殊不知全世界的军舰在启动阶段和提功率阶段都会冒这种黑烟,冒黑烟是燃气轮机在低转速运转时的固有特征,没有例外。

综上所述我们可以得出这样一个结论:尽管驱逐舰所使用的燃气轮机的启动时间比航母所使用的蒸汽轮机启动所需时间大大缩短了许多,但是启动操作依旧十分复杂,冷态启动所需时间不低于40分钟,温态启动时间不低于27分钟。当然了,舰用燃气轮机还有两种启动时不超过17分钟的启动状态,即热态启动和紧急启动,热态启动的条件是燃机关机时间不超过10个小时,在这种状态下转子转速的提升是比较快的,理论上不超过17分钟就能将转速提高到45%;紧急启动状态则是在战时发生紧急情况下使用的应急手段,即燃机在冷态下转子刚刚达到15%的转速就要求输出扭矩,使舰只获得最基本的动力,并在航行中快速将转速提高到100%,这样的启动方法所需时间也不超过17分钟,但是平时是不允许这么搞的,它只存在于“战时应急预案”中,因此我们也真心祝愿055大驱永远都不会启动这种应急方案。

▼下图为052D型驱逐舰正在测试32节最高航速,055大驱的最高航速则达到了34节,当QC280型舰用燃气轮机转速提到100%时可输出50兆瓦的功率。


分享到:


相關文章: