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船舶燃气轮机与涡轮增压器性能优化

发布日期:2024年03月29日 17:21 作者: 访问量:

集美大学的船舶燃气轮机和涡轮增压器研究团队旨在建立适用于大型发动机的船舶增压器研发试验平台,填补我国目前缺乏介于大学的微小型研究型试验台和企业出厂验证型大型试验台之间的中试级别试验平台的空白,并在此基础上延伸发展成为小型船舶燃气轮机研发试验平台,为未来氢能、氨能等绿色船舶动力开辟新的发展方向。

增压器是民用船舶柴油机的核心关键部件。在船用柴油机中,与燃气轮机技术一脉相承的涡轮增压器可提高柴油机功率20~50%、降低油耗5~10%,已成为世界各大船用柴油机公司节能和减排的重要战略措施和核心关键技术。遗憾的是,我国船用增压器技术长期以来主要靠技术引进、仿制制造为主,国内的船机增压器市场95%被ABB、MAN、三菱等国外增压器公司所垄断。我国是造船大国,也是航运大国,巨大的增压器市场几乎完全受制于人。突破此项卡脖子关键技术对发展国家水路运输和增强海洋军事力量具有重要意义。

燃气轮机的发展代表着国家重大装备制造业的总体水平,是国家高新技术与科技实力的重要标志之一。舰船燃气轮机将是我国军用舰船的主流动力。目前,世界上只有美、英、俄、德、法、日等少数国家具备独立研制燃气轮机的能力。舰船燃气轮机具有尺寸小、重量轻、功率大、机动性好、效率高、运行平稳、操作简单、维护方便和工作可靠等许多优点,因此其发展速度很快,装舰数量与日俱增。世界军事强国都对舰用燃气轮机的发展特别关注并给予专门支持。未来在我国海军作战体系中,应用燃机的新型舰艇将以驱逐舰和护卫舰为主。在民用领域,尽管目前船舶动力的绝大部分市场被柴油内燃机占据,但面临越来越严格的尾气排放要求和综合电推进的发展趋势,船舶燃气轮机的角色也变得越来越重要。燃气轮机可以适应多种不同燃料,不仅可以用传统液态燃料,还可以用气态清洁燃料如LNG、甲醇、乙烷等,更可以用双燃料,在液态和气态燃料中根据需要灵活切换。NOx排放可以低至10ppm以下。市场潜力巨大。

集美大学的船舶燃气轮机和涡轮增压器研究团队拟建设一个以国产中速大型柴油机为核心的柴油机性能试验平台,和一个既能够测试自主开发的压缩机/涡轮/燃烧室等三大核心关键部件性能,又能够测试压缩机+涡轮+燃烧室的系统组合性能的涡轮增压器/小型燃气轮机试验平台。这些试验平台将能够减缓目前我国缺乏大中型的以自主研发为目的测试平台的窘境,打开增压器和燃气轮机行业长期以来依赖进口或以逆向工程为主的症结,为实现核心关键技术的自主可控做出贡献。

研究团队现在和将来都以面向国民经济主战场作为建设宗旨,推动所发展的技术在蒸汽膨胀机/压缩机、超临界CO2布雷顿循环、大流量氢气压缩机等领域的示范和推广,在节能环保、太阳能/核能利用、氢能等领域发光溢彩。

研究团队负责人曾获得多个国家级项目资助,以及国外多个知名学术机构的荣誉,发表论文130余篇,专利数十个。现有产业化成果包括:百千瓦级别微型燃气轮机(上海市科委重点项目,已有数十台商业案例);蒸汽向心涡轮机(福建省科技厅产学合作项目,已在某企业建成样机并开始运转);高压蒸汽压缩机(样机已经完成,等待第一次示范)等。

研究内容:

(1)先进船舶氨燃料动力技术研究;

(2)绿色能源氢气压缩机研究;

(3)航空发动机新增压原理压气机研究;

(4)工业蒸汽向心涡轮研究;

(5)船用柴油机清洁燃烧技术研究。

科研团队领头人:林峰教授

硕士导师:林峰(教授)、马婧媛(副教授)、陈智洋、郭峰

联系人:马老师(13400758441,微信号 Ma15704615808)陈老师(15389406856)

邮箱:202161000021@jmu.edu.cn