有消息稱，華電GE合資的華電通用輕型燃機設備有限公司將首期投資1億美元，主要生產航改型燃氣輪機；GE將轉移部分部件生產的核心技術，并逐步提高產品的國產化率。除組裝與測試外，新的合資公司還將負責引進通用公司LM2500+G4、LM6000PD兩款機型的銷售、售后/現(xiàn)場等一系列服務。

　　據(jù)悉，WR-21型船用燃氣輪機是目前唯一的一型中冷－回熱式復雜循環(huán)船用燃氣輪機，它是根據(jù)美海軍合同并得到英國、法國財務支持，迄今耗資約4.8億美元，歷時超過8年所開發(fā)的新一代機型，羅·羅公司稱WR-21是目前“世界最先進的船用燃氣輪機”。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多臺，占據(jù)了世界艦船燃氣輪機的絕大部分份額，目前，用于艦船推進的LM2500和LM2500+燃氣輪機的總運行時數(shù)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。

　　中冷－回熱循環(huán)燃氣輪機

　　WR－21這種帶中間冷卻－加熱（ICR－IntercooledRecuperatedCycle）的復雜循環(huán)燃氣輪機比目前普遍采用的簡單循環(huán)船用燃氣輪機多了一個中間冷卻器和一個回熱器。研究表明：中、高壓比的中間冷卻－回熱循環(huán)燃氣輪機，具有提高壓比、提高熱效率、增加輸出功率的特點。WR-21研制證明：WR-21的杰出性能得益于其三項獨有的特點：

　　位于低壓壓氣機和高壓壓氣機之間的中間冷卻器，對進入高壓壓氣機的空氣進行冷卻，減少了高壓壓氣機所需的功率，改進高壓軸的效率并增加約25%的發(fā)動機輸出功率。

　　回熱器將排氣余熱予以回收利用，對進入燃燒室的燃氣進行預熱，明顯地降低了燃油消耗率。實際運行表明：尺寸相同的高壓透平進口處的燃氣溫度如果相同，采用回熱器的WR-21燃氣輪機的燃油消耗率明顯小于常規(guī)的船用燃氣輪機。

　　第一級高壓透平采用可變幾何導葉（VAN）葉輪，隨著負荷的減少，通過透平的質量流量減少，可變幾何導葉逐漸關小，保持了恒定的透平入口處燃氣溫度，從而提高了部分負荷工況時回熱器的效率，其結果是在整個運行范圍里提高了發(fā)動機的效率，特別是在低負荷時取得令人注目的效果。實船運行表明：WR-21的回熱器加可變幾何導葉的節(jié)油效果可達30～40%。

　　WR－21主要特點

　　在ISO條件（15℃，無損失）下，WR-21輸出功率為25.2兆瓦，足以滿足護衛(wèi)艦、驅逐艦和輕型航母以及大型高速民船的功率需求。

　　經濟指標

　　WR-21是目前效率最高的船用燃氣輪機——具有柴油機的燃油耗油率指標。

　　由表1可見，WR-21最大功率（ISO條件下，25.2兆瓦）時的燃油耗油率僅為184克/千瓦·小時（135克/馬力·時）。從表2的比較可見，WR-21是迄今效率最高的船用燃氣輪機，這樣的經濟指標足以與大功率低速船用柴油機相媲美。

　　變負荷工況和低負荷工況時的經濟性

　　在部分工況時，WR-21比典型的簡單循環(huán)船用燃氣輪機也具有較高的推進效率。這樣，在使用最為頻繁的21節(jié)和17節(jié)航速（假設艦的最大航速為30節(jié)）時，與簡單循環(huán)船用燃氣輪機相比，WR-21可節(jié)約燃油分別為27%和30%。即使在約11節(jié)航速的低負荷時，WR-21節(jié)油竟可高達40%。對于要求在這種航速游弋或在更低航速的拖曳聲吶工作狀態(tài)下的運行，則意味著有可觀的節(jié)油效果。

　　在11～25.2兆瓦（即自其44%到最大工況）運行范圍里，其燃油耗油率指標近乎相同。對于發(fā)動機直接驅動的推進方式，提供了在很寬的運行范圍里的運行經濟性。羅·羅公司稱，這是WR-21所特有的運行圖譜，與簡單循環(huán)燃氣輪機相比，WR-21用于發(fā)電機組的原動機時，其平坦的燃油耗油率特別適合于綜合電力推進（IFEP或IPS）系統(tǒng)。

　　艦船推進系統(tǒng)配置新理念

　　WR-21具有巡航機與加速機的特點，結合到典型的艦船功率－效率圖譜，就有望取代原來所必須的4到8兆瓦左右的巡航柴油機/燃氣輪機。取消巡航發(fā)動機不僅帶來推進系統(tǒng)的初始投資方面的節(jié)省，而且無疑將騰出寶貴的有效艙容。不論對艦只還是民用船舶，都將帶來巨大的好處，無疑將對簡化機艙設備和系統(tǒng)、改善機艙布置和艦船的總體設計帶來創(chuàng)新的局面，從而增加艦的有效載荷和全面提升民用船舶的潛在收益。

　　數(shù)字控制器/傳感器

　　WR-21配置了目前最新的數(shù)字控制器/傳感器，它具有以下特點：

　　●由雙以太網通道提供WR-21和艦船之間通訊靈活性。

　　●包括一整套運行監(jiān)測與發(fā)動機趨勢傳感器，提供工程技術人員用以分析性能、研究趨勢和按計劃之維護所必須的資料。數(shù)字控制器的任務是在故障發(fā)生之前能通過預測故障來減少停機。在正常運行期間，該系統(tǒng)自動地監(jiān)測數(shù)百個系統(tǒng)參數(shù)，其中12個參數(shù)是評價發(fā)動機安全運行的關鍵參數(shù)。

　　●遙控設施采用虛擬機械環(huán)境（VME）的結構，主機為目前所流行的以奔騰為基礎的CPU的商用機。使用中，經一個與能用以太網接口相聯(lián)的筆記本計算機能實現(xiàn)對主機進行機旁操縱和隨機診斷。通過控制系統(tǒng)中的遙控插頭，該數(shù)字控制器適合于全船計算機環(huán)境并且可以在船上的任何地方實施故障診斷。

　　筆者認為，有了這樣的VME將是WR-21及其周邊環(huán)境的監(jiān)控和故障診斷的能力的保障，也是虛擬現(xiàn)實（VirtualReality，簡稱VR）在艦船推進領域里的第一次應用，是值得關注的。

　　結構緊湊

　　鑒于WR-21有其獨有的中間冷卻器、回熱器及其管系、附件，勢必要比簡單循環(huán)燃氣輪機增加更多的空間與重量。但WR-21的設計布局巧妙、結構緊湊。題圖可反映出其緊湊的外形。特別值得一提的是，它的獨特的中間冷卻器和燃燒室的設計。中間冷卻器由10個扇形體的銅－鎳鰭片的板式空氣/淡水（系淡水和乙二醇1:1配比）熱交換器所組成。通過緊湊的設計和氣流良好的組織，將這10個扇形體呈環(huán)形布置在燃氣發(fā)生器轉子的外圈的360度環(huán)形空間內。燃燒室則由9個經流式火焰筒燃燒器所組成。它們在高壓壓氣機的外圈的360度空間內呈輻射狀布置。上述這二個設計有效地縮短了ICR換件的軸向尺寸。WR-21有著與LM2500模件完全相同的長度、寬度，其最大高度處僅比LM2500模件高出1.74米。應該說，為了獲得回熱所帶來的巨大收益，這些付出是值得的。通過適當?shù)目傮w設計，即使是排水量在3000噸以上的護衛(wèi)艦，也是可望解決其布置問題的。一般來說，民用船舶就不會存在無法布置的局面。

　　排放指標

　　進一步降低發(fā)動機的排放指標是柴油機、燃氣輪機研制中必須面臨的問題。羅·羅公司稱在WR-21燃氣輪機上已經采用了其處于領先地位的清潔燃燒技術。WR-21則在保持杰出性能的同時還滿足了當前和預見的關于NOx和CO排放的標準。

　　LM2500燃氣輪機由TF-39航空渦輪風扇發(fā)動機改裝而成,技術先進,性能可靠。大修時間長達15000小時。LM2500燃所輪機為單循環(huán)，雙軸旋轉式燃氣輪機。它由1臺燃氣發(fā)生器及1個動力渦輪構成。電液壓啟動系統(tǒng)可在60秒鐘內使渦輪由冷車狀態(tài)運行至空載轉速。LM2500燃所輪機放在一個隔聲/熱罩內，該罩可使燃氣輪機運行時機艙噪音得以減弱，并可阻止燃氣輪機與外部環(huán)境之間的熱交換。罩上安裝有通風管以利于燃氣輪機散熱。LM2500燃氣輪機的總輸出功率為17兆瓦.

　　在南海局勢如此緊張的情況下，中方花重金買下美國通用LM2500燃氣輪機生產技術，不免讓人有些聯(lián)想。這是否又是中國在大力發(fā)展軍事上耍的“小心思”。想要一展大國雄風，還是一場令人愕然的“陰謀”？

      不管美國出售給中國的LM2500型艦用燃氣輪機是否存在缺陷，我們都要相信中國的“山寨”能力，以及“復原”能力。（竹寺）

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