第七百六十六章 第二代渦輪燃氣動力裝置
更新時間:2020-07-20 作者:安溪柚
騰飛我的航空時代 第七百六十六章 第二代渦輪燃氣動力裝置
D—40T型工業燃氣輪機是騰飛集團D—30小型工業燃氣輪機之后推出的新一代工業燃氣輪。 其技術起初來源于改進型安—26和運15所配備的WD—46ML型渦輪螺旋槳發動機以及運15plus上的WD—48SM型渦輪風扇發動機。 屬于典型的航改機，正因為如此，D—40T型工業燃氣輪機的核心機與WD—46ML型渦輪螺旋槳發動機和WD—48SM型渦輪風扇發動機相同，加上騰飛集團在工業燃氣輪機方面做了相應的調整，因此D—40T型工業燃氣輪機最大發電功率達到3200千瓦。 配合蒸汽輪機使用可以做到10兆瓦級別的發電規模。 就功率而言，D—40T型工業燃氣輪機并不突出，將將擦了個中型燃氣輪機的邊兒，甚至還不如已經在海軍中得到廣泛應用的D—50船用燃氣輪機。 然而功率弱小的D—40T卻在技術上領先D—50等同類燃氣輪機整整一代。 這從他們的整體質量就能看得出來，同樣是三千千瓦級別的燃氣輪機，D—40T要比D—50減輕了21.5。 相較于GE或三菱的同類機型也要輕12左右。 單位功率之大，在同級別的工業燃氣輪機當中屬于拔尖兒的，這主要得益于騰飛集團將近些年最重要的航空動力成果應用到D—40T型工業燃氣輪機上。 其中就包括前段時間莊建業想能源部門展示的整體式寬弦空心葉片葉盤，為此騰飛集團航空設備事業部專門開發了配套的線性摩擦焊焊接機，從而解決了寬弦空心葉片與轉子無縫連接的問題。 莊建業當初向能源部門展示的NB—250便是線性摩擦焊焊接機的成品。 說起線性摩擦焊就不得不說這類焊接的基礎大類摩擦焊，當年騰飛集團還是二十三分廠時賴以起家的技術便是莊建業、彭川在永宏廠時研究出的銅鋁管摩擦焊接工藝，之后由小人雪糕轉型制冷設備變得易于這個技術的應用。 之后騰飛集團經過歷次轉型，摩擦焊接工藝逐步拓展的同時，深入的研究與挖掘并沒有中斷，尤其是彭川這個設備方面的專家，有著非常執著的念舊情節，一直在摩擦焊方面默默耕耘。 特別是在跟H公司交流期間，彭川獲得大量國外關于摩擦焊的最新動態，其中就包括了線性摩擦焊和攪拌摩擦焊這兩類航空航天工業中潛力巨大的焊接新工藝。 結合自身在摩擦焊上的造詣，以及騰飛集團每年海量的資源投入，彭川便義無反顧的撲向了摩擦焊接工藝的攻關上去。 幾年的時間下來取得大量成果，NB—250便是最典型的代表。 不同于傳統的摩擦焊，線性摩擦焊可以焊接形狀更復雜，材料性質更苛刻的部件，且焊縫質量與部件材質等同。 更關鍵的是線性摩擦焊可以在常溫下進行，無需復雜的真空環境和昂貴的填充材料，正因為如此，效率和使用成本較之五軸或七軸聯動，真空電子束焊接等工藝要更高效，更劃算。 不出意外的話，將是未來航發和燃機氣壓機、風扇、機匣乃至飛機復雜連接部件兒的核心制造技術。 正是得益于NB—250線性摩擦焊焊接機的優異性能，騰飛集團在航空動力上一舉突破了整體式寬弦空心葉片葉盤這個世界性航發制造難題，從而令D—40T型工業燃氣輪機整體質量下降的同時，氣壓機的空氣壓縮效率提高了4倍。 也正因為如此，D—40T型工業燃氣輪機讓李通構想的煤化工體系發揮出最佳的功效，因為超強的壓縮空氣可以跟粉碎成5到50毫米大小的煤粉充分結合，如此才能在進行充分燃燒，從而生成純度更高的煤氣。 當然，光有高超的氣壓機生產技術并不能解決工業燃氣輪機在煤化工領域的關鍵問題，如何提高渦輪前溫度，提高渦輪在高密度固體顆粒中的使用壽命這才是整套煤化工體系中的技術核心。 事實上不止是煤化工，就是在其他領域航發和燃機的核心同樣是提高渦輪前溫度以及提高使用壽命。 在這方面騰飛集團已經布局了幾年，也取得了一些成果，比如說氣膜冷卻技術，再比如說鋁鈦合金這類耐高溫材料的研制。 但這些技術要么已經達到了技術上的極限，要么距離應用還遙遙無期，當然兩者中間的提高辦法，騰飛集團同樣有研究，比如說耐高溫陶瓷噴涂技術，即在渦輪和渦輪葉片上涂一層陶瓷耐高溫層，使得渦輪的高溫承受力增加。 然而就是這么一個涂層結構，騰飛集團下屬的材料研究院聯合國內數所大學和科研院所搞了五年多，試驗了上千種材料和工藝，愣是突破不了其中的關鍵技術。 不是陶瓷涂層在高溫中板結脫落，就是在渦輪高速運轉下出現皸裂崩潰。 這也是為什么騰飛集團這些年只是圍繞HX—4—1型核心機打轉轉的原因，不是不想再進一步推出更先進的中等推力發動機以及E級、F級重型工業燃氣輪機。 主要還是因為渦輪的整體技術跟不上，渦輪前溫度無法增加，導致騰飛集團的渦輪燃氣動力裝置遇到了無法逾越的瓶頸。 本來這一切還不知道猴年馬月能解決，莊建業也準備就著現有的航發生產能力在茍個五年、十年，等著國內整體技術水平再上一個臺階，屆時在尋求突破。 結果找上門來的李通在了解騰飛集團在渦輪燃氣動力裝置上的困境后，突然詫異的問莊建業等騰飛集團的技術決策層：“既然陶瓷基材料與鎳基合金合不來，為什么不在兩者之間增加一個過渡層？就好像大白兔奶糖，外層的蠟紙下還隔著一層可以食用薄皮，既能固定住奶糖，又不至于讓蠟紙的蠟層侵染糖果。” 正可謂一語驚醒夢中人，過去數年騰飛集團都在致力于陶瓷基涂層直接噴涂到鎳基合金上，卻沒想到中間需要做個過渡層，直到聽了李通的提示，這才發現似乎以前的做法真的是錯了。 于是立刻按照李通的思路進行研究，經過兩年的攻關終于研制出CoCrAlY涂層，即所謂的鈷基超高溫合金涂層，高合金涂層熔點為1425攝氏度，可在一千到一千二百八十攝氏度之間正常工作。 且具備很強的硬度和耐久。 更重要的是CoCrAlY涂層可以適配多種陶瓷基耐熱涂層材料，兩者結合，渦輪溫度數字瞬間大幅度提升。 正是有了這些突破性的技術成果，D—40T型工業燃氣輪機的渦輪前溫度才會達到驚人的1250攝氏度，從而完成技術跨越成為騰飛集團第二代渦輪燃氣動力裝置的初始型號。 騰飛我的航空時代 第七百六十六章 第二代渦輪燃氣動力裝置
D—40T型工業燃氣輪機是騰飛集團D—30小型工業燃氣輪機之后推出的新一代工業燃氣輪。 其技術起初來源于改進型安—26和運15所配備的WD—46ML型渦輪螺旋槳發動機以及運15plus上的WD—48SM型渦輪風扇發動機。 屬于典型的航改機，正因為如此，D—40T型工業燃氣輪機的核心機與WD—46ML型渦輪螺旋槳發動機和WD—48SM型渦輪風扇發動機相同，加上騰飛集團在工業燃氣輪機方面做了相應的調整，因此D—40T型工業燃氣輪機最大發電功率達到3200千瓦。 配合蒸汽輪機使用可以做到10兆瓦級別的發電規模。 就功率而言，D—40T型工業燃氣輪機并不突出，將將擦了個中型燃氣輪機的邊兒，甚至還不如已經在海軍中得到廣泛應用的D—50船用燃氣輪機。 然而功率弱小的D—40T卻在技術上領先D—50等同類燃氣輪機整整一代。 這從他們的整體質量就能看得出來，同樣是三千千瓦級別的燃氣輪機，D—40T要比D—50減輕了21.5。 相較于GE或三菱的同類機型也要輕12左右。 單位功率之大，在同級別的工業燃氣輪機當中屬于拔尖兒的，這主要得益于騰飛集團將近些年最重要的航空動力成果應用到D—40T型工業燃氣輪機上。 其中就包括前段時間莊建業想能源部門展示的整體式寬弦空心葉片葉盤，為此騰飛集團航空設備事業部專門開發了配套的線性摩擦焊焊接機，從而解決了寬弦空心葉片與轉子無縫連接的問題。 莊建業當初向能源部門展示的NB—250便是線性摩擦焊焊接機的成品。 說起線性摩擦焊就不得不說這類焊接的基礎大類摩擦焊，當年騰飛集團還是二十三分廠時賴以起家的技術便是莊建業、彭川在永宏廠時研究出的銅鋁管摩擦焊接工藝，之后由小人雪糕轉型制冷設備變得易于這個技術的應用。 之后騰飛集團經過歷次轉型，摩擦焊接工藝逐步拓展的同時，深入的研究與挖掘并沒有中斷，尤其是彭川這個設備方面的專家，有著非常執著的念舊情節，一直在摩擦焊方面默默耕耘。 特別是在跟H公司交流期間，彭川獲得大量國外關于摩擦焊的最新動態，其中就包括了線性摩擦焊和攪拌摩擦焊這兩類航空航天工業中潛力巨大的焊接新工藝。 結合自身在摩擦焊上的造詣，以及騰飛集團每年海量的資源投入，彭川便義無反顧的撲向了摩擦焊接工藝的攻關上去。 幾年的時間下來取得大量成果，NB—250便是最典型的代表。 不同于傳統的摩擦焊，線性摩擦焊可以焊接形狀更復雜，材料性質更苛刻的部件，且焊縫質量與部件材質等同。 更關鍵的是線性摩擦焊可以在常溫下進行，無需復雜的真空環境和昂貴的填充材料，正因為如此，效率和使用成本較之五軸或七軸聯動，真空電子束焊接等工藝要更高效，更劃算。 不出意外的話，將是未來航發和燃機氣壓機、風扇、機匣乃至飛機復雜連接部件兒的核心制造技術。 正是得益于NB—250線性摩擦焊焊接機的優異性能，騰飛集團在航空動力上一舉突破了整體式寬弦空心葉片葉盤這個世界性航發制造難題，從而令D—40T型工業燃氣輪機整體質量下降的同時，氣壓機的空氣壓縮效率提高了4倍。 也正因為如此，D—40T型工業燃氣輪機讓李通構想的煤化工體系發揮出最佳的功效，因為超強的壓縮空氣可以跟粉碎成5到50毫米大小的煤粉充分結合，如此才能在進行充分燃燒，從而生成純度更高的煤氣。 當然，光有高超的氣壓機生產技術并不能解決工業燃氣輪機在煤化工領域的關鍵問題，如何提高渦輪前溫度，提高渦輪在高密度固體顆粒中的使用壽命這才是整套煤化工體系中的技術核心。 事實上不止是煤化工，就是在其他領域航發和燃機的核心同樣是提高渦輪前溫度以及提高使用壽命。 在這方面騰飛集團已經布局了幾年，也取得了一些成果，比如說氣膜冷卻技術，再比如說鋁鈦合金這類耐高溫材料的研制。 但這些技術要么已經達到了技術上的極限，要么距離應用還遙遙無期，當然兩者中間的提高辦法，騰飛集團同樣有研究，比如說耐高溫陶瓷噴涂技術，即在渦輪和渦輪葉片上涂一層陶瓷耐高溫層，使得渦輪的高溫承受力增加。 然而就是這么一個涂層結構，騰飛集團下屬的材料研究院聯合國內數所大學和科研院所搞了五年多，試驗了上千種材料和工藝，愣是突破不了其中的關鍵技術。 不是陶瓷涂層在高溫中板結脫落，就是在渦輪高速運轉下出現皸裂崩潰。 這也是為什么騰飛集團這些年只是圍繞HX—4—1型核心機打轉轉的原因，不是不想再進一步推出更先進的中等推力發動機以及E級、F級重型工業燃氣輪機。 主要還是因為渦輪的整體技術跟不上，渦輪前溫度無法增加，導致騰飛集團的渦輪燃氣動力裝置遇到了無法逾越的瓶頸。 本來這一切還不知道猴年馬月能解決，莊建業也準備就著現有的航發生產能力在茍個五年、十年，等著國內整體技術水平再上一個臺階，屆時在尋求突破。 結果找上門來的李通在了解騰飛集團在渦輪燃氣動力裝置上的困境后，突然詫異的問莊建業等騰飛集團的技術決策層：“既然陶瓷基材料與鎳基合金合不來，為什么不在兩者之間增加一個過渡層？就好像大白兔奶糖，外層的蠟紙下還隔著一層可以食用薄皮，既能固定住奶糖，又不至于讓蠟紙的蠟層侵染糖果。” 正可謂一語驚醒夢中人，過去數年騰飛集團都在致力于陶瓷基涂層直接噴涂到鎳基合金上，卻沒想到中間需要做個過渡層，直到聽了李通的提示，這才發現似乎以前的做法真的是錯了。 于是立刻按照李通的思路進行研究，經過兩年的攻關終于研制出CoCrAlY涂層，即所謂的鈷基超高溫合金涂層，高合金涂層熔點為1425攝氏度，可在一千到一千二百八十攝氏度之間正常工作。 且具備很強的硬度和耐久。 更重要的是CoCrAlY涂層可以適配多種陶瓷基耐熱涂層材料，兩者結合，渦輪溫度數字瞬間大幅度提升。 正是有了這些突破性的技術成果，D—40T型工業燃氣輪機的渦輪前溫度才會達到驚人的1250攝氏度，從而完成技術跨越成為騰飛集團第二代渦輪燃氣動力裝置的初始型號。 騰飛我的航空時代 第七百六十六章 第二代渦輪燃氣動力裝置
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