经常看到联合循环用在发电站上,为什么大型船舶很少使用 ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/17 00:44:58


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联合循环的效率高,甚至比柴油机还高,简单循环的燃气轮机技术成熟,蒸汽轮机和锅炉的技术也是现成的,而且比纯粹蒸汽轮机动力启动更快,现在只看到很多发电站采用这种联合循环,并没有用在船舶上。
1是体积和重量的限制?燃气轮机只不过代替了锅炉的炉膛,并不会增加太大体积吧?
2还是传动齿轮箱不好设计?如果蒸汽和燃气透平输出轴各拖一个直流发电机,全电推进,能不能解决呢?

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联合循环的效率高,甚至比柴油机还高,简单循环的燃气轮机技术成熟,蒸汽轮机和锅炉的技术也是现成的,而且比纯粹蒸汽轮机动力启动更快,现在只看到很多发电站采用这种联合循环,并没有用在船舶上。
1是体积和重量的限制?燃气轮机只不过代替了锅炉的炉膛,并不会增加太大体积吧?
2还是传动齿轮箱不好设计?如果蒸汽和燃气透平输出轴各拖一个直流发电机,全电推进,能不能解决呢?
系统体积太大
车永学 发表于 2010-2-1 12:44


    毛子用过,太复杂了,不如全燃简洁紧凑
[论文]复杂循环燃气轮机装置在舰船中的应用
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0复杂循环燃气轮机装置在舰船中的应用
 魏琳健 吉桂明 付先平 聂焕玲*
[摘要] 叙述了WR—21中间冷却回热式(ICR)燃气轮机和基于燃气轮机的燃蒸联合循环(COGAS和COGES)动力装置的研制和应用情况。简要介绍了前苏联、美国和英国在这方面所做的工作。指出,作为两种高效节能的动力装置,WR—21和COGAS装置具有一系列的优点,它们是应用于军舰和商船的较为理想的动力装置。
关键词 船舶动力装置 燃蒸联合装置 ICR燃气轮机 应用
中图分类号 U 664.13
1 前言
  过去10年燃气轮机技术又取得了长足的进步,选进的航空技术在舰船燃气轮机中得到了进一步的应用,并研制设计出许多新一代的高性能燃气轮机,如GE公司新研制的LM2500+,乌克兰“机器设计”科学生产联合体研制的ГТД25000、罗尔斯—罗伊斯公司和西屋公司联合研制的WR—21型ICR船用燃气轮机。
  舰船主动力装置当前追求的目标一是费用节省(降低耗油率),二是保持(或增强)战斗力(对商船是追求最大经济效益)。正是上述目标促进了高效节能、综合性能优良的ICR燃气轮机和燃蒸联合循环动力装置的研制和应用。
采用中间冷却回热复杂循环、先进的燃蒸联合循环已使舰船燃气轮机的发展和应用进入了一个崭新的时期。WR—21可望作为下一代大中型战舰的主动力装置。利用燃气轮机排气余热的燃蒸联合循环动力装置——COGAS和COGES的技术在不断发展并得到应用。
  经过几十年的开发、研制和应用,各国海军已公认燃气轮机是大中型水面战舰占主导地位的发动机。
  近年来,随着高性能船(渡船、旅游船)的快速发展,综合性能优良的燃气轮机正在日益进入商船推进的各个领域。
2 WR—21发动机
  考虑到无论是平时还是战时,大中型战舰的巡航时间要占海上航行时间的75%以上,巡航速度一般在18节左右,所需功率仅为总功率的20%—25%以下。通常简单循环燃气轮机在低负荷下的性能明显降低,耗油率急剧增加。
  早在50年前,为使燃气轮机在整个负荷范围内有低的耗油率,英国研制了RM60型ICR船用燃气轮机,并于1954年装用于“灰鹅”号炮艇上。
  前苏联早在60年代初就研制了ГТУ—20型ICR船用燃气轮机。1965年,装用ГТУ—20发动机的“巴黎公社”号干货船正式投入航行。
  由于当时条件的局限再加上改进的简单循环燃机性能的超越,ICR船用燃机技术未得到进一步的开发和应用。
  当前,对战舰主动力装置节省燃料消耗方面的要求日益受到重视。由于燃气轮机及热交换器技术的进展,使复杂循环和联合循环装置在达到最高循环效率,良好变工况性能的同时仍能使装置结构紧凑、工作可靠。
  为此,美国海军招标,授权英国Rolls_Royce公司和美国Westinghouse公司联合研制WR_21ICR船用燃机。
  研制该发动机的目标是用于下一代战舰、取代LM2500发动机,使采用WR—21发动机的战舰年燃油消耗量较美国海军现役的LM2500发动机舰船降低约30%。
  ICR循环线图示于图1。中间冷却减少了高压压气机的耗功并明显增加了回热器的效率。回热回收了排气的余热,明显增加了装置的效率。中间冷却器、回热器、动力涡轮可变几何导叶是使WR—21较LM2500简单循环降低耗油率、增大功率的关键。
  

1-进气;2-低压压气机;3-水;4-中间冷却器;5-温降(106℃);6-高压压气机;7-温升(227℃);8-旁通阀;9-燃烧室;10-燃料;11-回热器;12-高压涡轮;13-低压涡轮;14-可变面积导叶;15-排气(343℃);16-动力涡轮


图1 WR—21ICR循环线图
  

图2 耗油率与功率百分数的关系
  

1-PM25型减速器;2-汽轮机;3-燃气轮机;4-余热锅炉
图3 M25型动力装置的全视图
  由于中间冷却、回热再加上可变几何的动力涡轮,WR—21整个功率范围内的耗油率曲线极为平坦。在50%输出功率下,耗油率仅比100%输出功率时增加4.15%。与简单循环比较(图2),WR—21可明显减少燃料消耗:在最大功率下减少17%,40%全功率下减少25%—30%,在30%全功率下减少30%,10%全功率下减少40%—60%。
  对于目前美国海军的119艘由LM2500驱动的舰船,预计1996年需要燃油836万桶,花费约5亿美元。就具体战舰而言,对于当前已有30艘、最终将拥有57艘的DDG—51(阿里伯克)级导弹驱逐舰,用WR—21代替LM2500推进系统将使总的燃料节省21%,每艘每年节省159万美元。
  优异性能的WR—21发动机已引起各国海军的极大注意。考虑装用WR—21的战舰有美国海军DD—21级驱逐舰、DDG—51级后续舰,英海军新型航母,英、法、意“地平线计划”中的“前景”级护卫舰。此后,民用市场,诸如旅游船、高速渡船等也有望应用WR—21发动机。

3 COGAS装置
  前苏联一直是舰船燃气轮机的最大使用者,也是利用COGAS装置的先驱。它首先把COGAS装置用于大型滚装式货船,也首先把它用于大型战舰。
3.1 M25型COGAS装置
  早在70年代乌克兰尼古拉也夫市的“机器设计”科学生产联合体即研制成功利用D159航改型燃气轮机排气余热的M25型船用COGAS装置(图3)。其系统图示于图4。图中可看到燃气轮机4的排气进入直流式余热锅炉5,余热锅炉的蒸汽供入汽轮机2做功。燃气轮机和汽轮机的功率通过减速器并车输送给螺旋桨轴。

1-汽轮机冷凝器;2-汽轮机;3-减速器;4-燃气轮机;5-余热锅炉;6-蒸汽过热器;7-受热蒸发面;8-经济器;9-汽水分离器;10-生活用抽汽;11-余热锅炉循环水泵;12-到汽轮发电机的抽汽;13-给水泵;14-热水井;15-冷凝水泵。


图4 M25型燃蒸联合动力装置系统图
  
  M25型COGAS装置的性能如下:
  正车功率:18.4MW
其中,燃气轮机功率14MW,汽轮机功率4.4MW
耗油率:0.204kg/(kW*h)
热效率:41.3%
倒车最大功率:5MW
机组长度:14m
重量:150t
大修寿命:燃气轮机25000小时
汽轮机 50000小时
余热锅炉50000小时
减速器 50000小时
  M25动力装置于1979年装在前苏联排水量为22691吨“斯米尔诺夫船长”级大型滚装式货船上。该船装有二套M25装置,36.8MW,2轴。在1979年—1982年期间共建造了4艘该级货船。采用COGAS装置,通过燃蒸并车,可增加20%推进功率,并且也把来自余热锅炉的蒸汽供给汽轮发电机和舰船服务设施用。
  至今已有20套M25动力装置在使用中,累计的总工作时间为240000小时。
  1997年5月美国海军海上系统指挥部授于合同,采购一艘乌克兰建造的由M25装置驱动的斯米尔诺夫船长级滚装船。在加入美国海军运输船队前要对该船进行改装。在保留基本推进系统时,改装工作将包括用新的高性能GT16000型燃气轮机(简单循环热效率超过36%)代替老的D159型燃气轮机,推进装置的控制和监视系统将完全更换上新的基于计算机的系统。海上系统指挥部有兴趣购买经类似改装的全部该型船只。
  乌克兰“机器设计”科学生产联合体还基于M37型燃气轮机(最大功率为5.88MW)研制利用其排气余热组成小尺寸、高效率的COGAS装置,可用于高速渡船和豪华游艇。据称,这些装置可以成功地与具有同等功率、性能优良的柴油机相比较。
3.2 基于ГТД8000型燃机的COGAS装置
  美国海军在80年代曾对COGAS装置用于DDG—51型(阿里伯克级)导弹驱逐舰进行过可行性论证,但终因其有燃气和蒸汽二套系统而增加了系统复杂性等原因一直举棋不定,至今尚未在其战舰中采用。其护卫舰、驱逐舰和巡洋舰(核动力巡洋舰除外)一直是采用LM2500单一机型的燃气轮机主动力装置。
  相比之下,前苏联却在战舰上采用COGAS装置方面迈出了可喜的一步。
  继COGAS装置在商船上得到成功的应用并积累经验以后,前苏联迅即展开了COGAS在军舰上应用的研究工作。
  80年代乌克兰“机器设计”科学生产联合体研制成基于8MWГТД8000型船舶燃气轮机的COGAS装置。该COGAS装置已装用于1982年服役的前苏联海军排水量为12 500吨先进的“光荣级”大型导弹巡洋舰上。
  该级舰共装用6台燃气轮机,加速机组由4台额定功率为15MW的ГТД15000型燃气轮机组成,巡航机组由2套基于ГТД8000的COGAS装置组成。2轴装机总功率约为88.2MW,自1982年至今该级舰已建成服役4艘。
  苏联海军首先把燃气轮机用于大型战舰(1963年服役的卡辛级导弹驱逐舰),这一次又是苏联首先把基于燃气轮机的COGAS装置应用于先进的导弹巡洋舰。
  使用COGAS装置减少了耗油率,从而对于给定的燃油储量可增加战舰的续航力,或对于给定的续航力可增加武器弹药的载重量,使战舰的战术性能指标得到提高。
4 COGES装置
4.1 GE公司的可行性研究
  当前,高性能船的快速发展,为舰船用燃气轮机提供了更为广阔的应用市场。GE公司利用其在海军舰艇推进装置中良好的信誉和优势,及时地开展了这方面的预研,并且卓有成效。
  80年代末,GE公司对采用LM2500燃气轮机加上排气余热回收的COGES(燃气轮机和汽轮机联合的综合电力驱动系统)进行了可行性研究。
  用于旅游船的典型的LM2500船用动力系统热平衡和流程图示于图5。通常,汽轮发电机组的输出功率约为LM2500燃气轮发电机组的输出功率的30%—40%,使系统的热效率达到45—50%。如果考虑使用低压蒸汽,则整个系统燃料能量的利用率高达80%。
  

图5 LM2500船舶总能系统热平衡和流程图,全功率下具有9027kg/h服务蒸汽
  该系统中燃气轮发电机功率为21.5MW,利用燃气轮机排气余热的汽轮发电机功率为7.65MW,从而使系统的总功率达29.15MW,此外每小时还能提供9072kg蒸汽供生活设施使用,从而使整个装置的燃油能量利用率高达80%。
  GE针对典型的2000客位旅游船装用COGES动力装置和柴油机动力装置所进行的投资回收研究表明,由于COGES的能量利用率高,运行维护人员少、维护费用少、节省的大量空间可用于增加客舱、航速高等原因,投资回收率明显高于柴油机(图6)。
  

图6 典型2000旅客旅游船用LM2500COGES和柴油机投资回收率的比较
  可行性研究结果表明,对于该大型旅游船装用COGES动力装置其性能将明显优于船用柴油机。
4.2 皇家加勒比航运公司旅游船将装用COGES动力装置
  美国佛罗里达州迈阿密市的皇家加勒比航运公司最近宣告,他们将建造6艘燃气轮机/蒸气轮机驱动的旅游船,这些294m长、85000载重吨、载客2000人的旅游船将由其两个子公司——皇家加勒比国际航运公司和皇家加勒比名人航运公司营运。
  每艘旅游船的推进装置将包括两台GELM2500+型燃气轮机和一台汽轮机,该COGES系统图示于图7。燃气轮机和蒸汽轮机将组成COGES系统,在该系统中涡轮机将驱动发电机,发电机将驱动推进电动机并提供船上电力用于照明、通风等。汽轮机的排汽将用于生产淡水、空调加热、洗衣房和厨房。根据用于船上服务的蒸汽要求,燃蒸联合循环的效率将为45%—50%。在使用低压蒸汽时,整个系统的能量利用率高达80%。
  

图7 皇家加勒比旅游船的COGES系统
  COGES动力装置的一个主要优点是降低噪声和振动量级。这将改进所有旅客,尤其是在船舶后部客舱内那些旅客的舒适性。此外,涡轮机技术使船舶对环境的不利影响减到最小。与柴油机比较,涡轮机减少了排放物、对大气和环境的污染。氮氧化物(NOx)排放减少80%,氧化硫减少98%,远远低于典型柴油机的排放量。
  采用燃气轮机动力装置也不必使用催化还原设备和专门的排气处理系统,而柴油机动力装置却要求使用这些设备和系统。
  COGES系统机械的紧凑性是另一个好处。与船用中速柴油机约80kW/m3功率密度比较,现代航改型燃气轮机的功率密度约为1500kW/m3。在舰船上,当燃气轮机装上隔热罩壳时,其功率密度减小到约为400kW/m3。尽管这样,这一功率密度仍然是柴油机的五倍。
  通常,旅游船使用4或5台中速(500r/min)、8~10MW功率的柴油发电机组。在使用的COGES动力装置的功率与柴油机不相上下时,其更高的功率密度所节省的空间可转换成更多的客舱(可使载客量增加50%)或公用房间和活动区域。
  构成上述COGES动力装置的LM2500+是美国GE公司1998年才推出的最新型船舶燃气轮机。在ISO条件下,该燃机的额定连续功率为29.1MW,简单循环热效率高达39%。该型燃机是由GELM2500航改型燃气轮机改进得到的,是LM2500的功率加大型。LM2500是GE公司研制的第二代船用燃气轮机,它是由TF39型军用航空涡轮风扇发动机(民用型为CF6)改装而成。LM2500是世界各国海军用得最多、性能最先进的一型燃气轮机。至今,世界24国海军战舰装用了近750台LM2500发动机。LM2500+比LM2500的功率更大、效率更高并且有低的寿命周期费用。
  打算用于皇家加勒比名人航运公司的前两艘85000吨“黄金时代”号旅游船将由法国造船厂建造,预定分别在2000年6月和2001年1月投入使用。打算用于皇家加勒比国际航运公司的第一艘“航海者”号旅游船将由德国造船厂建造,计划于2001年2月峻工。皇家加勒比航运公司计划在2003年前再建造另外三艘该级旅游船。这些旅游船将挂挪威旗航行。
5 结束语
  复杂循环和燃蒸联合循环的进展使舰船用燃气轮机的技术和应用攀上新的高峰。由于能加大功率、显著节省燃油消耗、低的噪声和红外特征,WR—21ICR船用燃气轮机将成为推进新一代战舰的理想的发动机。
  作为高效节能、综合性能优良的动力装置,COGAS装置已在商船和军舰上得到成功的应用。COGES装置的上述应用是船用燃气轮机在商船应用领域中的又一个重大突破。在该领域中船用燃气轮机正继续向船用柴油机的地位挑战,现在它又打入了柴油机的世袭领地—旅游船市场。
如果把供应辅机用的蒸汽也算作联合循环动力的话,斯普鲁恩斯就是:
美国"斯普鲁恩斯"级驱逐舰的全燃联合使用COGAG动力装置
(一)布置特征
①为了使两调距桨能作内旋转的相反方向旋转,后机舱齿轮箱位于燃气轮机的前端,前机舱齿轮箱位于燃气轮机尾端。
②舰用电站的燃气轮机发电机与主机布置在同一水密舱内。
③燃气轮机主机和燃气轮机发电机均间隔两个舱,由三层隔壁隔开以保证生命力。
④燃气轮机发电机的余热锅炉与主机在同一舱内,并在该发电燃气轮机的上部,节约了机舱占地面积。
⑤机旁控制台在舰的中心线附近,并与龙骨线成90~横置,横摇较小。
⑥两个机舱的总容积(包括进、排气管、轴系通道)约4930m3,约0.084m3/kW,这比相同功率的LHA两栖攻击舰的蒸汽动力装置的0.21m3/kW和早期的燃气轮机装置的0.114m3/kW好得多。整个推进动力装置、燃料和维修运行人员所占空间约为全舰总容积的21%;机舱长度约28m,占舰总长度的16.4%。
⑦烟道布置在两侧,而不像通常那样布置在舰的中心线上,可避免烟道的急转弯和减少烟道的内阻损失。
(二)LM-2500燃气轮机在"斯普鲁恩斯"级驱逐舰上似COGAG的方式使用的系统和部套LM-2500燃气轮机在"斯普鲁恩斯"级驱逐舰上以COGAG方式使用由下列系统和部套组成。
①主燃气轮机装置的箱装体。箱装体内围封有燃气发生器、动力涡轮、进气室和排气集气室。能对燃气轮机进行冷却、消音、内部照明、防火,上面还设有窥视孔。输出功率通过两个挠性联轴节传达到主减速齿轮的输入小齿轮。
②进气装置。LM-2500燃气轮机的进气装置除要求压降、进气气流畸变小和除盐、防冰等外,尚配有帽状气口、水分离器、进气窗、通风门、冷却空气管、冷却空气风扇、冷却空气消声器和进气主管消音器。采用帽状气口,是因为它高出水线较多,可有效地防止海水进入进气道,气动性能好和更易于燃气轮机部件的更换。雾水分离系统由网垫和叶片相结合的除雾器和除雾窗组成。它对5μm以上的水雾,移除效率为90%;对1.7-5μm的水雾的移除效率为70%。虽然这种雾水分离系统对水雾颗粒的大小比较敏感,但吸人的大部分水雾可通过这两级除雾器和除雾窗来移除。
进气管全功率时压降为12.45kPa(127mmH20),在37.8℃时全功率流量为每机72.6kg/s(包括9.1kg/s冷却空气流量),甲板噪声(言语干扰度)为65dB,进气气流畸变最大20%,涡流最大5%。
进气口的防冰采用压气机抽气。为防止除雾器自行结冰,进气口的除雾窗采用电热。燃气轮机的冷却空气引自主进气管。用冷却空气风扇加压到49.8kPa(508mmH20)后,通过冷却空气管进入燃气轮机外匣。冷却空气管还装有单向进气挡板,当冷却风扇停转时,此挡板即行关闭,封死冷却气道。
消音器由不锈钢片组成,内有网眼,在移换燃气发生器和动力涡轮时,消音器片可卸开。图5.4-2为进气管系统示意图。
③排气装置。LM-2500燃气轮机的排气管除要满足排气时压降小,排出的废气不会被燃气轮机的进气口重新吸入外,排气系统还必须消除红外线辐射和不使桅杆和桅杆上的设备过热。排气装置由排气消音器、排气管、排气引射器和海水喷雾环组成。排气引射器除借助二次空气抽气使与排气良好混合,将排气温度降低外,其技术不太复杂,重量也轻,性能也较好。烟囱罩本身的长度还可缩短。引射空气和排气之比为1.6:1.0。海水喷雾环由引人海水进行喷雾来降低排气温度,对红外进行抑制。排气温度为204℃,对距烟囱7.5-15m的桅杆和桅杆上的设备的温度为80-93~2。燃气轮机的冷却空气也引入排气系统。
排气管在全功率时压降为24。9kPa(254mmH20),全功率时每机流量72.6kg/s,甲板噪声(言语干扰度)为65dB。此外,排气管在结构上还有一个特点,就是排气管的绝缘材料衬放在排气管内。它的好处是能使用低耐热材料保证结构负荷,且可避免热应力。在LM-2500燃气轮机中,外部的基本结构材料是CORl0,排气管内部、作绝缘的内管套用CRES316-L。排气管能经受爆炸和冲击载荷。它支承在主甲板上,并用接头固定于主甲板以上的各层甲板,使之垂直膨胀和不作横向运动。排气消音器与进气消音器相同,均由不锈钢制成。引射器采用CORl0材料并绝缘。图5.4-3所示为排气管示意图。
④主减速齿轮、推力轴承、离合器。主减速齿轮为功率分支两级减速装置。离合器是强迫同步主动啮合闭锁型,安装在第1级减速小齿轮上。由于每台燃气轮机1部,故每台齿轮箱2部。
主推进减速齿轮的特性如下:
全功率时的扭矩(kN?m(kg?m))1735.7(177000)
每台输入功率(kW(hp))15802.5(21500)
输出全功率(kW(hp))30649.5(41700)
轴输人转速(r/min)3600
轴输出转速(r/rain)168
齿轮减速比21.4
最大超载推力(%)150
最大超载扭矩(%)120
每台装置的输出扭矩(kN?m(kg?m))1029.6(105000)
最大额定推力(kN(kg))1334.6(136100)
最大功率时机械效率(%)98
巡航功率时机械效率(%)95
齿轮特性
K系数第1级最大170,实际111
第2级最大150,实际146
最大弯曲应力(MPa)145.04
高速小齿轮轴承压力(MPa)最大2.1
大齿轮轴承压力(MPa)最大1.72
推力轴承压力(MPa)最大3.44
离合器啮合时间(s)最多25
齿轮尺寸
左舷齿轮(长X宽X高,mm)3939x5029x3531
右舷齿轮(长X宽X高,mm)3787x5029x3531
减速齿轮/离合器运行特点有如下几点:
第一,能独立地传递每台燃气轮机或同时传递2台燃气轮机的全功率扭矩。
第二,能平滑地从一台燃气轮机转到另一台燃气轮机而不改变输出功率和转速,或平滑地由单机运行转到双机运行,或反之。
齿轮箱经整体硬化处理。
减速齿轮的前端还传动调距桨的伺服油泵。齿轮轴还通过齿轮为液压油和桨叶通气提供通路。齿轮还传动主滑油泵和调距桨备用液压泵。此外,齿轮轴还接盘车装置和转速表。推力轴承放在齿轮箱后端并与齿轮箱连成一体。
离合器为悬臂结构(为节约空间),除传递燃气轮机扭矩外,还可刹车。结构上除主摩擦片外,还有一套单独的摩擦片装置和齿形联轴节。离合器/刹车装置可使:
在燃气轮机惰转时能使动力涡轮停止转动;
使一台燃气轮机动力涡轮停车而另一台开始工作;
在燃气轮机惰转和调距桨螺距为零时能刹住螺旋桨轴。
为降低机舱的高频噪声,减速齿轮也带隔音罩。隔音罩装于与主推进装置隔开的基座上。为了便于齿轮检查,隔音罩的板可拆开,并有维修孔。图5.4-4所示为减速齿轮装置示意图。
⑤机座。LM-2500燃气轮机的机座根据噪声衰减好、在舰上易于安装、重量轻和能与其他动力装置通用四项原则选定。机座为高阻尼公共座架式。齿轮箱与燃气轮机分别独立地安装在一个刚性固定于船体基础的公共机架上。
高阻尼公共机座,底部用8个垂直圆筒形的铝制弹簧来降低噪声。作为补充手段,机座前后、左右还安装了四个钛合金弹簧和一些缓冲器来限制在给定的扭矩和海情下齿轮允许的运动。齿轮的运动范围是:二级海况,最大扭距80%;四级海况,最大扭矩50%。试验证明这种机座吸收齿轮结构噪声非常有效。
⑥燃油系统。"斯普鲁恩斯"级驱逐舰的每个机舱均有一个独立完整的燃油系统。此系统能在整个运行范围内以所需的压力和粘度,供给主机用的海军蒸馏油、海军柴油或JP-5煤油。此外,还能把燃料送到重力油柜以使燃气轮机发电机正常运行和推进燃气轮机作应急运行。第三台电站燃气轮机的压力油柜由后机舱的燃油日用柜通过油位控制阀供给。
燃油舱和燃油日用柜之间有离心式油水分离器;燃油日用柜和燃气轮机之间有聚结过滤器。燃油通过聚结过滤器后,含水量可下降到20ppm,杂质粒度10tan。燃油日用柜至燃气轮机间的油管用不锈钢制成,并用加热器把燃油温度提高至55℃,然后送至燃气轮机。燃油管路中的压力油柜,在燃油泵破损时,可以巡航航速连续工作10min,向燃气轮机输送燃油。
输油系统把纯油供到澄清柜,(0.05%水和0.7咕L固态颗粒物),油的粘度由燃油加热器控制。
燃油日用柜容量如下:
前机舱燃油日用柜(L)79500(主机);80000(辅机)
后机舱燃油日用柜(L)81000(主机);86200(辅机)
燃油泵压力(MPa)0.825(表压)
燃油泵流量(L/min)302/132
"斯普鲁恩斯"级驱逐舰的燃油装载量,若按续航力6000nmile/20kn计,估计主机燃油装载量为1308t,辅机燃油装载量为285t,总燃油装载量为1593t左右。
⑦滑油系统。"斯普鲁恩斯"级驱逐舰每机舱都有一独立的滑油系统,主要用于强制润滑减速齿轮和推力轴承。滑油为合成透平油,满足军用标准Mil-D23699。每台舰用电站发电机的滑油系统是独立的。滑油系统有许多滑油泵,滑油通过滑油泵从油槽通过冷却器和过滤器泵至减速齿轮和推力轴承。滑油系统还有一个独立的滤清回路,包括滑油滤清器、加热器、滑油贮柜和澄清柜等。
滑油槽容量:在运行时为5860L;主滑油泵流量:在最大转速时为4310L/min;电动泵:低速时为1000L/min,高速时为2650L/min;泵的排出压力0.41MPa:(4.Xkg/cm2);滑油柜容量:7700L;澄清柜容量:9650L;净化器容量:850L/h;送人减速齿轮箱的最大滑油温度:54.4℃。
当齿轮的转速超过86r/min(巡航转速97r/min)时,滑油由齿轮传动的滑油泵提供;当低于此转速时,滑油由两台双速电动泵中的一台提供。
⑧抽气系统。"斯普鲁恩斯"级驱逐舰有统一完整的抽气系统。它把全舰7台燃气轮机压气机的抽气连成一体,为全舰提供空气。抽气空气用于:
a.主燃气轮机和电站燃气轮机的启动(在第一次启动后);
b.主燃气轮机和电站燃气轮机进口处防冰;
c.调距桨抽气;
d.喷气带通气;
e.燃气轮机的保养和清洗。

⑩余热锅炉。"斯普鲁恩斯"级驱逐舰余热锅炉生产的蒸汽用于诸如阿斯洛克导弹发射架的除冰装置、燃油加热器、蒸馏装置、热水加热器、盥洗和厨房。有3台余热锅炉,每台均能与每台电站燃气轮机相连。这样,可以勿需另外耗油就可用一台余热锅炉把足够的辅助蒸汽供给重要的用汽部门,而其余二台供给其它用汽。
余热锅炉的特性为:
燃气进口温度(℃)260~560
燃气排气温度(℃)196.5~250
压降(kPa(mmH20))11.2(114)
在1400kW时蒸发量(kg/h)3180
在2000kW时蒸发量(kg/h)5450
蒸汽压力(MPa(kg/cm2))0.69(7.05)
尺寸(长X宽X高,mm)3202x3386x2502
单独控制的冷凝器,当锅炉产生最大蒸汽量时,海水流量为1700L/min。余热锅炉为强制循环水管锅炉。每台余热锅炉除给水泵外,所有的控制设备和辅助设备均安装在锅炉上。蒸汽流量的控制是用把过剩蒸汽引入控制冷凝器的办法来实现。应急时余热锅炉可在温度达560℃的排气下干烧。



⑧主推进装置的控制。主推进装置和发电装置的控制在集中控制室。备用的手动机旁控制台在机舱。集中控制室有两个独立的控制台,各管一个系统。每个机舱亦有一个独立的机旁控制台。除集中控制和机旁控制外,舰桥还设有桥控。图5.4-5为"斯普鲁恩斯"级舰的整个控制系统的布置图。此系统可从舰桥、驾驶室翼桥或从集中控制室用一根杠杆来对各轴的螺旋桨螺距和转速作基本的控制。在集中控制室和机旁控制台可分别手动控制螺距和转速。控制室(台)进行的基本控制特性和参数为:
螺旋桨转速范围(r/min)55~168
转速精度(r/min)在零级海况时为土2;在四级海况时为±3
螺距控制范围(?)-15~+30
螺距/转速的使用方案在55r/min以上时,螺距不变,为定螺距;在55r/min时,进行全速正车到全速倒车的变距
微调控制-5~20r/min,螺距土5%
运行方式改变时间最多5min
典型的瞬态性能每装置(分轴分机运行方式)从55至135r/min的稳定时间小于90s
推进燃气轮机和发电燃气轮机控制设备的特点是:
a.能进行发电燃气轮机的监视和控制;
b.油门控制和标准的对机舱传令钟一体化;
c.转速/螺距使用方案,即功率角/螺距方案统一;
d.有以环境条件作补偿的主动超扭控制;
e.启动/停车和改变运行方式可手动和自动;
f.能对动力装置的监视和控制进行报警和数字显示。
推进装置的机旁操作设备的特点为:
a.能对推进燃气轮机进行调节;
b.功率角和螺距控制有扭矩和安全互锁保护;
c.能显示推进参数;
d.能对机舱传令。
以柴油机为动力的民用船舶,大多数都配有余热锅炉,所产蒸汽用于厨房或驱动发电机,也算是联合循环的一种吧。