启动速度哪家强?舰用蒸汽轮机、柴油机、燃气轮机大PK!

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文章作者:瀚海狼山

如果我们仔细观察过去几十年和当今全球各国水面战舰采取的主流发动机,就会发现一个规律。这就是在1970年代以前。不论东西方,主力舰仍然以燃油锅炉和蒸汽动力为主。二战以前的蒸汽动力舰甚至是烧煤的。后来才普遍改为更加方便的燃油锅炉加蒸汽轮机。1970年代以后,以美国海军为代表的西方最高水平的驱护舰,逐步改为燃气轮机,并以LM2500这种主力燃气轮机为代表,最终一统巡洋舰、驱逐舰甚至护卫舰的主动力体系。而和美国海军走的比较近的西欧各国海军,以及东亚的日韩海军,也逐步将主力舰的动力以LM2500为基本来源。而以苏联海军为长期代表的东方集团,仍然长期维持传统的燃油锅炉加蒸汽动力。甚至也试验过基洛夫级核动力巡洋舰。但是却发现动力不足,在核动力之外还必须捎带上燃油锅炉系统,以补充蒸汽发生量。

我们的海军,早年学习苏联的建军体系。自产的第一代主力驱逐舰051系列,也全部是引进技术自产的燃油蒸汽动力为主。后来建造了053型护卫舰,采用的都是船用柴油机体系。到目前这些老舰退的差不多了。柴油机的053系列成为第三世界国家海军的抢手货。而蒸汽动力的051却长期无人问津,一艘也出手不了,只能拆掉或者当纪念舰。这说明第三世界国家的海军,普遍以柴油动力为主。少数富裕的发展中国家,也会考虑个别采用燃气轮机的舰艇。我们第一次接触LM2500还是从112舰开始,结果只造了2艘就断供了,接近20年主机没的换,但是服役期间,整体评价非常不错,这也是我方海军在驱逐舰以上主力舰上决心改用燃气轮机的原因。后来从乌克兰方面引进了燃机的技术,再经过艰苦的完善升级后,才最终可用,可以大规模的下水主力神盾。

反倒是前苏联地区,至今没有彻底解决自产船用燃气轮机的问题。而我们已经完善和成熟了船用燃气轮机和船用大功率柴油机的技术。今后蒸汽动力,只在大型特种舰船上保留。由此可见,燃气轮机和柴油机代替燃油锅炉加蒸汽轮机,是全球舰船动力的基本大趋势。为何如此?主要有两点:第一是燃油锅炉加蒸汽轮机维护使用麻烦,比如锅炉用水还必须经过软化和净化,使用中除了注意油料的品质,还要多注意水的品质,日常使用维护太麻烦。

第二,就是三种动力体系的启动过程,有比较大的时间差异。仍然以蒸汽动力为主的辽宁舰为例。在全舰彻底停机后,要从冷机状态重新启动,那么需要先把能直接启动的锅炉启动,当这些锅炉的气压升到某一指标时,才能启动其他的锅炉。这个过程,过去需要2到3个小时。而辽宁舰的机电长对此进行了重大改进,成功降低了锅炉启动蒸汽压力,装备安全性能提高的同时,启动时间大大缩短。这点曾经公开报道。那么改进后的启动时间多长?没有明确说,不过相对过去是大大缩短了。对海军官兵来说,自然是希望船用的机器,和家用轿车一样,打火就能开走,但实际上都没这么快。在3种主机中,船用燃气轮机已经属于热机开动最快的一种了。不过从彻底冷机到能开动到巡航速度,船用燃气轮机仍然需要大约10分钟才行。

主要启动障碍不在轮机本身,而是配套的传动、发电、变电、整流柜等等需要预润滑,调整、配电以及并车准备,除了机器本身的因素,操作人员是否熟练也很关键。因此对比下来,当今启动燃气轮机,需要10分钟左右;柴油机15分钟左右;燃油锅炉,最快30分钟,一般60分钟以上。这也是大家现在都喜欢船用燃气轮机和柴油机的原因。不过蒸汽轮机也不是一无是处,主要是热机后马力大,能跑出的绝对高速可以全面超过燃气轮机和柴油机,因此只在超级大船上保留,而且有战争的苗头,一般主力舰需要长期保持热机状态,正常情况下不会延误战机。另外当今我军军舰燃油统一用轻柴油,蒸汽轮机也没有再用重油的。

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