想知道燃機和達芬奇有什麼關系麼？想知道如今的燃氣輪機哪家強？快來看史上最全圖說！先來一睹真容↓↓↓

為了緩解霧霾，“減煤增氣”已經成為了能源結構調整的大趨勢，而燃氣輪機在天然氣發電、輸送、交通領域都是不可或缺的動力支持。随着中國天然氣網絡的逐步完善，未來東線、西線、中亞、海上的天然氣資源将源源不斷的進入中國，用“氣源不足”為借口保護“煤炭老大哥”可能會站不住腳了，而更幹淨的電也意味着更幹淨的天空~

↓↓↓燃氣輪機用于發電↓↓↓

氣 火=動力：燃氣輪機原理大解剖

燃氣輪機（GasTurbine）是什麼？顧名思義，就是氣體燃燒後推着渦輪轉的機器。更确切的說，燃氣輪機是一種通過燃燒，将連續流動的氣體作為工質帶動葉輪高速旋轉，即将熱能轉換為機械工的旋轉式熱力發動機。

燃氣輪機内空氣和燃氣的主要流程中，由壓氣機（Compressor），燃燒室（Combustor）和燃氣透平（Turbine）三大部分組成的燃氣輪機循環（如下圖），通稱為簡單循環，這也是大多數燃氣輪機采用的循環方案，此外還有回熱循環和複雜循環。

如今，燃氣輪機已經成為工生産領域不可或缺的工業設備，主要用于天然氣發電、天然氣壓縮輸送、交通等領域。燃氣輪機占地面積較小，在用于車、船等運輸機械時，既可節省空間，也可裝備功率更大的燃氣輪機以提高車、船速度。而且，随着聯合循環技術的開發和推廣，燃氣輪機的效率從一般的30%~40%提升到了60%上下。如果采用熱電聯供，燃氣輪機對天然氣的使用效率最高能到90%左右！

燃氣輪機進化史：達芬奇也曾是燃氣輪機設計師！

雖然中國在現代燃氣輪機發展上比國外的小夥伴們落後了一些，但是聰明的華夏兒女早就把燃氣輪機的原理“玩”在手上呢：早在公元12世紀南宋高宗年間的走馬燈是燃氣輪機透平（Turbine）的最早雛形。3個世紀後，意大利人達芬奇設計出了和走馬燈原理相似的煙氣轉動裝置。直到17世紀中葉，透平原理才在歐洲得到了較多應用。

↓↓↓達芬奇煙氣轉動裝置手稿，大約1500年↓↓↓

1791年，英國人John Barber申請獲得了第一項燃氣輪機發明專利：《獲取和應用動力能，一種使易燃氣體上升獲取動力和提高冶金效率的方法論》，這也是曆史上第一次對燃氣輪機的工作原理進行了科學描述。

↓↓↓John Barber專利示意圖↓↓↓

随後，德國人Franz Stolze在1872年設計了一台燃氣輪機，并在1900～1904年進行了試驗，但因始終未能脫開起動機獨立運行而失敗。1905年，法國的Armengaud Lemale制成第一台采用離心式壓縮機的能輸出功的燃氣輪機，但因效率太低未獲得實用。1903年，Stanford Moss 博士加入通用電氣（General Electric Company）并在1918年在GE成立燃氣輪機部門，這也就不奇怪為什麼GE在如今的燃氣輪機領域的領先地位。

↓↓↓當時的GE燃氣輪機“先鋒”們↓↓↓

1920年，德國人Holzwarth制成第一台功率為370千瓦的實用燃氣輪機，效率為13％、，但因存在許多重大缺點而被人們放棄。終于，1939年，世界上第一台用于發電的四兆瓦燃氣輪機由瑞士Brown Boveri公司研制成功，效率達18%。要知道這台“老古董”一直用到了2002年！

↓↓↓1939年，燃氣輪機負荷試驗↓↓↓

（圖片來源：MIT GASRURBINE LABORATORY）

↓↓↓1939年，第一座工業用燃氣輪機示意圖↓↓↓

（圖片來源：MIT GASRURBINE LABORATORY）

還記得前面通用電氣的那個燃氣輪機部門麼？美國第一座用于商業發電的燃氣輪機就是GE研發的。這座 3.5兆瓦的燃氣輪機于1949年開始在美國奧克百麗島發電站運行，也成為了美國曆史上第一座用于發電的燃氣輪機。1950年後，燃氣輪機的使用開始逐漸普及。

↓↓↓位于美國奧克百麗島發電站的GE燃氣輪機，如今已成為展品↓↓↓

燃氣輪機也能大數據？

脫胎于蒸汽輪機和内燃機，現代燃氣輪機主要依照兩種技術路徑發展：重型燃氣輪機和以航改機為主的輕型燃氣輪機。

↓↓↓複雜而龐大的重型燃氣輪機↓↓↓

前者動辄上百噸，功率在3萬到50萬千瓦不等，壽命可達10萬小時以上，一般用于發電、氣體壓縮和機械驅動。而輕型燃機最大功率在幾萬千瓦左右，除了發電和壓縮氣體，還多用在交通領域。其中主流的航改機指的是從航空發動機基礎上改型後的燃機。（有業内人士對能豆君說：區分航改機和航空發動機隻要看兩點：一是看有沒有“外殼”，二是看是不是“噴氣”）

↓↓↓精密輕巧的航改機↓↓↓

一般來說，工業燃氣輪機和航改機的生産企業不同，前者往往出自汽輪機廠，後者則多出自航空發動機廠。當然，也有例外，比如GE就是兩者“通吃”，是目前世界上唯一一家同時提供大型商用航空發動機和電站燃氣輪機的廠商，也擁有産品門類和系列最齊燃氣輪機産品。

↓↓↓GE燃氣輪機家族：數字打頭為重型燃氣輪機，LM打頭的是航改機↓↓↓

如今的燃氣輪機不單單是會悶頭“作功”，也開始擁抱互聯網來提高能效了。以GE為代表的燃氣輪機主要生産商也紛紛通過大數據對燃氣輪機的運行進行監測，并對運行中的潛在問題進行預判和診斷。

下面的界面顯示GE在全世界大約有7000台燃氣輪機運轉。數據系統在15天内，每隔15分鐘就會從其中713台輪機中收集數據。下圖中的每一根閃光代表着某地的一台燃氣輪機開啟。圖中圓形的大小由每個輪機的容量決定，高度由每個輪機的最大輸出功率決定。如今已經有累計3萬小時的系統統計數據。

↓↓↓未來的工業互聯世界，燃氣輪機也是一部分呢↓↓↓

燃氣輪機哪家強？

哒哒哒~ 說了這麼多，讓我們快來看看目前市場上那些大牛的燃氣輪機制造商都在幹什麼吧~一大波美圖即将襲來！

GE：重型燃氣輪機是我們的，航改機也是我們的

作為世界上最大的燃氣輪機生産銷售商，GE擁有的産品門類和系列最齊全的燃氣輪機産品。2014年全球燃氣渦輪提供的電力中，GE占比51%位列第一，遠高于分别占比23%、13%和7%的第二、三、四位。

目前世界上最先進的GE 9HA燃氣輪機是GE目前主推的一款産品，具有先進的空氣冷卻技術，可承擔基本負荷和調峰負荷。簡而言之，9HA的特點就是：效率高，尾氣淨，還有配有6個傳感器進行每秒8000個數據點的監測。截止2015年4月，9HA燃氣輪機已經接到了10億美元的訂單。

↓↓↓9HA 研發路徑↓↓↓

↓↓↓GE 9HA 燃氣輪機↓↓↓

↓↓↓GE 9HA 燃氣輪機↓↓↓

↓↓↓9HA在運輸途中↓↓↓

↓↓↓9HA連接到驅動列車試驗台（全球唯一全速滿載測試平台）↓↓↓

而作為開發航空發動機的公司，GE有航改式燃氣輪機開發的先天優勢，以LM系列航改機為例，它傳承了航空發動機的優勢，結構輕巧、外形尺寸小、能在基本負荷和頻繁起停時均保持高效穩定運行，而且具有大修間隔長且維修停機時間短等特點，使其非常适用于分布式能源站，而分布式能源也正式GE目前非常重視的業務闆塊之一。

↓↓↓LM2500系列航改機↓↓↓

↓↓↓LM6000系列航改機↓↓↓

30年前，GE作為全球最大的燃氣輪機供應商進入了中國燃氣輪機市場，與南京汽輪電機集團有限責任公司和哈爾濱電氣集團公司相繼進行合作。

如今，GE在中國市場上銷售的燃氣輪機包括9E.03、9E.04、6F.01、6F.03、9HA.01/.02、9F.05、9F.03/04等多種型号。北京的高井電廠、桂林世界旅遊城，上海漕泾熱電廠都成為了GE重型燃氣輪機的用戶。

阿爾斯通：燃氣輪機技術牛到“搶手”

阿爾斯通的燃氣輪機技術也在行業中占有重要地位，可謂老牌燃氣輪機生産商之一。早在1986年，阿爾斯通就從法國電力公司處獲得當時世界上最大的燃氣輪機（212MW）訂單。

1999年，阿爾斯通能源部門與ABB合資成立ABB阿爾斯通電力公司，同時将其重型燃氣輪機業務出售給美國通用電氣公司。而去年6月，阿爾斯通被通用電氣收購，除了将收購阿爾斯通的燃氣輪機業務，GE将以合資的形式入股蒸汽輪機，新能源以及電網業務。GE、阿爾斯通強強聯手，别人家燃氣輪機的日子……

阿爾斯通旗下的燃氣輪機結合了效率、穩定性和靈活度。其中用于60HZ的GT24和用于50赫茲的GT26可謂精品：滿荷載與荷載低時相對效率高，靈活性較高且維護簡單↓↓↓

↓↓↓阿爾斯通在中國市場主要銷售的是其最具代表性的GT13E2燃氣輪機↓↓↓

↓↓↓阿爾斯通燃氣輪機功率比較↓↓↓

西門子：一座城市靠一台燃氣輪機供電就夠了！

同樣在燃氣輪機領域紮根已久，截至2013财年，西門子已為全世界提供了約3000台發電用燃氣輪機，包括1400多台中小型燃氣輪機和1500多台大型燃氣輪機。西門子在華銷售的燃氣輪機單機功率涵蓋5~375MW。

如今，8000H級燃氣輪機作為西門子先進燃氣輪機技術的代表，其單循環輸出功率達375 MW，聯合循環淨功率超過60%，已取得了累計超過9萬等效運行小時的業績。從2014年1月起，西門子開始采用3D打印技術制造燃氣輪機的金屬零部件，從而成為全球工業制造業第一個在金屬零部件實際生産中應用3D技術的公司。

目前西門子最熱門的SGT5-8000H燃氣輪機重390噸（相當于一架加滿油的空客A380），長13.1米，寬4.9米，高4.9米 ，功率為375MW。而一台SGT5-8000H的發電量，足夠1個工業化大城市用電量。渦輪葉片，要承受超過1500°C的高溫，且葉片葉尖轉速超過1700公裡/小時！

↓↓↓西門子SGT5-8000H↓↓↓

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