這次我們就來(lái)說(shuō)說(shuō)“——燃?xì)廨啓C(jī)”的黑科技，這也被稱為制造業(yè)的瑰寶！

燃?xì)廨啓C(jī)

下面我們簡(jiǎn)單介紹一下燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理。燃?xì)廨啓C(jī)，內(nèi)燃機(jī)的一種，本質(zhì)上是一種通過(guò)燃料（主要是天然氣）和空氣的燃燒產(chǎn)生氣體，推動(dòng)葉片做功的機(jī)器，目前取決于燃燒室的溫度。E級(jí)、F級(jí)、以及最高等級(jí)H級(jí)。它的工作原理其實(shí)很簡(jiǎn)單，詳細(xì)請(qǐng)看下圖，從左往右看，燃?xì)廨啓C(jī)分為三部分：壓氣機(jī)（藍(lán)色）、燃燒室（紅色）、渦輪（黃色） 。

燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)

壓縮機(jī)將空氣吸入燃?xì)廨啓C(jī)并對(duì)其進(jìn)行壓縮。天然氣與壓縮空氣混合燃燒，產(chǎn)生的高溫高壓氣體使渦輪葉片旋轉(zhuǎn)，部分電力由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生，剩余的電力用于發(fā)電。部分動(dòng)力用于壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)H級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行時(shí)，內(nèi)燃室內(nèi)的溫度可達(dá)到接近1600攝氏度。這比火山巖漿更熱，大多數(shù)金屬都會(huì)在這個(gè)溫度下熔化。燃燒室是燃?xì)廨啓C(jī)最熱的部分，其冷卻技術(shù)是最先進(jìn)的，所以讓我們來(lái)看看燃燒室中發(fā)生了什么。第一個(gè)問(wèn)題是：燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室由什么材料制成？燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的類型分為單管燃燒室、復(fù)合管燃燒室和環(huán)形燃燒室。燃燒室是燃燒燃料和推進(jìn)劑產(chǎn)生高溫氣體的裝置，是用耐高溫的合金材料制成的燃燒裝置。燃料到達(dá)上止點(diǎn)并燃燒后，活塞頂部和氣缸蓋之間的空間。它是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)、沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分。它由擴(kuò)壓器、燃燒室殼體、火焰管、燃油噴嘴和點(diǎn)火器組成。

燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室內(nèi)部結(jié)構(gòu)

燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室裝有約500塊這樣的隔熱瓦，隔熱瓦受熱一側(cè)的溫度接近1600，而另一側(cè)的溫度則剛剛超過(guò)600。 4cm厚陶瓷塊耐高溫近1000度！燃燒室中的氣體繼續(xù)以堪比龍卷風(fēng)（每秒100米）的速度沖擊進(jìn)入燃燒室。因此，這些瓷磚還必須能夠承受比航天飛機(jī)上使用的絕緣瓷磚更高的沖擊力——。這是因?yàn)楹教祜w機(jī)的絕緣陶瓷經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試，損壞的瓦片在著陸后和起飛前都要更換，而燃?xì)廨啓C(jī)的絕緣瓦必須在運(yùn)行數(shù)千小時(shí)后進(jìn)行大修。隨著隔熱瓷磚的使用，燃燒室內(nèi)外壁冷卻的任務(wù)已經(jīng)完成，但接下來(lái)的任務(wù)更加艱巨。在我之前介紹燃?xì)廨啓C(jī)原理的時(shí)候，我說(shuō)過(guò)燃燒的熱氣體會(huì)推動(dòng)渦輪區(qū)域的葉片，使葉片旋轉(zhuǎn)。如果你能采訪一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)葉片，他們肯定會(huì)說(shuō)：燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行時(shí)，平坦區(qū)域的第一級(jí)葉片不僅要承受近1600攝氏度的高溫，還要以音速旋轉(zhuǎn)并承受離心力。施加相當(dāng)于自身重量10,000 倍的力。如果你隨機(jī)找一塊金屬來(lái)制作葉片，并將其放入燃?xì)廨啓C(jī)中，幾分鐘后它就會(huì)變成面條。那么，燃?xì)廨啓C(jī)葉片究竟安裝了哪些黑科技呢？燃?xì)廨啓C(jī)葉片是在特殊合金單晶上噴涂特殊陶瓷制成的，可以承受大部分熱量，但這還不夠。這里我們討論一項(xiàng)有趣的技術(shù)：—— 氣膜冷卻。

燃?xì)廨啓C(jī)葉片

壓縮機(jī)吸入的空氣不僅被送到燃燒室，而且被送到葉片底部，通過(guò)葉片槽，通過(guò)葉片表面的小孔排出。燃燒室中的熱氣體流過(guò)葉片表面，形成非常薄的空氣膜。由于空氣的導(dǎo)熱率非常低，熱氣體與葉片隔離，并繼續(xù)被快速流動(dòng)的空氣去除。通過(guò)這種方式，葉子可以承受足以融化巖石的溫度。到處的空氣都化作了木葉的鐵衫！技術(shù)介紹完了，我們來(lái)談?wù)勅細(xì)廨啓C(jī)的實(shí)際應(yīng)用。在發(fā)電廠中，燃?xì)廨啓C(jī)通常采用聯(lián)合循環(huán)配置。其工作原理是收集從燃?xì)廨啓C(jī)出來(lái)的熱廢氣（這么熱的廢氣排放到大氣中顯然太浪費(fèi)了�。�，然后將這些氣體作為廢物處理掉。熱量通過(guò)鍋爐。產(chǎn)生蒸汽并驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)發(fā)電。這樣，可以顯著提高機(jī)組的整體效率。順便說(shuō)一句，8000H燃?xì)廨啓C(jī)非常靈活，可以在30分鐘內(nèi)達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)行，讓電廠可以毫無(wú)問(wèn)題地進(jìn)行調(diào)峰。

燃?xì)廨啓C(jī)

SGT-8000H燃?xì)廨啓C(jī)還曾有過(guò)——人創(chuàng)下世界紀(jì)錄的特殊經(jīng)歷。 2011年，西門(mén)子SGT-8000H燃?xì)廨啓C(jī)在德國(guó)愛(ài)爾蘭電廠實(shí)現(xiàn)了60.75%的凈綜合效率，打破了當(dāng)時(shí)的世界發(fā)電紀(jì)錄。人類發(fā)電效率已達(dá)到60%以上！ 2016年，SGT-8000H燃?xì)廨啓C(jī)在德國(guó)勞斯沃德電廠聯(lián)合循環(huán)發(fā)電凈效率達(dá)到61.5%。