伴隨著石油、天然氣、煤炭等一次性能源節(jié)節(jié)攀升的高價位和日益緊張的供應形勢，能源問題已突破人們的心理底線，節(jié)能、高效已經成為一項尤為突出的亟待解決的課題。在火力發(fā)電行業(yè)，內燃渦輪發(fā)電機以其高效率、高轉化率、大功率、高節(jié)能的優(yōu)點，已被越來越多的能源專家、政府決策者和火力發(fā)電企業(yè)所認可。隨著對火電發(fā)電效率提高和環(huán)保的呼聲日益高漲，相信接下來的火力發(fā)電設備，將以高效的內燃發(fā)電機為主。

火力發(fā)電設備新趨勢

——燃氣渦輪發(fā)電機

撰草稿張金輝肖繼平

伴隨著石油、天然氣、煤炭等一次性能源節(jié)節(jié)攀升的高價位和日益緊張的供應形勢，能源問題已突破人們的心理底線，節(jié)能、高效已經成為一項尤為突出的亟待解決的課題。在火力發(fā)電行業(yè)，內燃渦輪發(fā)電機以其高效率、高轉化率、大功率、高節(jié)能的優(yōu)點，已被越來越多的能源專家、政府決策者和火力發(fā)電企業(yè)所認可。隨著對火電發(fā)電效率提高和環(huán)保的呼聲日益高漲，相信接下來的火力發(fā)電設備，將以高效的內燃發(fā)電機為主。

火力發(fā)電系統(tǒng)主要由燃燒系統(tǒng)（以鍋爐為核心）、汽水系統(tǒng)（主要由各類泵、給水加熱器、凝汽器、管道、水冷壁等組成）、電氣系統(tǒng)（以汽輪發(fā)電機、主變壓器等為主）、控制系統(tǒng)等組成。前二者產生高溫高壓蒸汽；電氣系統(tǒng)實現(xiàn)由熱能、機械能到電能的轉變；控制系統(tǒng)保證各系統(tǒng)安全、合理、經濟運行。當氣體從高壓空間流向低壓空間時，壓強差越大，流動的速度也越大。蒸汽輪機的工作原理是：利用噴嘴使水管式鍋爐的過熱管送來的過熱蒸汽，從噴嘴噴出時，體積開始急劇地膨脹。同時壓強降低，速度增大，這樣的蒸汽具有很大的動能。也就是說蒸汽的內能在噴嘴中轉變?yōu)檎羝膭幽?。當蒸汽噴射到葉片上時，它的動能又轉變?yōu)闄C軸旋轉的機械能。蒸汽輪機長期以來以煤炭為燃料，即使達到亞臨界、超臨界狀態(tài)的發(fā)電狀態(tài)，效率也僅達到34%左右，煤炭的利用率已達到了極限。隨著人們對能源危機的共識和對節(jié)能環(huán)保的越來越重視。眾多國家決策者和企業(yè)領導人也逐漸把高效、節(jié)能、環(huán)保提高到國家和企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略上。蒸汽輪機已漸漸變的與時代主題相違。在中國，眾多的火力蒸汽輪機高耗能、高污染，已成為阻礙國家戰(zhàn)略發(fā)展的障礙。2007年，我國原煤產量為25.23億噸，其中用于火力發(fā)電的電煤是12.82億噸，電煤占當年原煤產量的51%?；痣姀S所排出的粉塵、二氧化硫、二氧化碳等氣體從此也可略窺一斑，而發(fā)電效率每提高1%所帶來的經濟與環(huán)境效益也是十分可觀的。因此，越來越多的能源專家、環(huán)保人士以及政府決策者和高瞻遠矚的企業(yè)家都期待占發(fā)電比重巨大的火力發(fā)電企業(yè)能夠改觀現(xiàn)今的發(fā)電模式。而火力發(fā)電企業(yè)也急需一種高效、環(huán)保、節(jié)能的發(fā)電機來取代現(xiàn)有的設備，以企提高企業(yè)經濟效益、符合時展的要求。燃氣渦輪發(fā)電機似乎就是專為此而應運而生的。

摘要：本文介紹了一種燃氣渦輪軸承座電極的制造工藝，通過對其結構和關鍵尺寸的深入分析與研究，從電極的焊接控制、矩形槽的加工、內外圓的磨削、電極的檢測及電極的存儲控制五個方面詳細闡述了燃氣渦輪軸承座電極的加工方法，以期為后續(xù)類似電極的加工制造提供可靠的借鑒。

關鍵詞：燃氣渦輪軸承座；電極；焊接；檢驗

燃氣渦輪軸承座是航空發(fā)動機關鍵零部件之一，整體材料為鑄造高溫合金，其內部結構異常復雜，其內型腔中的異型槽加工是其制作難點之一。該異型槽的槽子寬度在2.4mm，深度達30mm，尺寸公差需控制在0.05mm以內，在軸承座中呈三處均布，三個槽子位置度要求控制在Φ0.05以內。常用的冷加工技術手段很難保證其相關尺寸合格，目前業(yè)內普遍采用電火花技術進行加工。電火花加工技術的難點其一是電火花加工參數(shù)的控制，其二是電極加工質量的控制。如何制造出合格的電極是保證燃氣渦輪軸承座加工質量的前提，本文介紹一種圓環(huán)形并帶有三處矩形槽的電極加工技術研究。

1電極制造的難點分析

如圖1所示，該航空發(fā)動機軸承座電極為45號鋼與紫銅焊接件，其型面呈圓環(huán)形并帶有三處矩形槽，電極有效工作部分壁厚最薄處僅2.1mm，而其高度達30mm，尺寸公差要求在±0.03mm以內，三處矩形槽的位置度要求控制在Φ0.05以內。在電極的生產制造過程中受焊接、加工應力等多種因素的影響極易產生形變，尺寸公差及位置度很難控制。特別是電極工作部分紫銅厚度薄、材料軟，在制造、轉工過程很容易造成電極變形、劃傷、碰傷，且三段不完整的圓弧形輪廓測量困難等一系列問題是造成燃氣渦輪軸承座電極制造難度的重點原因。

2電極的加工過程控制

喘振主要是指氣流沿航空燃氣渦輪發(fā)動機軸線方向出現(xiàn)的低頻高幅氣流振蕩情況。一旦航空燃氣渦輪發(fā)動機進入喘振狀態(tài)，不僅會導致航空燃氣渦輪發(fā)動機自身出現(xiàn)強烈機械振動及熱端超溫，而且會在較短的時間內導致燃氣部件出現(xiàn)嚴重破壞，最終導致整體航空燃氣渦輪發(fā)動機出現(xiàn)不穩(wěn)定運行風險。為了避免喘振對航空燃氣渦輪發(fā)動機的影響，對其運行情況進行適當分析具有非常重要的意義。

1航空燃氣渦輪發(fā)動機喘振表現(xiàn)

以航空燃氣渦輪發(fā)動機特性曲線為入手點，得出若流經航空燃氣渦輪發(fā)動機空氣流量降低到一定限度，進而促使運用工況點下滑到喘振邊界左側。在這期間空氣流量的不穩(wěn)定變化，不僅會導致航空燃氣渦輪發(fā)動機內部壓力出現(xiàn)不穩(wěn)定波動，甚至會出現(xiàn)氣流由航空燃氣渦輪發(fā)動機倒流入外界大氣的情況。而氣流倒流情況的出現(xiàn)，則會導致航空燃氣渦輪發(fā)動機內部空氣流量減少，進而促使航空燃氣渦輪發(fā)動機功率下降、發(fā)動機推力縮小；航空燃氣渦輪發(fā)動機推力的下降也會導致發(fā)動機整體燃油損耗增加，進而促使航空燃氣渦輪發(fā)動機經濟性能不穩(wěn)定風險加大；隨著燃氣消耗率的上升，發(fā)動機排氣溫度指示值也會出現(xiàn)一個較大的上升幅度，最終促使進入航空燃氣渦輪發(fā)動機燃氣室空氣量變小，而在航空燃氣渦輪發(fā)動機內部軸向振動的發(fā)生，也增加了航空燃氣渦輪發(fā)動機裂紋、葉片斷裂的風險。在航空燃氣渦輪發(fā)動機喘振現(xiàn)象發(fā)生后，整體發(fā)動機聲音及外觀也會發(fā)生一定的變化，一方面由于嚴重喘振會導致航空燃氣渦輪發(fā)動機通道堵塞，促使已壓縮局部氣體從進氣口倒流，而溫度驟降不僅會導致進氣口周邊水汽凝結，而且會促使發(fā)動機周邊金屬粉末劇烈震蕩，最終出現(xiàn)冒白霧或白煙現(xiàn)象。另一方面，航空燃氣渦輪發(fā)動機正常運行時的聲音為連續(xù)不間斷的嘯聲，而在航空燃氣渦輪發(fā)動機出現(xiàn)喘振現(xiàn)象時，由于燃氣室內部空氣無法完全充分燃燒，而較高的尾噴口由于與空氣接觸會出現(xiàn)快速燃燒情況，尾噴口的劇烈燃燒情況不僅會導致航空燃氣發(fā)動機出現(xiàn)低沉聲，而且會出現(xiàn)放炮或火舌噴出情況[1]。

2航空燃氣渦輪發(fā)動機喘振原因

從根本上來說，航空燃氣渦輪發(fā)動機喘振主要是由于氣流攻角超出標準值，在航空燃氣渦輪發(fā)動機葉片背部會出現(xiàn)分離情況，并逐步蔓延到整個葉柵通道。這種情況下，航空燃氣渦輪發(fā)動機壓氣機葉柵擴壓能力就無法正常發(fā)揮，進而導致氣流倒流。而后續(xù)高壓氣體倒流情況，也會導致整體壓氣機后半部反壓遠低于標準值。若在這期間壓氣機仍然維持以往的轉速，則會導致空氣中大部分氣流重新進入壓氣機，而進入壓氣機動葉氣流攻角也會高于設計值，隨之導致壓氣機內部氣流出現(xiàn)重復減少情況，最終促使航空燃氣渦輪發(fā)動機喘振情況的發(fā)生[2]。

3航空燃氣渦輪發(fā)動機喘振消除措施

摘要：航空領域是能源消耗較大，資源浪費較多的一個領域。提出熱能與動力工程怎么結合環(huán)保節(jié)能降耗，并合理運用，提高民航的資源利用，減少資源浪費。

關鍵詞：節(jié)能；動力工程；熱能節(jié)能

環(huán)保問題成為國民討論的重點話題之一，為此我國航空領域尤其是民航業(yè)，特別注重能源合理化，并將提高生產效率作為核心，進行節(jié)能環(huán)保的研究，希望早日能夠成功。民航業(yè)的供熱功能，是靠飛機發(fā)動機運轉過程中，將熱能轉化成推進飛機航行的動能來飛行，并且剩余的部分確保供熱裝置運行的能量。民航業(yè)在沒引進新技術之前生產方式是靠燃燒化石能源，但是，燃燒化石能源這種方式并不節(jié)能環(huán)保，而且生產效率過低。本文特別介紹熱能與動力工程的有效利用，確保民航行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，為節(jié)能環(huán)保在航空航天領域的落實開一個好頭。

1熱能與動力工程概述

按照能量守恒定律，將熱能和動力做到相互轉化，并產生能量。首先要做的就是裝置的作用下，將熱能轉化成人們需要的動能，再將動能轉化成需要的熱能與電能。民航行業(yè)在利用熱能與動力工程的實際應用，來實現(xiàn)環(huán)保工程確保對民航行業(yè)節(jié)能環(huán)保發(fā)揮有效的作用。在機器的運作下，將化石能源充分燃燒，利用能量守恒定律，產生能量，并促使能量發(fā)生轉化作用，產生熱能。這些問題還包括這燃燒學理念，將熱能與動力工程運用在在民航業(yè)中，民航行業(yè)相關人員將燃燒動力學的定理，應用在內，產生出動能，燃燒動力學是動力學的分支，還有工程流體力學等，在燃燒反應式中，各種物體的著火點各不相同，需要消耗的能源也各不相同。燃料與空氣接觸，發(fā)生燃燒反應時，會產生二氧化硫等氣體的出現(xiàn)，一些有毒的氣體會污染空氣，所以飛機在起飛時和行駛過程中，所排放的污染源，需要相關民航人員去處理。能量與能量之間轉化很簡單，但是，其轉化過程十分復雜麻煩，但是為了確保熱能與動力工程在民航業(yè)的應用，減少不必要的污染，所以要合理化應用，提高生產效率，確保節(jié)能環(huán)保的方案積極落實。當前，許多關于熱能與動力工程的課題只是停留在教學的方式方法還有理論上，涉及的相關實踐經驗還是太少，其中涉及的問題還有很多，要想將熱能與動力工程合理化應用在航空航天專業(yè)上，還需要摸索與探究，其中還包括了各種力學機械功的概念，其中還需要分析燃料、渦輪等產生做的機械功，將其聯(lián)系到熱能與動力工程中的應用中。在物理學中，物體做的所有外力合在一起不等于零，又前進的動力，就有向后的阻力，向下的壓強，還有摩擦力。動力工程在本文相關力學中涉及到機械功為軸功、體積功。將探討降耗中熱能與動力工程中應用軸功、體積功這兩種機械功的物理含義及其相互之間的區(qū)別與聯(lián)系。分析軸功、體積功兩種機械功在熱能與動力工程領域中的應用，同時將其引用在航空航天領域中，減少機器所產生的無用功，還有減少資源在使用過程中燃燒浪費的情況，合理化應用于民航事業(yè)。

2在航空發(fā)動機中的應用與優(yōu)化

摘要:介紹了歐美軍用航空渦輪發(fā)動機潤滑油規(guī)范、俄羅斯軍用航空渦輪發(fā)動機潤滑油規(guī)范、國外民用航空渦輪發(fā)動機潤滑油規(guī)范和國內軍用航空渦輪發(fā)動機潤滑油規(guī)范的發(fā)展現(xiàn)狀。探討了國際航空潤滑油的發(fā)展趨勢對我國軍用航空渦輪發(fā)動機潤滑油發(fā)展的影響，并在國內航空渦輪發(fā)動機潤滑油產品質量升級、規(guī)范更新和評價體系及適航審定等方面提出了相關發(fā)展建議。

關鍵詞:航空渦輪發(fā)動機潤滑油;民用航空渦輪發(fā)動機潤滑油;質量規(guī)范;適航認證;評價體系

0引言

現(xiàn)代航空燃氣渦輪發(fā)動機技術的發(fā)展推動了各國飛機對高推重比的要求，推重比的提高使得渦輪前溫度也隨之提高，直徑影響附近主軸承及軸承腔的溫度，導致發(fā)動機潤滑系統(tǒng)的熱負荷陡增，這就要求潤滑油在系統(tǒng)流動過程中帶走摩擦產生的熱量，維持軸承和傳動齒輪嚙合處等摩擦面的正常工作溫度等。航空潤滑油涉及到航空飛行安全的重要材料，因此國內外發(fā)達國家都制定了嚴格的航空潤滑油標準以滿足控制產品質量、保障飛行安全的需求，如前蘇聯(lián)的ГОСТ13076、法國的AIR3514和英國的DEFSTAN91－91/4等。美、英、俄等國家建立了科學、完整的航空油料質量綜合鑒定體系，并不斷進行完善，對航空油料的質量鑒定有嚴格的規(guī)定，對噴氣燃料、發(fā)動機潤滑油等都有明確的鑒定程序和需要進行的試驗項目，并有明確的質量指標，如理化性能測試、使用性能試驗、部件模擬臺架評定、發(fā)動機臺架評定和飛行試驗評定要求。

1歐美軍用航空潤滑油規(guī)范

歐美的現(xiàn)代航空渦輪發(fā)動機主要使用滿足MIL－PRF－7808和MIL－PRF－23699兩種規(guī)范的產品，石油基油主要用于發(fā)動機燃油系統(tǒng)內部封存，合成酯類油主要用于發(fā)動機潤滑系統(tǒng)。這些標準自制定起就經歷了一系列對潤滑油質量指標和試驗方法的從嚴變化。其中，最具代表性的是美國空軍制定的MIL－L－7808規(guī)范，不僅在北大西洋公約組織內有品種代號，3級油代號為0－148，4級油代號為0－163，在國際上也廣泛被采用。自1951年提出以來，經過數(shù)十次的修訂、補充和完善，可以說基本代表了國際上先進產品質量變化過程，同時也反映出國際上航空渦輪發(fā)動機發(fā)展過程。實際上美軍在標準實施過程中也遭遇無法兼顧的難題，例如酯類油在熱穩(wěn)定性和低溫性能的兼顧方面，因此美軍提出了熱穩(wěn)定性更強的4級油，同時取消了堅持多年的MIL－STD－210B關于美國空軍飛機必須在全球飛行中能適應使用時全球低溫限定－54℃的要求，改用了－51℃的低溫限定，同時低溫黏度從不大于17000mm2/s放寬至不大于20000mm2/s。MIL－PRF－7808L除了對常規(guī)性能(理化指標和使用性能)規(guī)定外，在臺架試驗方面要求通過美國聯(lián)邦試驗方法FED－STD－7913450Erdco軸承沉積試驗、ASTMD1947Ryder齒輪試驗和ASTMD5182FZG齒輪試驗測試齒輪載荷能力，同時要求進行足夠時間的渦軸發(fā)動機壽命全尺寸使用性能試驗。

【摘要】隨著當前人們環(huán)保節(jié)能重視程度的不斷提高，當前在各行各業(yè)中，人們非常重視節(jié)能減排問題，而在船舶運行過程中，往往會消耗大量的燃油，而且船舶運輸也是燃油消耗的一個重點行業(yè)。如果不能科學的管理和利用，燃油的大量使用不僅僅會造成能源的浪費，而且還會對環(huán)境造成嚴重的影響，所以當前船舶運輸業(yè)也必須要加強節(jié)能減排。要實現(xiàn)船舶的節(jié)能減排，可以通過采取主機降功率航行的方式來實現(xiàn)，但是在應用主機降功率節(jié)能減排技術的過程中，也必須要保證船舶的航行能力，所以本文主要就船舶主機降功率節(jié)能減排技術的優(yōu)化進行了相應的研究。

【關鍵詞】船舶；降功率；主機；節(jié)能減排

當前，全球都非常重視節(jié)能減排問題，要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，就必須在各個領域之中注重節(jié)能減排，而船舶運輸是消耗燃油的重點行業(yè)，同時也是造成溫室效應以及大氣污染的重要因素。要想實現(xiàn)船舶運輸?shù)墓?jié)能，船舶主機降速降功率航行是一個非常行之有效的措施。從某種意義來說，船舶主機降功率節(jié)能減排技術的應用，是實現(xiàn)我國的航運業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要手段，所以對于船舶主機降功率節(jié)能減排技術進行研究有著非常重要的意義。

1船舶節(jié)能減排技術簡介

航運業(yè)是一個高能耗的產業(yè)，近年來由于船舶運輸所導致的能源消耗以及環(huán)境污染問題也變得越來越突出，船舶的節(jié)能減排引起了各個國家的高度重視。而要實現(xiàn)船舶的節(jié)能減排，主要有兩種途徑：①通過對船舶上的設備進行改進；②在船舶航行過程中進行科學的管理。比如說對焚燒爐和余熱回收利用設備進行利用，在船舶上使用廢氣渦輪增壓器以及使用超長沖程的柴油機等，這些技術都是船舶中常用的節(jié)能減排技術，能夠有效地節(jié)約能源，同時避免對環(huán)境造成污染。例如廢熱利用技術就是指通過對主機等氣廢熱來進行暖缸，通過增設熱管鍋爐來對主機排氣進行二次回收，從而實現(xiàn)對廢熱的利用。又比如說通過增大螺旋槳直徑的同時降低船舶主機的轉速來使得螺旋槳推進效率增加的方式也可以提高能源的利用效率，實現(xiàn)節(jié)能減排。還有對船舶航行過程中所排出的廢氣進行處理，這些都是常用的船舶節(jié)能減排技術。

2船舶減速降功率航行概述

摘要：闡述了通用航空產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，從技術角度論證了活塞發(fā)動機兩種研制路線及兩種燃料選取的優(yōu)缺點，結論認為：活塞發(fā)動機為動力的通航飛機將在一定時間內占據主要地位；“汽車改”研制路線在研制航空活塞發(fā)動機方面具有更大的可行性，采用航煤或柴油作為燃料的航空活塞發(fā)動機將更受使用者青睞；在此基礎上為研制單位提出了正向研制活塞發(fā)動機應重點考慮的關鍵技術和零部件供應鏈問題。

關鍵詞：通用航空；活塞發(fā)動機；正向研制；關鍵技術；發(fā)展趨勢

通用航空發(fā)展始于二戰(zhàn)后，最初以活塞發(fā)動機為動力來源。隨著渦輪燃氣發(fā)動機研制技術逐步成熟，功重比/推重比高、舒適性好的燃氣渦輪發(fā)動機逐步應用于通用航空，但經濟性占顯著優(yōu)勢的活塞式航空發(fā)動機仍占據決定性的比例，在輕型低速飛機上廣泛應用。國內在通用航空領域顯著落后于西方發(fā)達國家。自2010年以來，國家陸續(xù)出臺了發(fā)展通用航空的若干政策，并得到了積極的響應。清華大學[1]、南京航空航天大學[2-4]、北京理工大學[5~6]、蕪湖鉆石航空發(fā)動機有限公司[7]等高校和企業(yè)都開始了航空活塞發(fā)動機的研發(fā)工作，并取得了一定成果。本文分析了通用航空活塞發(fā)動機的發(fā)展現(xiàn)狀，對其后續(xù)的發(fā)展趨勢和技術發(fā)展方向進行了歸納總結，以求為通航活塞發(fā)動機的后續(xù)研制提供參考依據。

1國內外發(fā)展現(xiàn)狀

1.1國外產業(yè)現(xiàn)狀。通用航空在西方發(fā)達國家發(fā)展較為成熟，其高速發(fā)展始于二戰(zhàn)后，于70年代步入頂峰。進入80年代，因經濟衰退、通航飛機相對飽和、技術創(chuàng)新少等，通用航空開始下滑并陷入低谷。90年代以來，隨著世界經濟持續(xù)增長、政府鼓勵政策的出臺，通航在90年代后半期呈現(xiàn)重新崛起的勢態(tài)。通航產業(yè)主要集中在美國、歐洲、加拿大、澳大利亞等發(fā)達國家和地區(qū)。北美和歐洲銷量約占全球總銷量的70%左右。美國是世界通用航空產業(yè)最為發(fā)達的國家。2016年美國擁有通用飛機超過22.3萬架，占世界總量的62%，年飛行時間近2500萬小時。通用航空產業(yè)給美國帶來的經濟產值超過1500億美元。多年的發(fā)展和技術積累為西方技術先進國家積累了大量的研制和使用經驗，形成了較為完善、靈活的航空活塞發(fā)動機研制體系和適航管理制度。1.2國內產業(yè)現(xiàn)狀。中國通航明顯落后于西方先進國家。2018年底，中國通航飛機數(shù)量僅有3380架，不足全球總量的5‰，飛行時間僅達到美國的2%。這些數(shù)據一方面說明了國內通航產業(yè)發(fā)展滯后，另一方面也表明了中國通航產業(yè)發(fā)展的巨大潛力。國內通航發(fā)動機整體實力較弱，是制約中國通航發(fā)展的重要因素。缺少成規(guī)模的通航發(fā)動機生產商，也缺少成熟的通航發(fā)動機產品，通航發(fā)動機基本上全部依賴進口。2005年開始，國家陸續(xù)出臺了大量的激勵政策，通航產業(yè)開始引起國人關注，但受多方面因素制約，至今仍然發(fā)展緩慢。中航發(fā)南方工業(yè)公司的活塞6K和HS9航空活塞發(fā)動機是目前僅有的兩款適航航空活塞發(fā)動機。隨后，清華大學、南京航空航天大學、北京理工大學、蕪湖鉆石航空發(fā)動機有限公司等高校和企業(yè)也開展了通航活塞發(fā)動機的研制工作。目前絕大部分產品尚處于研制階段，還沒有達到批量裝機使用的程度。通航活塞式發(fā)動機與車用活塞發(fā)動機有較多共性技術，供應鏈也可借用車用活塞發(fā)動機供應體系。國內車用發(fā)動機技術已有長足發(fā)展，通航活塞發(fā)動機在國內已具備了較好的研制基礎，技術難度相對較低，自主研制安全可靠的發(fā)動機具備可行性。1.3活塞發(fā)動機研制技術現(xiàn)狀。現(xiàn)有航空活塞發(fā)動機多機型陳舊，缺少技術創(chuàng)新和新技術的應用。1980年以來，通航飛機銷量大幅下跌直接影響了發(fā)動機生產商創(chuàng)新和開發(fā)熱情。為節(jié)約成本，各活塞發(fā)動機生產商紛紛減少新產品開發(fā)投入，將重心轉移到現(xiàn)有產品的維護和改型上。目前多數(shù)活塞發(fā)動機仍然是二十世紀中期的產品或改型產品，如應用最為廣泛的Lycoming系列發(fā)動機。國內很多單位開始了航空活塞發(fā)動機的研發(fā)，但絕大多數(shù)研究均基于國外成熟的發(fā)動機改型，如將使用航空汽油點燃形式的活塞發(fā)動機改型為航空煤油點燃，真正意義上自主正向開發(fā)的研究單位并不多見。

2發(fā)展趨勢分析

摘要:隨著我國對綠色經濟發(fā)展的推進，環(huán)保政策的力度也在逐漸加大，天然氣作為一種高熱值的清潔能源，在工業(yè)和民用兩大領域獲得越來越大規(guī)模的應用。我國天然氣的儲量十分豐富，但對于天然氣的利用技術距離世界發(fā)達國家的技術水平仍然有較大的差距，并且天然氣的收集較為困難，仍無法充分合理地使天然氣的利用價值達到最大化。因此，如何促進天然氣的收集和利用、如何提高天然氣在我國能源結構中的戰(zhàn)略地位是目前我國需要繼續(xù)改善的問題。這對于滿足國家能源的總體需求、優(yōu)化能源結構、保護生態(tài)環(huán)境、實現(xiàn)經濟的全面可持續(xù)發(fā)展等方面都具有重要的意義。而隨著城市化與工業(yè)化進程的加快，受國民收入提高與城市人口增加等因素的驅動，天然氣的利用規(guī)模與領域也將隨之擴大。因此，天然氣利用工程的經濟效益也被越來越多的人所關注，本文主要通過對天然氣利用工程經濟效益敏感因素的選取，從售氣量、含稅售氣價、建設投資、調整所得稅、固定資產余值等方面展開討論。

關鍵詞:天然氣利用工程;敏感因素;經濟評價

1敏感因素的選取

現(xiàn)階段，天然氣利用工程涉及的投資普遍較大、建設的周期也比較長，且建設所需的環(huán)節(jié)也較多，因此，要做好天然氣利用工程的投資可行性研究分析是非常有必要的。一般來講，影響項目工程經濟效益的幾個因素分別有成本控制、項目方案的生產效率、建設過程中的變更索賠等，其中對于投資的項目在投資期間的現(xiàn)金流量，若能夠在工程的前期獲取則工程獲得的經濟效益就越好，若現(xiàn)金流量獲取所耗費的時間越久則對于投資者而言獲得的經濟效益就變得更低。根據經濟評價，項目經濟效益的主要評價指標為總投資現(xiàn)金流量條件下的稅后財務內部收益率和稅后財務凈現(xiàn)值。稅后財務內部收益率和稅后財務凈現(xiàn)值越大，說明項目的投資效益越好。由此我們進行對影響天然氣利用工程經濟效益的敏感因素的選取可從項目的建設投資、天然氣售氣價格、售氣量、固定資產余值等方面進行選取。

2工程概況

本文主要選取的是國內某大型工廠的天然氣利用工程能源項目進行分析，此工程項目具有年蒸汽負荷需求量大、穩(wěn)定、工廠能耗用量大的特點。本工程主要設備包括一臺額定功率為12MW的燃氣渦輪發(fā)電機組、一臺額定蒸發(fā)量為50t/h的補燃余熱鍋爐、三臺額定蒸發(fā)量為25t/h的燃氣鍋爐和一臺額定制冷量為2MW的熱水溴化鋰吸收式制冷機。大部分發(fā)電由工廠自身使用，其余的電力接入市政電網。所有在生產過程中產生的蒸汽和冷水也全部由工廠自身消耗使用。該工程的總造價為9000×104元，其中設備購置及安裝費用大概5025×104元，土建費用大概2340×104元，基礎準備費用大概650×104元，建設期利息及初期流動資金大概305×104元。在利用天然氣進行生產的過程中，當天然氣經調壓后進入燃氣輪機發(fā)電機組進行燃燒發(fā)電時，生產所得的大部分電力將直接供應給工廠，剩余的接入市政電網。經檢測，燃氣渦輪發(fā)電機出口煙氣溫度約為450℃，為使這些蒸汽的熱量不白白流失，從而將燃氣渦輪發(fā)電機出口煙氣接入余熱鍋爐進行再利用，緊接著將從余熱鍋爐中排出的煙氣接入熱交換器，使生產所得的能量能夠得到不斷的吸收，最終產生的不再是氣體而是溫度約為99℃的熱水，再將熱水引入水冷卻器，從而使水資源也能夠得到循環(huán)使用。另外，當緊急情況或蒸汽需求達到最高值時，余熱鍋爐和燃氣鍋爐的擴張值將被激活。實際調查結果表明，天然氣分布式能源系統(tǒng)實際運行參數(shù)為:燃氣輪機發(fā)電機組實際發(fā)電功率6200kW，天然氣消耗量2100m3/h。余熱鍋爐實際蒸汽參數(shù)為:質量流量12.5t/h，溫度170℃，壓力0.9MPa。實際冷水質量流量為1.32kg/s，冷水供回水溫度分別為8℃和23℃，實際生產過程中的制冷功率僅為81.26kW。綜上可以看出，余熱鍋爐和冷水機組和熱水器的實際工況與額定工況有較大偏差，特別是冷水機組和熱水器。

一、課程建設的總體思路

課程建設的目的是提高教學質量，而在課程教學改革的過程中教學思想要與現(xiàn)代科學技術、社會經濟發(fā)展、學生的綜合素質和能力的全面培養(yǎng)和提高相一致，因此，應該首先確定先進的教學思想?！叭剂先紵c污染控制”課程建設與改革的指導思想主要基于以下兩點:一是提高學生分析問題和解決問題的能力;二是深化學生對燃燒基本理論及污染的認識，為以后學習打下堅實的基礎?！叭剂吓c燃燒學”及“熱動力裝置污染與控制”原為兩門獨立開設的課程，分設在不同的學期，且課程內容有很大關聯(lián)，“燃料與燃燒學”為考試課，2．5學分40學時，開設于第五學期，由于是考試課學生往往比較重視;“熱動力裝置污染與控制”為考查課，1．5學分24學時，開設于第六學期，作為考查課學生往往容易忽視，使得很多理論知識掌握的不理想，針對這一問題，將兩門課程進行合理整合，即整合為“燃料燃燒與污染控制”一門課程，設為考試課，3學分48學時，開設于第五學期。根據幾年來的教學經驗優(yōu)化教學內容，重新編寫和大綱，不斷地豐富和完善“燃料燃燒與污染控制”課程的多媒體教學課件，使課程在教學過程中能夠更好地做到理論與實踐相結合，提高學生對理論應用的認識和理解。本文主要將主要從教學內容、教學方法、教學手段建設和考核方式等六個方面來介紹“燃料燃燒與污染控制”課程建設的具體情況。

二、課程建設的具體內容

(一)優(yōu)化教學內容

“燃燒與燃燒學”的研究內容主要包括兩個方面，一方面是燃燒理論的研究，如燃料的著火、熄火、火焰?zhèn)鞑ゼ盎鹧娣€(wěn)定、預混火焰、擴散火焰、層流和湍流燃燒、液滴燃燒、碳粒燃燒、燃燒產物的形成等過程的機理;另一方面是燃燒技術，如對現(xiàn)有燃燒方法進行分析和改進，對新的燃燒方法進行探索和實踐，提高燃料利用范圍和利用效率，實現(xiàn)對燃燒過程的控制，控制燃燒過程中污染物質的生成和排放等等［3-4］?！盁釀恿ρb置污染與控制”的研究內容主要包括四個方面，燃燒污染物的形成與分類、燃燒時污染物的產生與分解，鍋爐、內燃機及燃氣渦輪發(fā)動機的排氣污染與控制，以及噪聲污染及控制等等。從兩門課程的主要研究內容可以清晰地看出，“燃燒與燃燒學”主要講述理論知識與應用，而“熱動力裝置污染與控制”課程是講述上述理論與應用后產生環(huán)境污染問題的控制與治理;二者有著密不可分的聯(lián)系。將“燃燒與燃燒學”與“熱動力裝置污染與控制”的有機地整合為“燃料燃燒與污染控制”一門課程，必然要涵蓋兩門課的主要內容，不僅在精簡學時，還要通過課程的學習使學生充分地掌握燃料燃燒及污染與控制的理論知識與實際應用。優(yōu)化整合后的“燃料燃燒與污染控制”課程主要內容包括:能源的分類與現(xiàn)狀，三大石化燃料的特性，燃燒基本理論，燃燒基本方法，燃燒過程中污染物的形成與控制等。在氣體燃料、液體燃料和固體燃料，在這一模塊中，為了提高學生學習的熱情，增加了許多燃燒實踐方面的內容，如氣體燃料燃燒方面的本生燈火焰、家用燃氣灶和蠟燭火焰等;液體燃料燃燒方面的有柴油機、燃油鍋爐和燃氣輪機等;固體燃料燃燒方面的燃煤鍋爐、垃圾焚燒等。同時結合當前學科研前沿發(fā)展，及時地補充一些前沿的學科知識，譬如微尺度燃燒技術、微重力燃燒技術等。并對不同燃料在不同燃燒狀態(tài)下污染物的形成及控制進行細致講解，包括鍋爐、內燃機等的排放標準，污染物的控制等等，從而增加學生節(jié)約能源保護環(huán)境的認識［5］。課程事例前后的具體教學內容設置與學時分配詳見表1、表2、表3。

(二)改進教學方法

摘要：本文分析了航空發(fā)動機強度與振動課程的特點，結合我國發(fā)動機自主設計研制對綜合型人才的強烈需求背景，提出了課程教改措施。通過將授課內涵從傳統(tǒng)以理論公式推導的分析模式，轉變?yōu)橐越Y構應力分析、結構優(yōu)化、材料選材、減重以及強度準則為核心內涵的設計模式，從而培養(yǎng)學生多學科交叉思維。由于在授課過程中融入了現(xiàn)代航空發(fā)動機設計行業(yè)背景，并將解決問題作為突出導向，輔以專用和通用軟件，使得死板的理論推導課提升為實用性、創(chuàng)新性、多學科性的綜合講解和實踐，提高了課堂教學質量。

關鍵詞：航空發(fā)動機；強度；教學；多媒體

一、以設計題為牽引

傳統(tǒng)上，教師利用板書或者多媒體進行教學，通過將發(fā)動機典型結構抽象為相對簡單的模型，進行受力分析，完成強度和振動計算公式推導。以葉片強度分析為例，授課過程涉及發(fā)動機結構、葉輪機械、材料力學、理論力學等先修課程，難度很高，不利于學生對基礎力學知識的深刻掌握。為此，在傳統(tǒng)教學基礎上，針對發(fā)動機強度與振動教授過程過于強調理論推導的教學方式，設計一些以實際問題為導向的綜合題顯得十分必要。以輪盤強度為例，首先通過理論推導，使得學生掌握等厚輪盤徑向應力和周向應力分布規(guī)律。由于實際輪盤形狀較多，幾乎不存在等厚盤，而以輻板形、雙曲形、環(huán)形等結構形式存在，需要進行分段積分計算。為了簡化計算過程，課程設計中加入了有限元計算方法，從而可以使學生能在掌握解析方法的基礎上，對照數(shù)值模擬結果，增強解決問題的能力。同時，由于輪盤設計參數(shù)較多，有中心孔厚度和直徑、盤外緣直徑、輻板厚度、倒角等特征，所設計的綜合題目需要利用本課堂傳統(tǒng)理論知識和其他學科知識進行輪盤設計。為此，我們設計了“航空發(fā)動機渦輪盤強度設計”綜合題進行專題授課，包含以下步驟：

（1）輪盤總體參數(shù)確定方法，與航空發(fā)動機整機性能、結構布局相關。例如，盤緣切向速度決定了發(fā)動機做功能力，但又與輪盤整體應力水平密切相關。

（2）輪盤結構設計中，存在多個影響強度的關鍵結構參數(shù)。為此，設計了采用有限元分析不同中心孔直徑、厚度、輻板厚度等多個參數(shù)對輪盤應力水平和重量的影響，讓學生自主設計目標函數(shù)，包含應力、安全系數(shù)、重量等權重的綜合考慮，給出分析結果，發(fā)揮主觀能動性。