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西行漫記3——嘆為觀止的燃?xì)廨啓C

http://www.199rrr.com 2016-05-06 15:50 《中華工控網(wǎng)》原創(chuàng)

前兩期我們介紹了西門子漢諾威展上的表現(xiàn)（西行漫記1：漢諾威，開啟數(shù)字化之旅）以及柏林西門子城（西行漫記2：走近柏林西門子城）。

今天我們來到生產(chǎn)大家伙的百年老廠——柏林燃?xì)廨啓C廠。

又要科普了。

我們知道，就流體能量轉(zhuǎn)換機械能來說，有水電站的通過高差水流轉(zhuǎn)換的水輪機、熱電或核電廠通過高溫高壓蒸汽轉(zhuǎn)換的汽輪機，還有今天的主角燃?xì)廨啓C等。其實燃?xì)廨啓C也是內(nèi)燃機的一種，不過我們汽車發(fā)動機是活塞式，燃?xì)廨啓C是渦輪式。如果說孔明燈是熱氣球的原型，風(fēng)箏是飛機的原型，那么我們的走馬燈可以說是燃?xì)廨啓C的原型——

真正的燃?xì)廨啓C是這樣子的：

從燃?xì)廨啓C的剖面圖看，左側(cè)為壓氣機，從外界吸入空氣并逐級增壓，同時空氣溫度也在上升，送到中部燃燒室與燃?xì)饣旌宵c火，膨脹的熱空氣驅(qū)動右側(cè)（透平）多級葉輪做工，轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)矩。

重型燃?xì)廨啓C大多用在發(fā)電站，西門子柏林燃?xì)廨啓C廠生產(chǎn)從114MW到400MW的不同功率等級機型。據(jù)說400MW的SGT5-8000H燃?xì)廨啓C有445噸重，相當(dāng)于1架加滿油的空客A380的重量，而功率相當(dāng)于10架A380，這樣一臺燃機發(fā)電就能滿足300萬人口規(guī)模城市的家庭用電，資料顯示，西門子為杜塞爾多夫港口區(qū)交付聯(lián)合循環(huán)電廠創(chuàng)下了發(fā)電凈效率超過61%的紀(jì)錄，業(yè)界一直在為不斷突破凈效率這一極限做著各種努力，而提高哪怕0.1都是那么艱難。

聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠（圖片源自西門子官網(wǎng)）

燃?xì)廨啓C的牛X程度可參考飛機發(fā)動機，在燃機運轉(zhuǎn)時，內(nèi)部的運行溫度可高達(dá)1600°C，相當(dāng)于火山噴發(fā)口的溫度，葉片葉尖幾乎能達(dá)到音速，其離心力是葉片凈重的1萬倍，并承受自身重量一萬倍的的離心力。而幾百噸的龐然大物許多核心部件精度要求在數(shù)十微米，不難想象，對于材料和制造、裝配工藝的要求自然是嚴(yán)苛的。為了給透平葉片降溫，葉片都帶了許多小孔，冷空氣（據(jù)說也有500度）從孔中噴出為上千度的葉片降溫，而葉片的材料更是各國爭相攻關(guān)的焦點之一，這么說一片帶有涂層的葉片價值一臺寶馬車也就不足為奇了。

在燃?xì)廨啓C領(lǐng)域，歐美日廠家仍然占據(jù)主導(dǎo)地位，西門子柏林燃?xì)廨啓C廠，這個每年接待200個參觀團的廠究竟有何魅力？

廠區(qū)內(nèi)的雕像，事實上這是一臺蒸汽輪機，因為該廠成立之初是生產(chǎn)蒸汽輪機，1972年開始交付第一臺燃?xì)廨啓C；右側(cè)熊是柏林的象征，手臂上的1904和2004，預(yù)示著工廠有100年歷史。

擁有百年歷史的廠房放到現(xiàn)在看一點也不過時，據(jù)說當(dāng)時還成為建筑設(shè)計界的典范工程，該廠房大膽設(shè)計成巨大玻璃窗，采光特別好。這個車間主要做缸體和主軸加工、葉輪組裝、動平衡測試等。盡管后來各種重型加工設(shè)備和起重設(shè)備齊集，這座廠房的基礎(chǔ)從來沒動過，可見當(dāng)年建廠時設(shè)計者和決策者的遠(yuǎn)見。

盡管廠區(qū)歷史悠久，但一點也不妨礙其前沿技術(shù)的應(yīng)用。我們來到工廠的3D打印區(qū)，看到許多打印好的復(fù)雜部件，工作人員介紹說，通過SLM（激光快速融化成型技術(shù)）加工，能讓開發(fā)周期縮短，更可為一些停產(chǎn)機型部件的維修服務(wù)提供快速保障。