艦船動力：蒸汽輪機和燃氣輪機的區別

百度百科

蒸汽機

蒸汽機是將蒸汽的能量轉換為機械功的往複式動力機械。蒸汽機的出現曾引起了 18 世紀的工業革命。直到 20 世紀初，它仍然是世界上最重要的原動機，後來才逐漸讓位於內燃機和汽輪機等。

簡單蒸汽機主要由汽缸、底座、活塞、曲柄連杆機構、滑閥配汽機構、調速機構和飛輪等部分組成，汽缸和底座是靜止部分。從鍋爐來的新蒸汽，經主汽閥和節流閥進入滑閥室，受滑閥控製交替地進入汽缸的左側或右側，推動活塞運動。

蒸汽機在 20 世紀初達到了頂峰。它具有恒扭矩、可變速、可逆轉、運行可靠、製造和維修方便等優點，因此曾被廣泛用於電站、工廠、機車和船舶等各個領域中，特別在軍艦上成了當時唯一的原動機。

蒸汽機的弱點是：離不開鍋爐，整個裝置既笨重又龐大；新蒸汽的壓力和溫度不能過高，排氣壓力不能過低，熱效率難以提高；它是一種往複式機器，慣性力限製了轉速的提高；工作過程是不連續的，蒸汽的流量受到限製，也就限製了功率的提高。

蒸汽輪機（是蒸汽機的一種）

全稱叫蒸汽渦輪發動機（ Steam turbine ）是一種擷取（將水加熱後形成的）水蒸汽之動能轉換為渦輪轉動的動能的機械。相較於原由詹姆斯·瓦特發明的單級往複式蒸汽機，渦輪蒸汽機大幅改善了熱效率，更接近熱力學中理想的可逆過程，並能提供更大的功率，至今它幾乎完全取代了往複式蒸汽機。渦輪蒸汽機特別適用於火力發電和核能發電，世界上大約 80% 的電是利用渦輪蒸汽機所產生。

老式船艦中也有不少使用，但是在現代化船艦中已經被燃氣渦輪引擎全麵取代，隻有少數特例如現代級還使用蒸汽渦輪。

燃氣－蒸汽輪機聯合循環，是把燃氣輪機和蒸氣輪機這兩種按不同熱力循環工作的熱機聯合在一起的裝置，有時也簡稱為聯合循環。為了提高熱機的效率，應該盡可能地提高熱機中的加熱溫度和降低排熱溫度。但蒸汽輪機和燃氣輪機的熱力循環都不能很好滿足上述要求。如把它們結合起來，以燃氣輪機的排熱來加熱蒸汽，就可以同時取得燃氣輪機加熱溫度較高和蒸汽輪機排熱溫度較低的雙重優點。

　　聯合循環的理論基礎早已建立。熱力學奠基人之一卡諾就提出過聯合循環的概念。但是直到２０世紀中葉，才開始有實用的聯合循環動力裝置。發展聯合循環的關鍵是要研製出高溫、高性能、大功率的燃氣輪機。為了適應石油短缺的形勢，在燃氣輪機中有效燒煤也是一項關鍵技術。目前，世界各先進工業國家均已有定型聯合循環機組產品。其中功率最大的已超過６０萬千瓦，最高熱效率已高達４７％以上。它作為熱電並供機組使用，燃料利用率可高達８０％左右，單機組最長運行時間已超過１０萬小時。熱機的熱效率要提高１％都是非常困難的，而聯合循環卻隻要把燃氣輪機和蒸汽輪機結合起來就可以大幅度節約能源。

內燃機

內燃機是一種動力機械，它是通過使燃料在機器內部燃燒，並將其放出的熱能直接轉換為動力的熱力發動機。

內燃機以其熱效率高、結構緊湊，機動性強，運行維護簡便的優點著稱於世。

廣義上的內燃機不僅包括往複活塞式內燃機、旋轉活塞式發動機和自由活塞式發動機，也包括旋轉葉輪式的燃氣輪機、噴氣式發動機等，但通常所說的內燃機是指活塞式內燃機。活塞式內燃機以往複活塞式最為普遍。

往複活塞式內燃機的組成部分主要有曲柄連杆機構、機體和氣缸蓋、配氣機構、供油係統、潤滑係統、冷卻係統、起動裝置等。

活塞式內燃機將燃料和空氣混合，在其氣缸內燃燒，釋放出的熱能使氣缸內產生高溫高壓的燃氣。燃氣膨脹推動活塞作功，再通過曲柄連杆機構或其他機構將機械功輸出，驅動從動機械工作。

內燃機以其熱效率高、結構緊湊，機動性強，運行維護簡便的優點著稱於世。

燃氣輪機（是內燃機的一種）

燃氣輪機是以連續流動的氣體為工質帶動葉輪高速旋轉，將燃料的能量轉變為有用功的內燃式動力機械，是一種旋轉葉輪式熱力發動機。

燃氣輪機的工作過程是，壓氣機 ( 即壓縮機 ) 連續地從大氣中吸入空氣並將其壓縮；壓縮後的空氣進入燃燒室，與噴入的燃料混合後燃燒，成為高溫燃氣，隨即流入燃氣透平中膨脹作功，推動透平葉輪帶著壓氣機葉輪一起旋轉；加熱後的高溫燃氣的作功能力顯著提高，因而燃氣透平在帶動壓氣機的同時，尚有餘功作為燃氣輪機的輸出機械功。

與活塞式內燃機和蒸汽動力裝置相比較，燃氣輪機的主要優點是小而輕。單位功率的質量，重型燃氣輪機一般為 2 ～ 5 千克 / 千瓦，而航機一般低於 0.2 千克 / 千瓦。燃氣輪機占地麵積小，當用於車、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。

燃氣輪機的主要缺點是效率不夠高，在部分負荷下效率下降快，空載時的燃料消耗量高。