燃氣輪機是以連續流動的氣體為介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。按其輸出功率,燃氣輪機可 以分為微型、輕型和重型,前兩者通常由航空發動機改裝,功率通常在 50MW 以內, 可用于工業發電、船舶動力、管道增壓、坦克、分布式發電等;后者功率通常在 50MW 以上,主要用于陸地上固定的發電機組,如城市電網。
高溫合金是燃氣輪機核心部件的重要材料。燃氣輪機的核心部件是壓氣機、燃燒室 和燃氣透平。燃氣輪機主要用于地面發電機組和船舶動力領域,工作環境需要承受 高硫燃氣和海水鹽分的腐蝕,工作壽命要求達到 50000-100000 小時。渦輪盤在工作 時轉數接近 10000 轉/分鐘,要求材料耐用溫度達到 600°C 以上,因此設備部件材料必須使用具有耐高溫、較高蠕變強度的高溫合金材料,目前國內外主要采用鎳基高溫合金進行制造。 燃氣輪機技術水平是代表一個國家科技和工業整體實力的重要標志之一。燃氣輪機是關系國家安全和國民經濟發展的高技術核心裝備,屬于市場前景巨大的高技術產 業。正是基于燃氣輪機在國防安全、能源安全和保持工業競爭能力領域的重大地位, 發達國家高度重視燃氣輪機的發展,世界燃氣輪機技術及其產業發展迅速,目前重 型燃氣輪機主要由三菱重工(MHI)、通用電氣(GE)、西門子(Siemens-WH)、阿 爾斯通(Alstom-ABB)等公司開發,輕型燃氣輪機方面,世界主要航空發動機公司 羅爾斯·羅伊斯(RR)、通用電氣(GE)、普拉特·惠特尼(P&W)等由航空發動 機改型研制了 3 代輕型燃氣輪機。目前,我國燃氣輪機領域主要的研制力量分別來自中國航發、船舶、機械等工業部門和科研院所。 燃氣輪機的國產化生產將進一步帶來高溫合金材料需求的大幅增長。中國燃氣輪機工業按蘇聯模式建立,分屬機械、航空、船舶等工業部門。我國在 1993 年引進烏克 蘭 UGT-25000 燃氣輪機后開始了國產化研究,研制出了國內首臺擁有自主知識產權 的中等功率的燃氣輪機 QC280,目前已完成第二階段國產化工作,國產化率達到 98.10%。根據 2017 年 2 月 10 日中航動力公告,中航動力已收到陜西省發展和改革 委員會《關于 QC280/QD280 燃氣輪機生產能力建設項目竣工驗收的批復》, “QC280/QD280 燃氣輪機生產能力建設項目”已通過竣工驗收。這標志著我國國產艦船用燃氣輪機已經完成國產化批產階段,有望在我國未來大型護衛艦、大型驅逐艦和新型兩棲登陸艦等水面艦艇上廣泛引用。燃氣輪機的國產化生產將進一步帶來高溫合金材料需求的大幅增長。