【行业动态】采用3D打印技术改进燃机冷却方案，获美国能源部重点资助

导读：燃气轮机随着使用时间而发生部件性能衰竭，这一直是燃气轮机行业的难点之一，特别是燃气轮机的热端部件最为明显：不修不得不忍受机组的性能下降，频繁维修又会带来维修费用的剧增。但近日，匹兹堡研究人员表示他们可以使用3D打印来解决这一难题，从而在一定程度上推动了燃气轮机行业的改变。

Minking Chyu博士是匹兹堡大学斯旺森工程学院机械工程与材料科学的杰出教授，他最近的研究成果令美国能源部DOE印象深刻，获得了美国能源部60万美元的研究资助。

10月16日，美国能源部宣布，将向Chyu博士的革命性研究提供大量资金支持，其中包括题为“基于3D打印与氧化物分散强化合金的蒸腾和晶格冷却集成系统（Integrated Transpiration and Lattice Cooling Systems Developed by Additive Manufacturing with Oxide-Dispersion-Strengthened Alloy）”的研究。同时，匹兹堡大学提也提供了177,192美元的资金支持，因此Chyu教授已经收到了约78万美元的研究资助，来继续他的燃机部件衰竭3D打印解决方案。

燃气轮机自二十世纪初以来就一直在广泛使用，但现代技术还远非完美。作为混合空气和燃料进行燃烧，以快速旋转扇形叶片以产生机械能的一种复杂旋转机械，燃气轮机是发电的理想选择，但也面临着不少技术挑战。

“在产生大量功率的同时，燃气轮机也会产生大量的热量，并且有被高温损坏的风险。”根据Chyu教授的说法，3D打印可能是解决这些工业燃气轮机冷却技术挑战的关键。

他的研究团队中还有Leighton和Mary Orr两位特聘教授已经在开始探索采用3D打印制造“晶格和蒸腾冷却系统”，同时也在开展氧化物分散加强合金的研发，以保护燃机涡轮叶片，防止过热。

Chyu教授表示：“我们正在研发的合金增加了燃机组件的熔点，从而提高了其耐热性，降低部件衰竭，而且3D打印使我们能够创建复杂的晶格结构，使冷空气更好的进入涡轮内部，进一步降低温度。”

当配备这些合金和3D打印结构时，燃机涡轮遭受的热损伤将大幅减少，并且也可以在更高的温度下工作来提高整个发电效率。美国能源部在燃气轮机技术改进上已经投入了大量的资金，期望美国在这一技术上保持领先优势，带动燃气轮机行业的变革。

Chyu教授的研究成果也是最近由美国源部化石源办公室资助的九个项目之一，该项目为共计540万美元的燃气轮机研究资助项目中的一部分。该项目由美国国家能源技术实验室管理，重点是开发先进创新的燃气轮机技术，以提高能源效率，减少排放，提升性能。