前言：燃气轮机在我国起步较晚，因此在长时间的探索应用中经历了很多挫折，但在不断试错不断摸索中，也得到了快速的发展，弥补了发电燃气轮机起步较晚的缺陷，在我国的经济发展中发挥着重要的促进作用。发电燃气轮机的应用过程中，我们始终秉持着绿色发展的理念，在尽可能提升发电燃气轮机使用寿命以及使用安全性的同时，也十分的关注环境的保护，在生产过程中尽可能的降低排放，减少对环境的破坏，将污染降到最低。因此在此发展目标的指导下，需要结合当前高温材料的应用现状，去探究高温材料在发电燃气轮机上的应用趋势与前景，为我国燃气轮机高温材料的应用指明方向。

一、热部件对材料的要求

1.燃烧筒和过渡段

发电燃气轮机运行过程中燃烧室的稳定性是极为重要的。燃烧室是燃气轮机整体结构中的三大核心部件之一，在发电燃气轮机运行过程中十分重要，也是运行环境相对恶劣的。当燃气轮机进行发电时，筒体的稳定性影响着燃气轮机的运行稳定性，因此在运行过程中为了保证燃烧筒和过渡段的筒体稳定性与可靠性，需要保证燃烧室内部有足够的气体回流，同时筒壁的厚度也会影响运行的稳定性，需要确保筒壁厚度足够的薄，并且需要留有足够数量和大小的冷却孔，在燃烧室的燃烧筒的内部涂抹对应的隔热层，以此来提升燃烧筒的冷却性能与散热性能，在发电燃气轮机运行的过程中可以保持较好的稳定性。发电燃气轮机在运行的过程中，也需要承受一定程度的压力，因此燃烧筒在能够承受自身结构重量的同时，也应该具备一定的刚度和强度，并且在较强刚度的作用下，一定程度上缓解热胀冷缩的问题，从而提升燃气轮机运行的稳定性与可靠性。因此根据以上的要求，我们需要对燃气轮机的热部件的材料进行合理的选择，在选择发电燃气轮机高温材料的过程中，需要选择具有耐高温性能以及抗氧化性能的材料，同时也应该具有足够的刚度与稳定性，确保燃烧筒和过渡段的运行稳定性与安全性，一般选用变形镍基高温合金材料^[1]。

2.透平导向叶片

透平导向叶片在燃气轮机运行过程中起到十分重要的作用。在发电燃气轮机的运行过程中，透平导向叶片可以加速高温气体的流动。同时燃烧室内的热气在释放之后，面对的是一级叶片。此部件需要具备较高的耐热性。燃烧室燃烧所产生的热量大部分会出现在此位置，因此需要选择耐热的叶片，否则当温度过高时，急剧的降温会造成叶片材料的裂纹与断裂，因此需要选择耐高温的材料，在急剧冷却之后可以避免裂纹的出现。同时在燃气轮机运行的过程中，由于透平导向叶片的两端较为固定，因此在燃烧的过程中受热无法像其他部件那样自由膨胀，从而在高温气体的冲击下被腐蚀或损坏。因此叶片的稳定性决定着燃气轮机运行的稳定性，当叶片受到高温气体的冲击等影响出现裂纹或破坏时，容易导致燃气轮机的运行故障，因此叶片的选择十分的重要。在进行燃气轮机叶片选择的过程中，需要选择具备养好导热性、较强稳定性与耐高温氧化性等性能的材料，最佳材料一般选择钴基合金，由于成本比较高昂，一般选择镍基高温合金作为替代材料。

二、燃气轮机热端部件中高温材料的应用与发展

1.通用电气情况与应用

从上个世纪的五十年代以来，燃气轮机就逐渐在世界各地进行使用，并在长期的探索使用过程中得到了极大的开发与发展。经过长期的探索，促进了燃气轮机的技术创新，并且在燃气轮机的材料应用方面也得到了不断的完善^[2]。从而在材料与技术双方面得到了提升，促进了燃气轮机的发展。GE燃烧是材料的选取具有一定的优势,在燃烧室材料的选择方面具有持久性与高效性。同时具备一定的抗氧化性。因此在长久的探索之后，作为燃气轮机的火焰筒材料，并且随着当前科学技术的不断进步，在燃气轮机材料选择与融合方面也实现了更好的发展，进一步的保障的燃气轮机发电过程中的安全性。

2.西门子材料的应用
西门子材料最初的燃气轮机温度为1170℃，且从最初的E级温度提高到了后期F级的1320℃，以此能够进一步达到温度的相关需求。对西门子这两个级别的叶片进行了解，其都以PWA1483单晶叶片作为主要材料，其中还含有部分合金材质，在一定程度上能够达到抗腐蚀的作用。但是，公司从成本方面进行考虑，为了能减少成本方面的支出，该公司在F级燃气轮机叶片材料选择上了E级燃气轮叶片材料，但是在实际应用中效果还算可以。西门子公司这两极燃烧室在材质的选择上主要是以陶瓷隔热瓦块为主，在一定程度上能够将燃烧室的温度过高燃气所隔离，这样一来，就会保护金属材料不被高温所氧化。
3.新型高温材料的未来发展
现如今，对热部件实行降温采取的主要方法就是使冷却功能更高，且在提高冷却功能时也会使用热障涂层来阻隔热量。但是，虽然热障涂层以及冷却功能等能够起到一定的降温作用，但是在降热过程中其本身温度并未得到有效的降低，仍无法达到今后燃气轮机的发展需要。基于此种情况，国际上一些相关研究人员希望能通过开发和创新一种新的高温材料，用以达到今后燃气轮机的应用。但是，在开发过程中，考虑到材料问题，仍倾向于陶瓷、复合材料、金属复合材料、高熔点合金等传统材料作为首要选择^[3]。

三、结束语

综上所述，为了满足当前人们的生活需求，需要对发电燃气轮机进行不断的完善与改革。通过不断的创新，去探索与寻找更加高效的高温材料。在高温材料的选择中，需要选择寿命更长、稳定性更高的材料。保障燃气轮机运行过程中的稳定性与可靠性。同时在不断的探索与创新中，找到燃气轮机高温材料选择的匹配方向，并经过多方的考证来确保高温材料选择的合理性。并且根据燃气轮机不同部位的特点选择合适的高温材料，从而进一步促进发电燃气轮机高温材料的应用。

参考文献：

[1]赵志强.高温材料在发电燃气轮机中的应用和发展[J].硅谷,2015,8(02):144+147.

[2]汪超,沈红卫,梅林波.高温材料在发电燃气轮机中的应用和发展[J].热力透平,2014,43(02):94-100.

[3]李慧. GE燃气发电集团：低碳未来，燃气轮机发电不可或缺[N]. 中国能源报,2021-06-06(006).