在介绍微型燃气轮机之前,我们首先来简单介绍一下燃气轮机。现代燃气轮机是一种以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转,将燃料的能量转变为有用功的叶轮式机械。燃气轮机重心部件包括压气机、燃烧室和涡轮; 外界空气被吸入压气机,经过压气机压缩使之升温、增压;压缩空气被压送到燃烧室,在此与燃料混合后燃烧,生成高温高压燃气;燃气随后进入涡轮中膨胀做功,推动涡轮转动;涡轮反过来带动压气机和外部负荷,实现燃料的化学能转化为机械功或电能。在充满竞争的电力零售市场上,微型燃气轮机凭藉其综合发电成本低的优势会在未来的电力系统中占重要的位置。海口微型燃气轮机

近年来,随着分布式供能系统的发展,微型燃气轮机在我国得到了高度重视。燃烧室是微型燃气轮机的关键部件,高效低污染燃烧室是发动机排放性能先进性的体现。研究了100kW级微型燃气轮机低NOx排放燃烧室的设计方法,并对其流动、燃烧特性及NOx排放特性进行了数值模拟和实验研究。热电联产系统(CombinedHeatandPower,CHP)是分布式能源的重要组成部分,而微型燃气轮机是热电联产系统的关键部件,同时也是动力与热力的来源。热电联产系统需要在无人值守的情况下,长期稳定的运行。因此,对微型燃气轮机的容错控制的研究显得尤为重要。哈尔滨地面燃气轮机微燃机燃烧室温升较低,污染物排放水平也不高。

微型燃气轮机的进一步研发使微型燃气轮机在我国电力系统中发挥着重要作用,特别是高速永磁发电机的出现,很大地降低了发电机组的投资成本和发电机组的质量,缩小了发电机组的体积,采用了电力电子技术使发电机和压缩机之间不需要减速机构建立连接,热回收系统的配置使微型燃气轮机的发电效率极大提高。由于微型燃气轮机特有的运动部件少使机组的具有使用寿命长及维护操作成本远远低于普遍使用的发电机成本等优点,现在普遍用于分布式电源、热电联供和车辆混合动力中。
微型燃气轮机的独特设计之处在于它的压缩机和发电机安装在一根转动轴上,该轴由空气轴承支撑,在一层很薄的空气膜上以96000r/min转速旋转。这是整个装置中只有的转动部分,它完全不需要齿轮箱、油泵、散热器和其他附属设备。这种微型燃气轮机已在全球销售了2000台,累计运行3×106h。这种微型燃气轮机采用的几项关键技术如下:空气轴承。空气轴承支撑着系统中只有的转动轴。它不需要任何润滑,从而节约了维修成本,避免了由润滑不当产生的过热问题,提高了系统可靠性。它可使微型燃气轮机以较大输出功率每天24h全年连续运行。微燃机的维护是很少的,微型燃气轮机采用独特的空气轴承技术,系统内部不需要任何润滑,节省了日常维护。

鉴于我国目前的电力发展及其分布不很均衡以及微型燃气轮机的技术特点及其优越性,微型燃气轮机将在我国得到普遍的重视与应用。目前,在中科学技术部“863”项目支持下,由中国科学院工程热物理研究所、哈尔滨东安集团、西安交通大学三家单位组成的产学研联合体已经完成100KW级微型燃气轮机的样机设计,并通过了验收,预计在不久的将来推出市场。航天科工三院完成了30KW级微型燃气轮机的样机设计。中航工业六〇八所也有类似机型问世。国内商用机型,包括了30kW、65kW和200kW的产品。由于进口产品价格高、维护成本高,所有应用受到很大限制。一旦国产机型达到量产水平,将有力推动微型燃气轮机在国内各行业的应用。微型燃气轮机在生产电力的同时回收利用了燃烧后的废热,可同时提供供暖服务和空调制冷服务。太原天然气燃气轮机
微型燃气轮机的废气排放少,使用天然气或丙烷燃料满负荷运行时,排放的体积分数NOx小于9×10-6。海口微型燃气轮机
先进微型燃气轮机技术是21世纪能源动力系统中的关键关键技术,对于我国相关领域如能源、电力、航空、航天、舰船、车辆、等国民经济和**建设中的高新技术发展和移植有着重大作用,同时也是目前世界上一个国家工业基础先进程度的重要标志,燃气轮机发电技术在我国兴起才十余年,但相对于燃煤发电技术,在热效率和环境保护等方面均具有明显的技术经济效益和社会效益,微型燃气轮机轮机作为小型分布式发电技术或动力装置,具有更为灵活、安全、洁净、廉价的发电和热电联供方式,符合对能源供给多样化的发展需求;而且由于不需要水,可以应用于我国严重缺水地区,所有这些都特别符合我国21世纪可持续发展的战略思想。海口微型燃气轮机