先进微型燃气轮机的特点与应用前景_翁一武
微型燃气轮机技术特点研究及其应用于分布式发电领域的前景展望
微型燃气轮机技术特点研究及其应用于分布式发电领域的前景展望伍赛特【摘要】介绍微型燃气轮机的技术特点及其相关部件特征,展望其在分布式发电系统中的应用前景.微型燃气轮机是一类新型节能环保型电源,适合在城市、乡村、边远地区推广应用,且前景广阔.相比于传统的内燃机发电方式,它在结构尺寸、运行维护以及污染排放等方面更具优势.尽管目前我国还不具备大规模开发生产微型燃气轮机的能力,但随着相关技术的不断发展与完善,微型燃气轮机终将得以广泛应用.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2019(036)006【总页数】4页(P45-48)【关键词】微型燃气轮机;分布式发电;分布式能源;燃气轮机;内燃机【作者】伍赛特【作者单位】上海汽车集团股份有限公司,上海 200438【正文语种】中文0 引言燃气轮机是一类常见的热力涡轮机械，在工业生产和国民经济发展过程中均得到了广泛应用。
近年来，以微型燃气轮机为代表的新型燃气轮机动力装置逐渐走入人们的视野，并以其显著的技术优势逐渐受到了广泛关注[1-4]。
1 微型燃气轮机及其技术特点微型燃气轮机是一种新型燃气轮机，功率通常为30～350 kW。
它的热力循环原理虽与普通燃气轮机相同，但因为尺寸及输出功率较小，在设计、结构和用途等方面又与一般的燃气轮机有着不同。
（1）体积小，热电联产装置体积大约只有0.35 m3；（2）单位质量轻小，约为柴油机组的1/3；（3）采用单级向心式压缩机，且压缩比较低，一般为3～5；（4）采用单级向心式涡轮，压缩机与涡轮背靠背布置，并采用整体托盘结构；（5）采用单管式燃烧室，空气进入燃烧室前通过板翅式回热器预热；（6）发电机为通过涡轮直接驱动的内置式高速逆变永磁式发电机；（7）采用空气轴承可实现50 000～120 000 r/min的超高转速，且几乎不消耗润滑油；（8）摩擦部件少，燃气温度低，可靠性高，寿命长（可达40 000～80 000 h）；（9）热电联产系统维护费用少，远低于柴油发电机组；（10）采用回转式机械结构，振动较小，且运行平稳、噪声低；（11）污染排放少，NOx微排放小于9 mg/kg，是目前理想的绿色环保电源；（12）扩容方便，并可实现多台并联后的单独控制和同步输出，适用于分布式能源系统。
微型燃气轮机走向商业化
微型燃气轮机走向商业化微型燃气轮机走向商业化摘要：对MTG（Microturbine-generator）--微型燃气轮机发电机的发展作一个简要的回顾，介绍MTG的主要特点，并列出几个有代表性产品的技术参数，供国内同行参考。
关键词：回热循环；燃气轮机中图分类号：TK479+.11文献标识码：D文章编号：1009一2889（2000）04一0013一041回热器与高速发电机的发展为微型燃气轮机带来了生机长期以来，几十至几百kW的小型发电机组市场，一直由内燃发电机组占领，燃气轮机几乎没有立足之地。
原因是小功率燃气轮机单循环的效率比较低，无法与内燃机相匹敌。
而且，小功率燃气轮机转速高，通常需要采用齿轮减速器降速后与发电机相连，笨重的减速器和低速发电机，把燃气轮机结构轻巧的特点给抵消了。
人们早就认识到可以采用回热循环来提高效率，但是常规回热器的体积与重量比燃气轮机本身还要大，而紧凑式的回热器制造成本很高，所以，除了个别燃气轮机（如KG3）有带回热器的衍生型外，回热循环的地面应用始终打不开局面。
随着美英联合开发舰用回热中冷燃气轮机的成功进展，板翅式回热器在工艺及制造成本方面的突破，高速发电机从军用走向民用，地面用的带回热器的小功率燃气轮机重新引起人们的重视。
MTG大都采用回热循环。
通常它由透平、压气机、燃烧室、回热器、发电机及电子控制部分组成，从压气机出来的高压空气先在回热器内接受透平排气的预热，然后进入燃烧室与燃料混合、燃烧。
大多数MTG由燃气轮机直接驱动内置式高速发电机，发电机与压气机、透平同轴，转速在50000～120000rpm之间。
一些单轴MTG设计，发电机发出高频交流电，转换成高压直流电后，再转换为60Hz480V的交流电。
2分布式发电市场前景看好MTG运动部件少，结构简单紧凑，因而其可靠性好、制造成本与维护成本低。
为了进入市场，制造商给自己定下的最低指标是：·运动部件寿命40000小时；·热耗12000至16000Btu／kWh（12660至16880kJ／kwh）；·污染物排放小于9ppm；·安装与维护简单，而且便宜。
微型燃气轮机领域专利技术综述
微型燃气轮机领域专利技术综述微型燃气轮机的应用前景广阔，主要用于军用车辆的辅机电站、分布式发电、热电冷联供、车辆混合动力装置等领域，近年来发展迅速。
标签：微型燃气轮机；专利；综述引言燃气轮机是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内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机，它是继蒸汽轮机和内燃机之后的新一代动力装置[1]。
而微型燃气轮机是一种小型热力发动机，是发电功率在几百千瓦以内的动力装置[2，3]。
李军军[4]、赵巍[5]、苏玲[6]等分别对微型燃气轮机在分布式发电、联合循环、控制策略等领域进行了相关研究。
但是目前对微型/小型化燃气轮机领域的专利分析的研究很少，然而从专利分析角度分析相关行业的专利布局情况，有助于了解该领域目前的研究现状，从而为相关企业、科研机构的技术、产品的研发方向提供参考，因此，专利分析已经是企业战略与竞争分析中的一种非常实用的方法。
因此，本文从微型燃气轮机2010-2016年的专利申请量、本领域的专利权人、所属IPC分类号等数据，来分析国内微型燃气轮机的专利现状，以便为我国微型燃气轮机的主要研究领域和发展方向提供一些参考价值。
1 国内微型燃气轮机领域的专利现状分析1.1 微型燃气轮机的专利申请数量的分析本文通过对2010-2016年的微型燃气轮机领域的专利申请数量进行统计，以便了解近年来国内微型燃气轮机的研发活跃度，如图1所示。
從2010-2016年间的微型燃气轮机的专利申请数量可以看出：2010-2016年，除2014年外，专利申请量处于递增的状态，尤其是在2013年，微型燃气轮机领域的专利申请量的增幅较大，2015-2016年，专利申请量也都有小幅增长。
这表明，近年来微型燃气轮机的研究逐渐成为燃气轮机领域的一个研究热点，其应用前景广阔。
1.2 微型燃气轮机领域的申请人分析本文通过对2007-2017年微型燃气轮机领域专利申请数量较多的申请人进行统计，可以得出微型燃气轮机领域中近年来研发活跃、技术水平较为领先的相关企业和科研机构，如图2所示。
先进微型燃气轮机的特点与应用前景_翁一武
美国、日本和欧洲国 家都在 进一步强化新一代微型燃气轮机 系统的研究、开发和演示。美国
国家能源部( DOE) 已制定了 2000 ~ 2006 年度财政计划项目/ 先进 微型燃气轮机系统0, 该项目共投 资 1. 63 亿 USD, 研制微型燃气轮 机系统的功率范围从 25 ~ 1 000 kW 之 间, 带 回热的 微型 燃气 轮 机, 效率和寿命都有很大的提高。 新一代微型透平系统主要是针对 实现以下几个性能目标:
第2期
翁一武, 等: 先进微型燃气轮机的特点与应用前景
# 113 #
气轮机的效率, 使 其达到可以和 往复发电机组系统竞争的 程度, 其功能是先预热燃烧室需使用的 空气, 减少燃料消耗。回流换热 器采用不锈钢制成外壳, 寿命长, 效率可达 90% , 燃气轮机的效率 则可从 18% 达到 30% 。
Rand( Northern Research and Eng-i neering Company) 有从 30~ 250 kW 范围的几种微型燃气轮机 产品, GE 有 75~ 350 kW 的产品, 英国 Bowman 公司有 35~ 200 kW 的产 品。其 它 公 司 如 Allison Engine
2. 8
1. 4
柴油 250( 850)
55( 10m) 40 000
NREC
Power work 70 33
60 000 3. 3
Honeywell
Para llon75 75
28. 5 65 000
3. 7
微型燃气轮机
微型燃汽轮机1引言功率为数百kW及以下的燃气轮机在20世纪40~60年代就已存在，但由于其发电效率低，长期以来，几十至几百kW的小型发电机组市场一直由内燃发电机组占领。
随着高效回热器由军用转入民用，微型燃气轮机的发电效率显著提高。
20世纪90年代初出现了无齿轮箱的燃气轮机，有些机组采用了不需要润滑系统的空气轴承，使得微型燃气轮机的结构更为紧凑，几乎不用维护。
微型燃气轮机体积小、重量轻、适用燃料范围广，可靠近用户安装，显著提高了对用户供电的可靠性。
这些优点使得微型燃气轮机在分散式供电、热电联供和车辆混合动力方面的应用得到了迅猛发展[1]。
1998年末美国Capstone公司推出了第1台商业化的微型燃气轮机装置，现已有多家公司研制和生产这种微型燃气轮机，主要集中在北美、瑞典和英国。
美国AlliedSignal公司估计，到2010年微型燃气轮机发电机组的销售额将达到100~150亿USD[2]。
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，这种热电联产的发电形式越来越受欢迎[3]。
我国也在医院、机场、楼宇等领域有应用的实例，并取得了较好的效果[4]。
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必将在未来的电力系统中占据越来越重要的位置[5]。
2003年冬季，英国Powergen公司将开展微型电站装入居民家庭厨房的试点工程。
这种燃气电站可取暖、供热水、发电，试验表明一年可节约能源费用249.6USD。
微型燃气轮机在未来的电力系统中必将同大型集中式电站一起为用户提供清洁便宜的能源服务。
2微型燃气轮机的结构微型燃气轮机是热电联产发电机组，美国Capstone公司生产的微型燃气轮机的工作原理如图1所示，内部结构剖面如图2所示。
Capstone公司生产的微型燃气轮机的主要组成部分包括：发电机、离心式压缩机、透平、回热器、燃烧室、空气轴承、数字式电能控制器（将高频电能转换为并联电网频率，提供控制、保护和通讯）。
科技成果——微型燃气轮机
科技成果——微型燃气轮机
项目概述
燃气轮机广泛应用于飞机、船舶和工业部门，大体可分为航空发动机、轻型燃气轮机、重型燃气轮机三个方面。
航空发动机一般不带有动力涡轮，而轻型与重型燃气轮机则带有动力涡轮。
燃气轮机以空气为介质，一般包括压气机、燃烧室和燃气涡轮三个部分，空气经压气机进行压缩，提高空气的压力和温度，高温高压空气进入燃烧室与燃料充分混合，燃烧后形成高温高压燃气，燃气具有做功能力，进入燃气涡轮中推动涡轮旋转，一方面带动压气机工作，另一方面对外输出功率。
简单循环中，涡轮发出的机械功有1/2到2/3左右用来带动压气机，其余的1/3左右的机械功用来驱动发电机。
本项目涉及的微小型燃气轮机属于轻型燃气轮机范畴，一般功率在100-2000kW，结构形式以离心压气机和向心涡轮为主，主要应用于微小型设备的动力，应急发电，冷热电联供等军民用行业，具有较好的市场前景。
项目成熟情况目前该微型燃气轮机已经过部件设计、整机装配与点火实验，技术成熟度达到4级，通过性能试验及整机耐久考核后，可实现工程应用。
应用范围
微小型燃机区别于航空发动机和轻型燃机，是功率档次在100-2000kW量级，由于其体积小、功率密度大、排放洁净、噪音小等特点，可应用于军事设备以及民用设备中。
微燃机应用及市场前景
微型燃气轮机(简称微燃机)是发电功率在几百千瓦以内的小型热力发动机或动力装置, 由径流式叶轮机械、单筒形燃烧室和回热器构成。
径流式叶轮机械即向心式透平与离心式压气机, 在转子上两者叶轮为背靠背结构, 结构简单、紧凑、便于移动。
微燃机技术是20世纪90年代初发动机行业发展的一项重要技术。
图1 微燃机结构微燃机发电机组由微燃机、发电机和数字电力控制器等组成, 以天然气、甲烷、汽油、柴油等为燃料, 具有可靠性高、寿命长、噪声低、重量轻、体积小、低污染轻、可选燃料多、油耗低、可遥控、可自诊断以及多台集成扩容等优点, 具有很好的民用需求前景和军事应用价值, 对于能源、电力、航空、航天、舰船、车辆以及军事领域的技术发展有着重要作用, 已受到世界各国的广泛重视。
一、微型燃气轮机优势1)极高的可靠性微型燃气轮机是为持续运行的常规发电而设计开发的，整套系统只有一个运动部件，并采用空气轴承技术，因此其连续运行可靠率高达99.996%，平均每年的停机检修时间不超过2小时，其停机率远低于备用电源发电机组。
2)超长使用寿命微型燃气轮机的使用寿命为20年。
3)保养间隔长，维护成本低结构简单，采用空气轴承和冷却，不需润滑系统，散热系统，冷却剂等，因此保养周期约为8,000小时，维护成本只有往复式内燃机的5％。
4)发电效率高采用回热技术，发电效率约为30％。
5)适用多种能源气体燃料：天然气，垃圾填埋气，油田伴生气，污水发酵气，煤层气，生物质气等液体燃料：柴油，煤油6)超低噪声、无振动系统结构简单，采用空气轴承技术，旋转速度高达96,000rpm，运行非常平稳，无振动，而且主要产生高频噪音，但很容易被隔音材料吸收，因此噪声水平很低，距燃机10米处测量为65dB。
7)超低排放微型燃气轮机采用富氧燃烧，因此颗粒和烟度排放几乎为零，NOx排放< 9ppm。
二、微燃机的主要应用领域与国内应用实例2.1 主要应用领域微型燃气轮机的主要应用场所包括：废气燃烧地点；需要提供临时和长期电力的地点；在经常停电的地点提高电能质量和供电可靠性；电费较高的地点；无电网的偏僻地点；可用峰荷电价向电力交易中心卖电；要求联合提供热电冷服务的地点。
向心式微型燃气轮机的功能
向心式微型燃气轮机的功能
随着科技的不断发展，人们对于能源的需求也越来越大。
而燃气轮机作为一种高效、可靠、灵活的能源转换设备，已经成为了现代工业和交通运输领域中不可或缺的一部分。
而在燃气轮机中，向心式微型燃气轮机则是一种新型的燃气轮机，它具有体积小、重量轻、效率高等优点，被广泛应用于航空、航天、军事、医疗等领域。
那么，向心式微型燃气轮机具体有哪些功能呢？
一、发电
向心式微型燃气轮机可以通过燃烧燃气来产生高速旋转的轴，从而带动发电机发电。
相比传统的燃气轮机，向心式微型燃气轮机具有体积小、重量轻、启动快、效率高等优点，可以在较小的空间内实现高效的发电。
二、动力
向心式微型燃气轮机还可以作为动力装置，用于驱动飞机、导弹、火箭等航空航天器的飞行。
由于向心式微型燃气轮机具有高效、可靠、灵活等特点，因此在航空航天领域中得到了广泛的应用。
三、供热
向心式微型燃气轮机还可以通过燃烧燃气来产生高温高压的热气流，
从而实现供热的功能。
在冬季，向心式微型燃气轮机可以为家庭、工厂等提供暖气，为人们的生活和生产带来便利。
四、医疗
向心式微型燃气轮机还可以用于医疗领域。
在手术中，向心式微型燃气轮机可以为手术室提供洁净的空气，保证手术的安全和卫生。
同时，向心式微型燃气轮机还可以为医疗设备提供动力，如心脏起搏器、呼吸机等。
向心式微型燃气轮机具有广泛的应用领域和多种功能，可以为人们的生产和生活带来便利和效益。
随着科技的不断发展，向心式微型燃气轮机的应用领域和功能还将不断扩展和完善，为人们创造更多的价值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
( 1) 电力系统摆脱了原有的 集中控制方式, 分布式供能系 统 得到迅速发展, 并开始广泛使用。 随着全球范围内的能源与动力需 求结构特别是电力系统的放松控 制( Deregulation) 以及环境保护等 要求的变化, 微型燃气轮机得 到 了电力、动力等有关部门的高 度 重视, 特别是在美国、欧洲等国家 发展迅猛。
( 1) 微型燃气轮机: 这种非常 小的高速燃气轮机是采用了简单 的径向设计原理, 与大型的工 业 用燃机复杂的轴向设计相比更加 简单可靠。恒温运行排除了使用 高成本的尖端材料。与往复式内
燃机相比, 维修成本更低, 振动更 小, 排放更低, 结构更紧凑。微型 燃机的主要性能是单级径向压缩 机、低排放环型燃烧器、单级径向 透平、压比 4 1、空气轴 承( 或双 润滑油系统轴承) 。
高效率 燃料 电力转化 效率至少达到 40% ;
环保优势 对于天然气系 统, 在实际工作范围 NOx 排放低 于 7 10- 6 ;
耐用性 大修间隔 11 000 h, 设计寿命达到 45 000 h;
经济性 系统成本低于 500 USD kW, 单位电力成本与 其 他形式( 包括公共电网) 相比具有 竞争力, 可以选择多种燃料: 天然 气、柴油、乙醇、掩埋垃圾产成 的 气体, 以及微生物法得到的液 体 或气体形式的燃料。
关 键 词: 微型燃气 轮机; 分布 式发 电; 冷 热 电 联 供; 燃 料 电 池
中图分类号:TK14, TM911 文献标识码: A
1引言
先 进 微 型 燃 气 轮 机 ( Ad vanced Microturbine) 是 一 类 新 近 发展起来的小型热力发动机, 其 单机功 率范围 为数十 至数百 千 瓦, 基本技术特征 是采用径流式 叶轮机械( 向心式透平和离心式 压气机) , 在转子上两者叶轮为背 靠背结构, 回热器 一般为高效板 翅式, 一些机组还采用空气轴承, 不需要润滑油系统, 这样结构更 简单。先进微型燃气轮机设计概 念是将燃气轮机和发电机设计成 一体, 整台燃气轮 机发电机组的 尺寸显著减小, 重量减轻, 优点明
2 先进微型燃气轮机的发 展及特点
微型燃气轮机的雏形可追溯 到 20 世纪 60 年代, 但作为一种 新型的小型分布式能源系统和电 源装置的发展历史则较短。1995
收稿日期: 2002- 06- 10; 修订日期: 2003- 02- 12; 基金项目: 国家重点基础研究发展规划基金资助项目( G1999022303) ; 国家自然科学基金资助项目( 50176031) 作者简介: 翁一武( 1963- ) , 男, 浙江杭州人, 上海交通大学教授, 博士生导师.
60 000 3. 3
Honeywell
Para llon75 75
28. 5 65 000
3. 7
18. 4
22. 2
天然气、柴油 200( 870) <9
80 000
天然气、柴油 250( 930) 9- 25 65( 10m) 40 000
第2期
翁一武, 等: 先进微型燃气轮机的特点与应用前景
45, 60, 80 25~ 30 110 000 4. 0
15. 6
天然气、柴油 280( 920) < 25 65( 10m) 54 000
IHI 日产 Dynajet2. 6
2. 6 8~ 10 100 000
2. 8
1. 4
柴油 250( 850)
55( 10m) 40 000
NREC
Power work 70 33
图 1 Capstone 微型燃气轮机发电机组
图 1 为 Capstone 微型燃气轮 机发电装置的部件示意图, 其 主 要部件包括离心式压气机、单 筒 形燃烧室、向心式透平、回热器以 及发电机。
微型燃气轮机以径流式叶轮 机械为技术特征, 采用回热循 环 大大增加了微型燃气轮机的竞争 力。微型燃气轮机发电机具有 4 项主要特征:
带有回热、变频、高速电机等 设施, 微型燃气轮 机的效率达到 25% ~ 29% 左 右 ( 研 制 目 标 40% ) ; 冷 热电 ( Cooling, Heating, Power ) 能 量 利 用 率 达 70% ~ 90% ; 污染物排放 NOx 不高于 9
10- 6 ; 功率范围为数十 至数百 千瓦。
表 1 国外微型燃气轮机的主要性能
生产厂家
产品型号 额定功率 kW 发电效率 % 转速 r min- 1 压比
燃 料 耗 率 m2 h- 1 燃料类型 排( 进) 温度
NOx ( 10- 6 )
噪声 dB 寿命 h
Capstone C30 30, 60
25( 2) 96 000
3. 2
9. 3
天然气、柴油 270( 840) <9 65( 10m) 40 000
Company, Williams International, Teledyne Continental Motors, 欧 洲 ( Volvo 和 ABB) 和 日 本 ( Toyota, IHI 和川崎) 公司 也已经 开发 出 微型燃气轮机产品, 并开始进入 国际市场。
目前国际市场微型燃气轮机 产品的主要性能指标( 见表 1) :
112
热能动力 工程
2003 年
年在美国动力年会上, Allied Sig nal、Capstone 与 Elliott 公司展示了 25~ 75 kW 微型燃气 轮机样 机, 其后发展迅速, 每 年均有样机推 出。目前 已有 多 种产 品 进入 市 场, Honeywell ( Allied Signal) 公 司 的 75 kW 产品, Capstone 公司 的 30 kW 和 60 kW 产品, Elliott 公司 有 45 kW 和 80 kW 产品, Ingersoll
10- 6 , 燃用轻 柴油时小 于 35 10- 6 , 噪声小于 65 dB( 10m) , 系统连 续可靠运行 400 h( 平均负荷率不低 于 80% ) , 热 电联 供 热 效率 达 到 80% 以上, 工艺达到小批量生产要 求。技术经济指标不低于国际市 场上 2000 年的水平, 产品在国际市 场上具有竞争力。
国内科技部制定了先进微型 燃气轮机系统研发的目标, 要求在 2002~ 2005 财政年度研制的微型燃 气轮机整机技术指标达到设计功
图 2 Bowman 公司的 TG35 微型燃气轮机冷热电联供系统
率 100 kW, 本体发电效率带回热时 不低于 29% , NOx 排放( 折算含氧 量 15% , 干基) 燃用天然气时低于 9
由于微型燃气轮机系统有以 上显著的特点, 使 得微型燃气轮 机的应用很广, 可 以用于分布式 发电及冷热电联供系统, 汽车混 合动力系统和微型燃机- 燃料电 池联合系统等。
美国、日本和欧洲国 家都在 进一步强化新一代微型燃气轮机 系统的研究、开发和演示。美国
国家能源部( DOE) 已制定了 2000 ~ 2006 年度财政计划项目 先进 微型燃气轮机系统 , 该项目共投 资 1. 63 亿 USD, 研制微型燃气轮 机系统的功率范围从 25 ~ 1 000 kW 之 间, 带 回热的 微型 燃气 轮 机, 效率和寿命都有很大的提高。 新一代微型透平系统主要是针对 实现以下几个子同轴, 整个燃气轮机发电 机 组只有一个运动部件, 可靠性 大 大加强, 做到了几乎免维护。因 此微型燃气轮机具有强大的生命 力, 现在国外有多家公司在研 制 和生产这种燃气轮机, 国内有 关 部门也已规划组织研发。
近几年来, 各国对 1 000 kW 以下的微型燃气轮机的研究和开 发, 以及市场销售成为一个热点, 其原因主要如下:
( 2) 科学技术的进步已使微 型燃气轮机的经济性、污染物 排 放、可靠性以及使用寿命等指 标 都大大提高, 可以与大型火电 机 组相比较。先进微型燃气轮机具 有尺寸小重量轻、燃料适应性强、 低燃料消耗率、噪音低振动小、污 染排放低、维护费用低廉、不需用 水冷却等一系列先进技术特征,
可以广泛应用于小型分布式发电 及冷热电联供。
本文结合国外微型燃气轮机 的研发及应用情 况, 叙述了先进 微型燃气轮机技 术, 对以微型燃 气轮机为核心富有前景的应用方 向: 小型分布式能源系统和微型 燃气轮机- 燃料电池混合系统进 行了探讨, 展望了微型燃气轮机 在我国的应用前 景, 提出了我国 微型燃气轮机发电机组研发的关 键技术及应采用的技术方法。
3 微型燃气轮机的应用
3. 1 冷热电联供系统 目前, 以天然气 为原料的小
型、微型容量的新型分布式能源 技术设备和冷热 电联供设施, 将 能源利用效率和环保标准提高到 一个全新的层次。这一能源系统 将会从根本上改 变目前发电、供 热和制冷互相分 离, 通过大型电 力、热力设施, 从 高压、中压到低 压的自下而上的传统能源系统。
113
气轮机的效率, 使 其达到可以和 往复发电机组系统竞争的 程度, 其功能是先预热燃烧室需使用的 空气, 减少燃料消耗。回流换热 器采用不锈钢制成外壳, 寿命长, 效率可达 90% , 燃气轮机的效率 则可从 18% 达到 30% 。
(4) 功率逆变控制器: 透平交 流发电机的电力输出频率是1 000 ~ 3 000Hz, 必须转换成 50 或60Hz, 一个由微型处理机控制的功率调 解控制器可进行输出频率转换, 也 可调解成其它输出频率, 以便提供 不同质量和特性的电能。功率调 解控制器可根据负荷的变化调节 转速, 也可根据外部电网负荷变化 运行, 或可做为独立系统运行, 还 包括远程管理、控制和监测。