典型燃气轮机发电设备的技术特点
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。
燃气轮机技术简介以及9FA重型燃气轮机设备介绍(终版)
汽轮机为三压、再热、抽汽、背压、 SSS离合器，凝汽式 发电机则采用空冷发电机
汽轮机为三压、再热、抽汽、背压、 SSS离合器，凝汽式 发电机则采用空冷发电机
单轴联合循环机组外形图
第三部分 9FA重型燃机主设备介绍
压气机部分
燃烧室部分
透平部分
进气缸
燃气轮机结构示意
计量精度0.5%以内
燃气模块
燃料分配管道
作用：将燃气模块出口 的燃气送至燃烧室。
燃机进气系统
来气方向
进气管道
进气过滤室
防雨罩 自清式 过滤器
燃机排气系统
冷却密封空气管道
冷却通道示意
水洗模块
水洗管道
燃机冷却水系统
燃机支架
燃机火焰探测器
润滑油系统
氢气冷却器
LCI冷却
等等
从业主循环冷却水系统通过冷却水管线分别引 入以上系统，冷却水通过回收管线回到业主冷 却水系统
燃机主要系统描述
天然气调 压站
燃机进气 系统
前置 模块
压气机
燃机计量 系统
燃烧室
压气机抽、 排气
冷却密封 空气管道
冷却通道
燃油前 置模块
加热模 块
雾化空 气系统
水洗 模块
水洗 管道
燃气轮机
润滑、顶 轴油模块
润滑油管 道
轴承
燃气模块
燃料分配 管道
燃烧室
透平
排气系统
余热锅炉
仪用空气
气动设备
燃烧室
冷却水 回油
第二部分 9FA重型燃机及联合循环机组介绍
MS9001FA（以下简称9FA）重型燃气轮机是当今世界上正式投入 商业运行的、技术成熟度最高的燃气轮机机组之一。首台机组于 1991年推向市场，目前是世界上市场占有率最大、累计运行时间最 长的F级燃气轮机组。
燃气发电机介绍
目录一、国内外沼气发电技术现状 (2)二、燃气发电机组的介绍 (2)三、资金支持和专业化生产会吸引更多的投资主体 (13)四、我司在燃气机组的发展领域有这跟广阔的空间和优势 (14)UU1、国内燃气发电机组维护维修频繁 (14)2、国内发电机组的的自身保护设置不合理，易发生运行事故 (14)3、国内发电机组发电效率低 (14)4、国内发电机组寿命短 (15)5、国内机组的自动化水平低，开机与并网操作需要多次作业程序 (15)6、对于此项目与国外同类型机组比较，有一下几大优势 (15)五、燃气发电机的运行流程 (16)六、沼气发酵与沼气预处理 (16)七、高斯科尔燃气发电机组介绍 (21)八、对客户提出的几点要求 (25)1.燃气信息： (25)2.所需机组的信息 (25)3.机组安装地点信息 (26)4.机组所带负载信息 (26)九、锅炉部分介绍 (26)一、国内外沼气发电技术现状沼气技术即厌氧消化技术，主要用于处理畜禽粪便和高浓度工业有机废水。
我国经过几十年的研发应用，在全国兴建了大中型沼气工程2000多座；户用农村沼气池1060万户，数量位居世界第一。
沼气发电在发达国家已受到广泛重视和积极推广，如美国的能源农场、德国的可再生能源促进法的颁布、日本的阳光工程、荷兰的绿色能源等。
生物质能发电并网在西欧如德国、丹麦、奥地利、芬兰、法国、瑞典等一些国家的能源总量中所占的比例为10％左右，并一直在持续增加。
我国沼气发电研发工作有20多年的历史，特别是“九五”、“十五”期间有一批科研单位、院校和企业先后从事了沼气发电技术的研究及沼气发电设备的开发。
在这一领域中，逐渐建立起一支科研能力强、水平高的骨干队伍，并建立了相应的科研、生产基地，积累了较多的成功经验，为沼气发电技术的应用研究及沼气发电的设备质量再上台阶奠定了基础。
沼气发电设备方面，德国、丹麦、奥地利、美国的纯燃沼气发电机组比较先进，气耗率≤0.5m3/kWh（沼气热值≥25MJ/m3）。
SGT-800型燃气轮机-Siemens
发电：简单循环(ISO) 47.5 MW(e) / 50.5 MW(e)联合循环 2x1 (ISO) 135.4 MW(e) / 143.6 MW(e) / energy术语SC: 简单循环CC: 联合循环SCC: 西门子联合循环DLE: 干式低排放HRSG: 余热锅炉PMG: 永磁同步发电机EOH: 等效运行小时数OEM: 原始设备制造商西门子SGT-800型工业燃气轮机集可靠耐用的工业设计与高效率、低排放的特点于一身，同时在燃料、运行条件、维护理念、成套解决方案等方面具备广泛的灵活性，可满足当前及未来的市场需求。
SGT-800型燃气轮机可为一系列工业发电客户如能源公司、独立发电商、公用事业公司和市政电力部门提供经济效益极具竞争力的解决方案。
满足不同需求的出色能力SGT-800型燃气轮机较高的效率和产汽能力使其在热电联产和联合循环电厂（包括流程工业和区域供热）中表现优异。
其耐用的设计和经过验证的高可靠性也使SGT-800型燃气轮机成为炼油厂以及其它油气客户的理想选择。
SGT-800 型燃气轮机有两种功率等级，其 ISO 额定功率为 47.5 MW(e)和50.5 MW(e)。
如果需要在较高的环境温度（高于33°C ）获得优异性能，可选用高温匹配型压气机，以提高输出功率和效率。
燃气轮机的主要特点耐用的工业设计运行简单可靠的双燃料干式低排放技术出色的可用性和可靠性性能衰减率低稳定的甩负荷能力（超速小于5%）所需的供气压力较低大修间隔期及总体寿命长。
运行、燃料和应用的灵活性针对炎热和寒冷气候条件下的标准选件适应不同的运行方案和瞬态响应符合电网规范的标准选件气体燃料成分的多样化有载燃料切换能力优化成套解决方案高排烟余热，具备优异的热电联产/联合循环特性SGT-800型工业燃气轮机SGT-800型成套发电设备34SGT-800型燃气轮机技术规格轴流压气机15级轴流压气机—3级可调导向叶片电子束焊接的转子铬基合金动叶和静叶可磨蚀密封件可控扩散叶面型线燃烧室与排放控制干式低排放燃烧系统30个双燃料DLE 燃烧器安装在环形燃烧室中环形焊接金属板设计隔热的内表面涂层燃料系统单一气体燃料或双燃料（气体/液体燃料） 有载燃料切换能力甩负荷能力供气压力要求 27-30bar （绝对压力值） （390-435psi(绝对压力值)）透平单模块型高效三级透平– 前两级和静叶法兰由空气冷却– 第三级有扣联叶顶围带轴承可倾瓦径向轴承和止推轴承振动和温度监控减速箱双螺旋设计冷端驱动发电机转速1,500 rpm 或1,800 rpm ，适于50 Hz 或60 Hz 的情况发电机■ 四极设计■ 额定电压：10.5 kV/11.0 kV/13.8 kV ■ 50 Hz 或 60 Hz ■ 防护等级 IP54■ 励磁电源来自永磁同步发电机（PMG ）■ 符合IEC/EN 6034-1标准润滑润滑油系统安装在独立的撬块上（典型成套装置）或整合于燃气轮机撬块上（单点起吊式成套装置）■ 带直流后备电源的3x50%交流驱动润滑油泵■ 油冷却器和加热器启动变频器驱动（VSD ）启动电机与变速箱连接控制系统■ 西门子Simatic 控制系统■ 分布式输入/输出其它■ 直接轴向排气■ 火灾与气体检测设备■ 压气机清洗选项空气进气过滤可选择静态过滤器、脉冲式清洁过滤器或HEPA 过滤器■ 碳钢或不锈钢制罩壳，噪声等级（85dB(A)标配）5维护灵活标准的维护方案–基于运行小时和周期的维护方案 –大修间隔时间长达60,000等效运行小时 –现场维护或模块化大修，无需特殊车间维护 – 非现场维护方案：快速更换核心机，最大化机组的可用率 维护设计–紧凑模块化结构，易于维护 –可拆卸燃烧器，便于简单、快速检查 –垂直分拆式压气机外壳，便于进出 –燃气轮机可通过滑轨自罩壳内移出 多个内孔窥视仪检查口客户支持授权服务中心的全球支持网络西门子 7/24 全天候支持，包括紧急服务和专家咨询 全面现场服务远程诊断服务，包括协同故障排除和远程解决问题 OEM 产品升级 关于运行及维护的培训多种维护及服务合同可选性能规格维护灵活，高可用性*联合循环机组 SCC-800 还可采用两台以上的 SGT-800 型燃气轮机。
燃气-蒸汽联合循环机组简单介绍
福建.福州2004.12.29中海福建燃气发电有限公司福建省电力勘测设计院LNG发电厂的技术特点筹建中的——莆田燃气电厂福建莆田燃气（LNG）电厂项目概况项目地位：福建液化天然气（LNG）总体项目配套的9个子项目之一，建成后将满足福建中部、北部沿海主要负荷区电力发展的需要。
厂址位置：位于莆田市湄洲湾畔的秀屿半岛上（东庄镇前云自然村），毗邻福建LNG接收站、中央直属储备粮库、秀屿港，距莆田市区约35km，距福州市区约130km。
规划容量：一期建设4套9F系列35万千瓦等级的燃气蒸汽联合循环发电机组；二期增加4套同类型发电机组；并留有扩建余地。
燃气轮机和联合循环发电设备联合循环发电的优点单轴联合循环发电机组启动方式联合循环发电机组的运行特性交流内容联合循环发电机组的检修周期涉网参数燃气轮机和联合循环发电设备燃气轮机的结构压气机燃烧室燃气透平P OUT =PT-PCPT= 3POUTGE9FA燃气轮机压气机燃烧室燃气透平燃气轮机主要结构压气机燃烧室燃气透平三菱701F燃气轮机本介绍仅供参考，详细和正确的信息必须由厂家提供。
燃气透平燃气轮机主要结构压气机燃烧室本介绍仅供参考，详细和正确的信息必须由厂家提供。
燃气—蒸汽联合循环由于燃气轮机循环的排气温度很高（约450~600℃），且大型机组排气流量高达100~600 kg/s，因而有大量的热能随着高温燃气排入大气。
故将燃气轮机的排气引入余热锅炉，产生高温、高压蒸汽驱动汽轮机，带动发电机发电。
通常在余热锅炉中产生蒸汽带动汽轮机的出力约为燃气轮机的1/2，即汽轮机的出力占整个联合循环的1/3。
目前，大型燃气轮机的热效率达40%，联合循环机组的热效率接近60%。
燃气轮机主要结构余热锅炉本质上是一台烟气/水、汽换热器。
或者说是没有燃烧系统的锅炉。
本介绍仅供参考，详细和正确的信息必须由厂家提供。
联合循环发电的优点燃气-蒸汽联合循环发电的主要优点z电厂的整体循环效率高1.目前超临界的600MW火电机组，其供电效率约40%左右。
燃气-蒸汽联合循环原理简介
燃机和联合循环机组型号
德国SIEMENS/上海电气
燃机型号
SGT5-2000E、SGT5-4000F SGT表示Siemens Gas Turbine 2000E、4000F相当于GE的9E、9F系列
联合循环机组型号
SCC5-4000F CC表示联合循环 表示1套9F系列燃机组成的联合循环机组
美国GE/哈尔滨电气 日本三菱/东方电气 德国SIEMENS/上海电气 法国ALSTOM（无转让）
通过以市场换技术，国外燃机厂家已经将制造 技术分别转让给国内三大动力集团
关键部件在国内的合资厂生产
燃机和联合循环机组型号
燃机种类
重型：工业用、大型，一般出力在4万kW 以上。
轻型：航空改型、小型，一般出力在4万 kW以下。
联合循环机组的特点——效率高
350MW级联合循环机组效率可达到58%， 比常规机组高出15-18%，折合标煤 212g/kwh，比常规1000MW发电煤耗 （290~300g/kwh左右）低很多。
联合循环机组的特点——排放少
最低的环境污染排放。天然气发电，二 氧化碳排放量约为燃煤电厂的42%，氮 氧化物排放量则不到燃煤电厂的20%， 二氧化硫排放几乎为零。可明显减轻日 益严重的环保压力。
联合循环机组的特点——可靠性高
燃气发电实现： 自动、保护投入率100% 启停速度快 系统相对简单、辅机相对较少，整机可
靠性高 可真正实现AGC控制
联合循环机组的特点——出力 和环境温度关系
联合循环机组的特点——出力和环 境温度关系
环境温度升高时，空气密度减小，燃气 轮机的吸气容积流量基本恒定，所以， 环境温度升高，必然导致燃气轮机质量 流量减小，出力下降。
capstone微型燃气轮机——生物质气发电的先进技术
capstone微型燃气轮机——生物质气发电的先进技术从污染源到洁净能源：看凯普斯通（CAPSTONE）如何建造世界上最大的生物质气燃气轮机装置，将垃圾填埋气转变为电力问题提出：减少污染，为社区提供洁净电能。
解决方案：凯普斯通微型燃气轮机以垃圾填埋气为燃料发出洁净电力。
方案优点：·利用废物再生能源最大可发电1.3MW，可供1300个家庭使用·每年减少NOx排放约一万磅·消除沼气，一种比CO2危害20倍的强温室气体·大大减少排放和传统生物质气发电机所需的日常维护·无需为增加气流热值另购燃料·一种可以承受的从废物中获得经济效益和提高环境质量的方法废弃物的新用途洛佩兹峡谷有一座数十年来层层垃圾堆积而成的人造山，这里的垃圾填埋场正如同其他许多垃圾场一样，是城市所必不可少的，但现在它一无是处的景况就要结束了。
洛佩兹峡谷在1996年达到饱和，不得不关闭，然而垃圾却仍在分解释放甲烷和有毒气体。
这些气体最初全部都被焚烧，然而却释放出大量的Nox和其他污染物。
洛佩兹峡谷的遗物就是一个污染源，最少需要数十年对之监控。
但是，垃圾场的领导会议给了它一个新的目标：采纳一种技术，变废为宝，让垃圾成为洁净的再生能源的源泉。
世界最大的生物质气微燃机装置目前为止，由50台凯普斯通微燃机系统在洛佩兹峡谷垃圾填埋场组成的微燃机系统可以说是单一场所设备最多的系统了。
洛杉矶水电局（LADWP）布置、订购并安装的这个系统最多可以发电1.3MW（净输出，实际发电量1.5MW，辅助设备耗电200kW），足以供给1300户家庭使用。
这项革新技术采用的燃料是低热值的垃圾排放气。
这项工程是LADWP和美国南海岸空气质量管理局（SCAQMD）之间仅有的一次合作。
洛佩兹峡谷采用凯普斯通的设备每年可减少一万磅的NOx排放量。
洛佩兹峡谷采用的凯普斯通机型全部是C30沼气和生物质气型机组。
沼气增压到80psig，然后冷却到40℉以去湿。
燃气轮机设备及运行
燃 一、燃气轮机简单循环 P41
气
轮
机
设
备
及
运 简单循环热力过程： 理想：1-2s：等熵压缩过程
行
2s-3s：等压燃烧过程
3s-4´s 等熵膨胀过程
4´s-1 等压放热过程
实际：1-2 2-3 3-4 4-1
燃 简单循环主要性能指标
气 1、热效率
P41
轮
机
设
——工质经过工作循环，把加入到循环中的 热量转变为输出功的百分数
轮 静叶出气边小孔排至主燃气流中。另一部分经一级护环去
机
冷却二级静叶，其中一部分再经二级护环去冷却三级静叶， 流入二级静叶的空气，一部分冷却叶片后从出气边排至主
设 燃气流中，另一部分从内环前端的孔流出，冷却一级叶轮
备
出气侧和二级叶轮进气侧。第二股冷却空气从压气机第5 级引来，经气缸上均布的一圈孔道冷却气缸后，进入排气
机
设
备
we wimg wT wc mg
及 运
we
Ne G
行
G——空气流量，kg/s
燃 3、压比
——压气机出口压力与进口压力之比
气 轮
p2
p1
p2 p1
机 4、温比
设 ——工质的最高温度与最低温度之比，它代表工质被加热
备 的程度．
及
T3
运
Ta
行 Ta——大气温度，K
T3*——透平进口燃气滞止温度，K
设
备
及
运
行
燃 4、透平的绝热膨胀有效效率 T (或 T )
气
透平实际绝热膨胀功与等熵膨胀功与之比
轮
机 设
T*
i3* i4* i3* i4*s
微型燃气轮机研究与应用
微型燃气轮机研究与应用微型燃气轮机是一种高效、可靠、灵活的热力设备，已经在工厂、学校、住宅等多个领域得到了广泛的应用，其中最为典型的就是微型燃气轮机发电。
本文旨在介绍微型燃气轮机的研究现状和应用前景，以及其存在的问题和发展方向。
一、微型燃气轮机概述微型燃气轮机是基于燃气轮机技术的一种小型发电设备，其原理是利用高温高压下的燃气驱动叶轮旋转，驱动发电机工作。
与传统的燃油发电机相比，微型燃气轮机具有高效率、低污染、可靠性高、运行成本低等优点，特别是在固定负载、长时间运行的场合下性能优越。
二、微型燃气轮机技术的研究现状目前，微型燃气轮机技术已经进入一个成熟发展阶段，一些企业和高校开展了相关研究，燃气轮机技术也得到了较大的发展。
总体上，微型燃气轮机技术的研究现状可以概括为以下几个方面：1. 燃气轮机机型设计当前，微型燃气轮机技术的研究主要集中在机型设计方面，包括叶轮和燃烧室的设计。
目前采用的基本叶轮类型有：开式叶轮和封闭型叶轮。
开式叶轮由多片叶片组成，用于传输动能，封闭型叶轮包括静叶、转轮和动叶，广泛应用于工业燃气轮机。
对于燃烧室的设计，主要有截形燃烧室和环状燃烧室等。
2. 燃气轮机材料研究在微型燃气轮机中，钛合金、高温合金等高分子材料的应用得到了很大的发展。
新材料的应用，可以大大提高燃气轮机的温度和耐腐蚀性，提高机器的质量和使用寿命，同时也能够减少由于运行产生的噪音等负面影响。
3. 燃气轮机节能技术研究随着环保和低碳经济政策的逐步推进，燃气轮机的节能技术也愈发重要。
经过多年的研究，目前主要有三种燃气轮机的节能技术：循环废热利用技术、燃气轮机热交换技术、燃气轮机冷凝技术。
在这些节能技术的帮助下，微型燃气轮机的能源利用效率得到了更大程度的提高。
三、微型燃气轮机的应用前景微型燃气轮机具有很大的应用前景和市场需求。
在现今紧张的能源环境下，燃气轮机的优势非常明显，不仅可以解决能源供电和环境污染等问题，同时也能够推动低碳经济和工业发展。
m701j燃气蒸汽联合循环发电书
M701J燃气蒸汽联合循环发电书一、介绍燃气蒸汽联合循环发电是一种高效、清洁的发电方式，通过将燃气轮机和蒸汽轮机相结合，利用燃气轮机排出的废热产生蒸汽，再驱动蒸汽轮机发电。
本文将全面、详细地探讨M701J燃气蒸汽联合循环发电的原理、特点、应用以及未来发展方向。
二、原理M701J燃气蒸汽联合循环发电系统由燃气轮机、蒸汽轮机、余热锅炉和发电机组等组成。
其工作原理如下：1.燃气轮机：燃气轮机是整个系统的核心部件，它通过燃烧燃气产生高温高压的燃气，然后将燃气推动涡轮旋转。
涡轮旋转时释放出的能量驱动发电机产生电能。
2.蒸汽轮机：燃气轮机排出的高温高压燃气进入余热锅炉，余热锅炉利用燃气中的余热产生蒸汽。
这些蒸汽进入蒸汽轮机，驱动蒸汽轮机旋转，产生额外的电能。
3.余热锅炉：余热锅炉是将燃气轮机排出的高温高压燃气中的余热转化为蒸汽的设备。
蒸汽产生后，可以供给蒸汽轮机发电，也可以用于其他工业生产过程中的热能需求。
三、特点M701J燃气蒸汽联合循环发电具有以下特点：1.高效率：燃气轮机和蒸汽轮机相结合，充分利用了燃气轮机废热产生的蒸汽，提高了发电系统的总体效率。
相比传统的燃煤发电，燃气蒸汽联合循环发电的效率更高。
2.环保清洁：燃气蒸汽联合循环发电系统采用天然气等清洁能源作为燃料，燃烧过程中产生的污染物少，对环境的影响较小。
同时，通过余热锅炉回收废热，进一步减少了能源的浪费。
3.灵活性强：M701J燃气轮机具有快速启动和负荷调节能力强的特点，适用于应急发电和调峰需求。
同时，该系统还可以与其他能源发电系统相结合，形成混合能源发电系统，提高能源利用效率。
4.经济性好：燃气蒸汽联合循环发电系统具有较低的维护成本和较长的使用寿命，能够降低发电成本，提高经济效益。
此外，由于其高效率和环保特性，还可以获得政府的支持和补贴。
四、应用M701J燃气蒸汽联合循环发电系统在以下领域得到广泛应用：1.电力行业：燃气蒸汽联合循环发电系统可以作为基础电力供应的主要方式，可用于城市、工业园区等大型电网的供电。