微型燃氣輪機是如何一步步發(fā)展過來的。微型燃氣輪機的應(yīng)用起源于20世紀40-60年代。該時期開始出現(xiàn)功率為幾百千瓦的燃氣輪機,并主要用于航空動力輔助系統(tǒng)(APU)和大型載貨汽車柴油機的渦輪增壓器。到了20世紀60年代,美國國家航空與宇航管理局(NASA)在渦輪增壓器的基礎(chǔ)上,成功研制了一種帶減速齒輪箱結(jié)構(gòu)的微型燃氣輪機發(fā)電裝置,并于70年代的開展了微型燃氣輪機在航天飛機上作為輔助動力裝置的研究。此時微型燃氣輪機發(fā)電技術(shù)雖然得到了迅速的發(fā)展,但是由于小功率燃氣輪機轉(zhuǎn)速高,通常需要通過減速齒輪箱與發(fā)電機相連,導(dǎo)致整個機組結(jié)構(gòu)笨重。而采用回?zé)嵫h(huán)雖然能夠提高微型燃氣輪機效率,但是常規(guī)回?zé)崞鞯捏w積與重量比燃氣輪機本身還要大,而緊湊式的回?zé)崞髦圃斐杀竞芨?,使得回?zé)嵫h(huán)的地面應(yīng)用始終打不開局面。 微型燃氣輪機具有與重型燃氣輪機相似的循環(huán)和組件。昆明低排放燃氣輪機
微型燃機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速很高,一般30000~100000rpm之間,高速軸承是微型燃氣輪機研制的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前多采用空氣軸承。微型燃氣輪機回?zé)崞魍ǔ2捎冒宄崾?,結(jié)構(gòu)簡單,換熱效果好,流阻低;燃燒室溫升較低,污染物排放水平也不高;各部件均采用模塊化設(shè)計,零件數(shù)量少,可靠性高。整個系統(tǒng)以微型燃氣輪機為關(guān)鍵動力裝置,以天然氣、沼氣、合成氣以及柴油味燃料,經(jīng)微型燃機做功后,高溫?zé)煔獗挥脕眚?qū)動余熱利用裝置進行供熱、制冷,提高能量利用率。專業(yè)術(shù)語:能量梯級利用。長沙渦輪燃氣輪機100千瓦微型燃氣輪機研制取得決定性突破將有助于提高我國微型燃氣輪機及其相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)能力。
近年來,隨著分布式供能系統(tǒng)的發(fā)展,微型燃氣輪機在我國得到了高度重視。燃燒室是微型燃氣輪機的關(guān)鍵部件,高效低污染燃燒室是發(fā)動機排放性能先進性的體現(xiàn)。研究了100kW級微型燃氣輪機低NOx排放燃燒室的設(shè)計方法,并對其流動、燃燒特性及NOx排放特性進行了數(shù)值模擬和實驗研究。熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)(CombinedHeatandPower,CHP)是分布式能源的重要組成部分,而微型燃氣輪機是熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,同時也是動力與熱力的來源。熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)需要在無人值守的情況下,長期穩(wěn)定的運行。因此,對微型燃氣輪機的容錯控制的研究顯得尤為重要。
微型燃氣輪機尺寸小、重量輕、啟動快,適于作為備用電源和便攜式電源使用。微型燃氣輪機的廢氣排放量明顯低于活塞式內(nèi)燃機,汽車尾氣已成為城市大氣污染的主要污染源,新型燃氣輪機和蓄電池聯(lián)合組成的機動車混合動力是解決城市車輛尾氣污染的重要手段。微型燃氣輪機雖有廣闊的應(yīng)用前景,但它必須以當(dāng)?shù)卮嬖诜€(wěn)定的氣體或液體燃料供應(yīng)為前提。如當(dāng)?shù)貧怏w燃料或液體燃料供應(yīng)充足,微型燃氣輪機發(fā)電的優(yōu)勢將會非常明顯。尤其在用電高峰時段,不僅可大力提高供電可靠性,且可節(jié)省大量電費。燃氣輪機主要部件包括壓氣機、燃燒室和渦輪。
微型燃氣輪機在生產(chǎn)電力的同時回收利用了燃燒后的廢熱,可同時提供供暖服務(wù)和空調(diào)制冷服務(wù),這種熱電聯(lián)產(chǎn)的發(fā)電形式越來越受歡迎。我國也在醫(yī)院、機場、樓宇等領(lǐng)域有應(yīng)用的實例,并取得了較好的效果。在充滿競爭的電力零售市場上,微型燃氣輪機憑藉其綜合發(fā)電成本低的優(yōu)勢必將在未來的電力系統(tǒng)中占據(jù)越來越重要的位置。將開展微型電站裝入居民家庭廚房的試點工程。這種燃氣電站可取暖、供熱水、發(fā)電,試驗表明一年可節(jié)約能源費用249.6USD。微型燃氣輪機在未來的電力系統(tǒng)中必將同大型集中式電站一起為用戶提供清潔便宜的能源服務(wù)。采用微型燃氣輪機自己發(fā)電且與電網(wǎng)并聯(lián)運行,將使供電可靠性大為提高。昆明工業(yè)輕型燃氣輪機
在熱電聯(lián)產(chǎn)應(yīng)用中,微型燃氣輪機的綜合熱電效率可高達 85%,具體取決于熱處理要求。昆明低排放燃氣輪機
國外微型燃氣輪機起步較早,現(xiàn)已積累了豐富的研發(fā)和設(shè)計經(jīng)驗,微型燃氣輪機產(chǎn)品技術(shù)相對成熟。。我國燃氣輪機技術(shù)研發(fā)由于歷史原因落后很多。截止目前,國內(nèi)機構(gòu)、企業(yè)已經(jīng)對微型燃氣輪機進行了大量的研究工作,正努力縮小與國外微型燃氣輪機產(chǎn)品的技術(shù)差距?!⑿腿細廨啓C與常規(guī)內(nèi)燃機發(fā)電裝置相比,具有如下優(yōu)點:燃料適應(yīng)性強,環(huán)境友好??墒褂枚喾N燃料:如氣體燃料和液體燃料;NOX和CO排放低??煽啃愿?、壽命長。微型燃氣輪機多采用獨特的空氣軸承技術(shù),系統(tǒng)內(nèi)部不需要任何潤滑,幾乎免維護。效率高,余熱品質(zhì)好。微型燃氣輪機發(fā)電效率可達30%;,煙氣溫度高、流量大,用于熱電聯(lián)產(chǎn)和冷熱電聯(lián)供的綜合能源利用率超過80%。運行靈活。微型燃氣輪機可并網(wǎng)在電網(wǎng)上運行,也可運行,并且能夠?qū)崿F(xiàn)兩種模式間自由切換。昆明低排放燃氣輪機