20世纪70年代,我国开发了37kW、200kW、3K42燃气轮机。目前,我国微型燃气轮机技术水平较低,所使用的商用机型(包括65k和200M的产品)均来自卡普斯通公司。根据我国能源现状,微型燃气轮机本身具有的技术特点和优势,为解决我国电力发展分布尚不均衡这一问题提供了可行性方案,现在已得到普遍的关注和应用。中国科学院热物理工程研究所、哈尔滨东安集团和西安交通大学3个研究所,在中国科技部“863”计划的支持下,已共同研发出100MW微控燃气轮机,并获得验证生产。科技部多次表明,要积极推动微型燃气轮机的发展,尽快达到国外微型燃气轮机的先进水平。微型燃气轮机的结构,在发展过程中也是发生了许多变化的。贵阳绿色微燃机组
微型燃气轮机的结构,在发展过程中也发生了许多变化。发展初期的微型燃气轮机的支撑系统多为滚珠轴承和滚柱轴承,这些轴承寿命较长,耐高温性较好,但整个机组需要润滑系统。现微型燃气轮机支撑系统已逐渐转变为空气轴承。由于空气轴承不需要任何润滑,从而节约了维修成本,避免了由于润滑不当而产生的过热问题,提高了系统可靠性。发电机也有了低速同步电机和高速永磁电机两种选择,两者各有优缺点。前者转速低,对转子的动力性要求不是很高,不需要频率转换器,成本比较低,冷却问题不突出。但是,需要配备减速箱,整个机组起动相对困难,且尺寸、重量较大。后者的优点是体积小,没有减速箱产生的阻力损失,同时也简化了机组的起动过程。但是存在高频交流电流-直流电流-交流电流的转换过程,增加了转换器和逆变器损失。同时电机需要良好的冷却,电机成本也相对高。南京轮机微型燃气轮机利用垃圾沼气发电,不仅保护环境,并可向当地的居民或电网送电。
现在我国航空航天工业机构已设计出30kW微型燃气轮机样机,一旦国内达到大批量生产水平,将有效推动微型燃气轮机在我国的应用。近年来,我国虽然只是在微型燃气轮机发电机组方面进行了大量的研究工作,推动了微型燃气轮机发电领域的快速发展,对超微轮机也进行了初步探讨,并掌握了一定的技术。从世界范围看,微型燃气轮机已普遍应用于工农业生产及人们的工作、学习和日常生活中,是一种能确保清洁、安全和高效的低功耗分布式发电和热电联供的较佳有效途径。同时,微型燃气轮机还用于并网发电、高峰负荷发电、备用发电、热电联产等,且不受时间、地点和环境的约束。
分布式发电的发展为微型燃气轮机技术发展和市场扩展提供了极好的平台。目前,美、英等国电力市场已从控制发电转向分布式发电的竞争。小型发电厂在分布式电网中的应用,已成为一种日益增长的可行选择。这种发电方式能够为用户减缓电网拥挤,增加电网机动性,降低送电损失和成本,改善电力质量。微型燃气轮机技术的发展及其商用推出很大增加了分布式发电面向较小用户的可能性,微型燃气轮机发电装置的紧凑性,可靠性和遥控运行以及环境友好等特点,意味着它们特别适合分布式发电的区域性应用。微型燃气轮机向电网送电,并以较高的辅助服务电价结算,能够获得较大的利润。
微型燃气轮机在运行过程中具有以下特点:①质量轻,使用方便。②操作灵活,不但可以运行,还可以与电网并联运行,且2种方式之间可以自动切换。③运行十分安全。④清洁,排放少。⑤振动小,噪声低,低于65分贝(10m)。⑥燃料种类多,消耗少、成本低。适用于沼气、天然气、石油、汽油、丙烷、煤层气、煤油、酒精等各种气体和液体燃料。⑦运行时间长。微型燃气轮机系统可连续运行4000h,整体调整间隔时间为11000h,设计寿命45000h。⑧可分布式。⑨不需要润滑。⑩可使用空气轴。⑪可以集成扩大容量,灵活配置微型燃气轮机。⑫维护成本很低,可以在远处进行控制和诊断。因为没有润滑系统,且应用独特的空气轴承技术,微型燃气轮机维修成本极低,只需要更换空气过滤网就行。⑬燃料转换效率高。微燃机已发展为一种能实现清洁、安全和高效能源综合利用的较佳途径。上海工业用燃气轮机
微型燃气轮机发电效率可达30%。贵阳绿色微燃机组
到了20世纪90年代,随着高效回热器转入民用,微型燃气轮机的发电效率明显提高。同时期出现了应用启发一体高速电机的燃气轮机,并且部分机组开始采用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。1998年美国能源部(DOE)主持召开了微型燃气轮机峰会(micro-turbinetechnologysummit),专门讨论有关微型燃气轮机技术研发及与政策。市场相关的问题。同年12月,推出了第1台商业化的微型燃气轮机装置。此后,在美英为表示的西方国家支持下,多家国外企业开始积极开发制造相应的设备,不同型号的微型燃气轮机陆续进入市场。贵阳绿色微燃机组