微型燃气轮机的发展源于分布式能源发电。分布式发电得益于电力市场的放松控制(世界范围内的发展趋势)和天然气市场的放松控制。先进微型燃气轮机提供了清洁、可靠、高质量,多用途的能源使用,小型分布式发电及热电联供的能源供应方式,预计在21世纪将得到普遍应用。此外,微型燃气轮机作为小型电源和动力装置,还将在21世纪的先进发电方式一“燃料电池。燃气轮机联合循环”以及汽车领域的“新型混合动力汽车”方面取得进展。微型燃气轮机在未来我国电力,动力等国民经济领域和安全等方面具有重要作用。大多数微型燃气轮机由压缩机、燃烧器、涡轮机、交流发电机、换热器和发电机组成。天津生物质气微型燃气轮机
微型燃气轮机是目前只有已商业化运行的分散式发电装置,它可在居民居住区安装运行,靠近用户发电或与电网并联运行,这将会极大提高对用户的供电可靠性。可以预计,在电力市场蓬勃发展的现在,微型燃气轮机将会获得迅速发展。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。随着高效回热器转入民用,微型燃气轮机的发电效率明显提高。长沙生物质气微型燃气轮机日前,国内首台100千瓦微型燃气轮机在中航工业东安成功加载至100千瓦。
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。
微燃机的应用领域非常广。在无人机领域,微燃机可以提供高效、稳定的动力,使得无人机的续航时间得到大幅提升。在无人艇领域,微燃机可以提供高速、稳定的动力,使得无人艇可以在海上进行长时间的巡航和监测。在微型发电机领域,微燃机可以提供高效、可靠的电力,满足家庭、商业和工业的用电需求。在微型飞行器领域,微燃机可以提供高速、灵活的动力,使得微型飞行器可以在狭小的空间内进行高速飞行和精确控制。随着科技的不断进步,微燃机的应用领域还将不断扩大。 微型燃气轮机主要是将化学能转化为机械能输出,或用于驱动,或用于发电。
小型燃气轮机一般是指功率在1兆瓦至20兆瓦之间的燃气轮机。由于小型燃气轮机具有综合效率高、起停快、调节灵活、负荷跟随能力强等优点,因此可作为分布式能源系统中的重心设备[1],依托于微电网或智能配电网,在靠近工业区、商务区等冷热电终端用户附近部署,满足综合能源系统在“源—网—荷—储”各个环节的要求[2]:1)在能源供应侧,小型燃气轮机可与余热锅炉、溴化锂制冷机等组成热电联产或冷热电三联供系统,实现能源的梯级利用,综合能源利用率可达80%以上;同时利用小型燃气轮机调节灵活、负荷跟随能力强的特点,可以跟随工业园区、商务区内的用能负荷波动进行快速调节;2)在电网侧,小型燃气轮机可以为区域电网提供质量的电力辅助服务。利用其起停快的特点,辅助电网调峰,适宜作为紧急备用机组。同时,其快速灵活的调节能力,可以为微电网提供调频和无功调节等电力辅助服务;3)在储能侧,小型燃气轮机可以和储能电池系统集成为混合供电系统,实现即时响应的备用能力。微型燃气轮机使用方便,微燃机体积小重量轻,移动性非常好,而且可扩展性好。小型燃气轮机发电机组费用
采用微型燃气轮机自己发电且与电网并联运行,将使供电可靠性大为提高。天津生物质气微型燃气轮机
微型燃机转子的转速很高,一般30000~100000rpm之间,高速轴承是微型燃气轮机研制的关键技术之一,目前多采用空气轴承。微型燃气轮机回热器通常采用板翅式,结构简单,换热效果好,流阻低;燃烧室温升较低,污染物排放水平也不高;各部件均采用模块化设计,零件数量少,可靠性高。整个系统以微型燃气轮机为关键动力装置,以天然气、沼气、合成气以及柴油为燃料,经微型燃机做功后,高温烟气被用来驱动余热利用装置进行供热、制冷,提高能量利用率。专业术语:实现能量梯级利用。天津生物质气微型燃气轮机