现代燃气轮机是一种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叶轮式机械。燃气轮机重心部件包括压气机、燃烧室和涡轮;外界空气被吸入压气机,经过压气机压缩使之升温、增压;◆压缩空气被压送到燃烧室,在此与燃料混合后燃烧,生成高温高压燃气;◆燃气随后进入涡轮中膨胀做功,推动涡轮转动;◆涡轮反过来带动压气机和外部负荷,实现燃料的化学能转化为机械功或电能。燃气轮机分类及用途:燃气轮机分类方式五花八门,这次我们按照功率等级对它们进行分类。根据燃气轮机覆盖的功率范围,可分为重型、中型、小型和微型燃气轮机。1、重型燃气轮机装机容量一般大于100MW,是迄今为止效率比较高的热-功转换类发电设备,是发电和驱动领域的重心设备,也是中型常规航空母舰上运用的主动力。2、中型燃气轮机装机容量为20-100MW,小型燃气轮机装机容量为1-20MW,中小型燃气轮机可应用于船舶动力,发电,石油开采等多种目的。3、微型燃气轮机装机容量一般小于1MW。微型燃气轮机发电是目前比较成熟、比较有商业竞争力的分布式发电设备,具有掀起“电源小型分散化”的技术革新热潮、成为21世纪能源技术主流的趋势。微燃机的高效发电能力为企业提供了可靠的电力支持。西安燃气轮机燃烧室
微型燃气轮机的进一步研发使微型燃气轮机在我国电力系统中发挥着重要作用,特别是高速永磁发电机的出现,很大地降低了发电机组的投资成本和发电机组的质量,缩小了发电机组的体积,采用了电力电子技术使发电机和压缩机之间不需要减速机构建立连接,热回收系统的配置使微型燃气轮机的发电效率极大提高。由于微型燃气轮机特有的运动部件少,使机组的具有使用寿命长及维护操作成本远远低于普遍使用的发电机成本等优点,现在普遍用于分布式电源、热电联供和车辆混合动力中。兰州低排放微燃机模块化的微燃机便于安装和使用。
微燃机运行灵活。微型燃气轮机可并联在电网上运行,也可孤网运行,并可在两种模式间进行切换,由软件系统控制两种运行模式之间的切换。适用于多种燃料。微型燃气轮机适用于多种气体燃料和多种液体燃料,包括天然气、丙烷、油井气、煤层气、沼气、汽油、柴油、煤油、酒精等。微燃机系统配置灵活。可根据实际需要灵活配置微型燃气轮机的数量,并能够进行多单元成组控制,其中一台检修时不影响整个系统的运行,微型燃气轮机的作用还是很大的。
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。智能化的微燃机能够自动调节运行状态。
微燃机在高负荷运行时性能良好,在线维护但需几个小时,费用可以很大节省,这也是微型燃气轮机驱动分布式发电市场进步的技术优势。由于微型燃气轮机相应于内燃发动机的这些优点,全球范围内特别是具有大规模燃机市场的美国,对微型燃气轮机有极大的兴趣,微型燃气轮机-ESCO的发展势头非常猛。由于某些地区电力不能满足峰时需求时,发电厂可调高峰时电价,因此随着大多数公司追求尖峰负荷的收入,预计放松控制市场后的发电量将比垄断市场更大。微燃机的高效热能转换提高了能源利用率。兰州低排放微燃机
微燃机与储能系统的结合,提高了能源供应的可靠性。西安燃气轮机燃烧室
20世纪70年代,我国开发了37kW、200kW等燃气轮机。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。西安燃气轮机燃烧室