微型燃气轮机在动力领域已引起世界各国的高度重视,各国现在都在积极研发、生产更先进的模型。现代微型燃气轮机于20世纪60年代开始研发,发展历史较短。目前,世界各发达国家都在开发和使用这种新型低能耗热技术。1998-12,DOE主办了微型燃气轮机技术峰会,会议明确指出:在热效率和环保方面,如何将微型燃气轮机用于廉价、可靠的高温材料,是微型燃气轮发动机的关键技术,其本身的特点对今后的发展非常重要。近年来,许多美国公司正在积极开发更加先进的微型燃气轮机,其中,凯普斯通已生产30kW、65kW、200kW微型发电机组,霍尼韦尔研发的75kW发电设备已成功运行,目前许多用户正在使用凯普斯通技术开发热电系统。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。离心式燃气轮机费用
圾掩埋场和偏僻农村,城市垃圾一般采用掩埋方法处理,掩埋的垃圾产生了许多低热值的生物可燃气。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。在电网无法到达的偏僻农村和山区,可充分利用农村的生物物质。将生物物质气化和微型燃气轮机相结合构成简单、可靠、低维护、高效率、低污染的新型分散式发电系统,有可能成为偏僻农村和山区能源供应和提高生活质量的较佳方案。需进行连续生产的小型加工企业突然停电会对连续生产的小型加工企业造成重大经济损失,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。在电价波动剧烈的地区和季节,自己发电可有效回避电价风险。低温燃气轮机厂商微型燃汽轮机无论对中心城市还是远郊农村甚至边远地区均能适用。
微型燃气轮机有上述这么多的优点,现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,正逐渐进入工农业生产及人们的工作、学习和日常生活中,具有良好的市场应用前景。微型燃气轮机还可用于工业园区分布式供能,不同之处在于,此时功能系统关键为简单循环微型燃气轮机。简单循环微型燃气轮机在自身做功发电的同时,将产生的高温烟气通过余热利用设备产生蒸汽或热水供用户使用、或直接利用高温烟气供用户烘干需求。这可以为用户提供大量的电、热等不同品质的能源,有效避**纯供热或发电造成的热损失,很大提高能源的利用效率。并且由于靠近用户,能实现产能用能相匹配,减少传输损失,在减少客户的用能成本的同时还可以降低污染物排放。对于电容量不足的工业用户,还可以扩充电网容量,具有较好的社会、经济、环境效益。
微型燃气轮机是如何一步步发展过来的。微型燃气轮机的应用起源于20世纪40-60年代。该时期开始出现功率为几百千瓦的燃气轮机,并主要用于航空动力辅助系统(APU)和大型载货汽车柴油机的涡轮增压器。到了20世纪60年代,美国国家航空与宇航管理局(NASA)在涡轮增压器的基础上,成功研制了一种带减速齿轮箱结构的微型燃气轮机发电装置,并于70年代的开展了微型燃气轮机在航天飞机上作为辅助动力装置的研究。此时微型燃气轮机发电技术虽然得到了迅速的发展,但是由于小功率燃气轮机转速高,通常需要通过减速齿轮箱与发电机相连,导致整个机组结构笨重。而采用回热循环虽然能够提高微型燃气轮机效率,但是常规回热器的体积与重量比燃气轮机本身还要大,而紧凑式的回热器制造成本很高,使得回热循环的地面应用始终打不开局面。微型燃气轮机在民用交通运输(混合动力汽车)以及军车以及陆海边防方面均具有优势。
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。微型燃气轮机是一类新近发展起来的小型热力发动机。南昌燃气轮机燃烧室
微型燃气轮机的优势在于其紧凑型,即功重比高。离心式燃气轮机费用
微燃机发电系统的工作过程:电机起动,微燃机旋转起来,气流从进气道吸入,再通过压气机压缩后,形成高压气体,进入到燃烧室里,这个时候再往燃烧室里注入燃料,经点火器点燃,形成高温高压的燃气,随后进入到涡轮中,带动涡轮旋转,进而开始做功,当涡轮做的功足够带动压气机自旋转后,电机就可以反过来发电了。燃气轮机**度较高的类型是“喷气式发动机”(涡轮风扇发动机),这种机器的结构包括进气道、压气机、燃烧室与尾喷管(集成与一体)。其运行原理实际很简单,正面巨大的进气口正压进气的效果会非常理想,将大量的空气压缩后实现「一定富氧」的标准,与航空燃油混合燃烧后会产生极高的温度与动能,利用喷射气流实现反推(相互作用力)推动飞机起飞。离心式燃气轮机费用
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