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。微型燃气轮机是目前已商业化运行的分散式发电装置,能够极大提高用户供电的可靠性。郑州航空汽油微型燃气轮机
微型燃气轮机的技术特征表现为:通常采用离心式压缩机和向心式透平模式及背靠背转子构造,安装有先进、高效的板翅式回热器,有的还采用空气轴承,单机功率在25~300kW之间,是目前世界上较先进的一种动力装置,具有较好的社会效益和经济效益。微燃机的关键技术如下:①空气轴承。微型燃气轮机由空气支撑只有旋转轴,既能节省维护成本,又能防止机械系统过热,提高了系统的可靠性。②燃烧**技术。无需控制燃烧后的污染。③数字电源控制器。微型燃气轮机将电子动力技术与先进的数字控制相结合,数字能量控制监控,可管控多达200个变量。在完成发电功率调节的基础上,实现了不同距离的调试与调度,并可控制多台燃气轮机,还可均衡各阶段的功率,快速切换电网运行方式和**模式。武汉燃气轮机零部件微燃机的系统配置自由度高,可根据实际需要灵活配置微型燃气轮机的数量。
微型燃气轮机尺寸小、重量轻、启动快,适于作为备用电源和便携式电源使用。微型燃气轮机的废气排放量明显低于活塞式内燃机,汽车尾气已成为城市大气污染的主要污染源,新型燃气轮机和蓄电池联合组成的机动车混合动力是解决城市车辆尾气污染的重要手段。微型燃气轮机虽有广阔的应用前景,但它必须以当地存在稳定的气体或液体燃料供应为前提。如当地气体燃料或液体燃料供应充足,微型燃气轮机发电的优势将会非常明显。尤其在用电高峰时段,不仅可大力提高供电可靠性,且可节省大量电费。
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。微型燃气轮机走的是不同的技术路线的。
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。微型燃气轮机利用油井废气发电,可解决油田开采设备和生活基地的电力供应。上海车载移动式电源发电机
微型燃机转子的转速高,一般30000~100000rpm之间,高速轴承是微型燃气轮机的关键技术之一。郑州航空汽油微型燃气轮机
由于能源形势的加剧以及对环境保护要求的提高,使得节能环保、安全高效的分布式供能系统成为未来能源系统的重要发展方向。微型燃气轮机具有结构紧凑,系统循环效率高,功率密度大等优点,对分布式供能系统发展具有重要意义。对微型燃气轮机高性能、高稳定性的要求,使得对微型燃气轮机的研究成为了当下的热点。微型燃气轮机通常采用气体轴承支承的单级透平轮以及压气机轮同轴的高速永磁转子系统。由于气体轴承具有承载力低,阻尼小等特点,导致燃机转子易出现低频振动等动力学失稳现象。研究通过调整气体轴承转子系统部件参数,提高气体轴承转子系统,永磁转子系统的动力学稳定性,抵御转子非工频振动,对提高微型燃气轮机运行稳定性具有重要意义。郑州航空汽油微型燃气轮机
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