福州燃气轮机控制系统

先进微型燃气轮机技术是21世纪能源动力系统中的关键关键技术，对于我国相关领域如能源、电力、航空、航天、舰船、车辆、等国民经济和**建设中的高新技术发展和移植有着重大作用，同时也是目前世界上一个国家工业基础先进程度的重要标志，燃气轮机发电技术在我国兴起才十余年，但相对于燃煤发电技术，在热效率和环境保护等方面均具有明显的技术经济效益和社会效益，微型燃气轮机轮机作为小型分布式发电技术或动力装置，具有更为灵活、安全、洁净、廉价的发电和热电联供方式，符合对能源供给多样化的发展需求；而且由于不需要水，可以应用于我国严重缺水地区，所有这些都特别符合我国21世纪可持续发展的战略思想。微型燃气轮机是一种小型热力发动机，是发电功率在几百千瓦以内的动力装置。福州燃气轮机控制系统

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。广州船用小型燃气轮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。

针对传感器容易出现故障的问题,除添加硬件冗余的方法外,通过设计控制算法实现容错控制的方法不会增加硬件成本,成为现今研究的主流方向。本文开展了微型燃气轮机传感器容错控制算法的开发和硬件在环仿真验证研究工作。首先,为了对回热型微型燃气轮机的动态性能进行分析和研究,使用基于模型的设计方法(ModelBasedDesign,MBD),在Matlab/Simulink环境下,开发了T100回热型微型燃气轮机部件级模型。对回热型微型燃气轮机结构进行分析,确定回热型微型燃气轮机的转子转动惯性和回热器热惯性两个主要动态环节。

相比于风力发电、太阳能发电等受限于地理位置和天然条件的能源利用方式，微型燃气轮机可在居民居住区安装运行，是目前只有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。因此可以预见，现今蓬勃发展的国内电力市场即是微型燃气轮机迅速崛起的契机。燃气轮机是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内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机,它是继蒸汽轮机和内燃机之后的新一代动力装置。而微型燃气轮机是一种小型热力发动机，是发电功率在几百千瓦以内的动力装置。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。

微燃机主要优点有：a、体积小，重量轻，随处可放。一台宝曼80kW微型燃气轮机热电联产装置，可供热425kW，满足一座建筑面积6000－10000平米大楼的采暖、制冷与生活热水供应。其几何尺寸为：高1.87m，长3.08m，宽0.85m，重量*1.8吨；b、可以多台组合运行，加上蓄热水柜，能够灵活、可靠地对不断变化中的热、电需求进行适时调节；c、能通过电话线和自身的计算机系统指挥其自动运行，无需人员职守、运行费用低；d、燃气不用增压，可以直接从燃气高压管网取气，也可从低压管网抽气；e、直燃机连接实现热电冷联产，也可通过生产热水，与热水空调组合运行；f、投资低，用户端的能量利用效率高、设备运行效费比较低，效益好；g、环境效益较佳，氮氧化物的排放25mmp，是燃气锅炉无法相比的。目前商业化应用的微型燃气轮机主要功率范围为25-300kW。广州船用小型燃气轮机

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。福州燃气轮机控制系统

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。福州燃气轮机控制系统