先进微型燃气轮机的特点与应用前景分析获奖科研报告

先进微型燃气轮机的特点与应用前景分析获奖科研报告摘

要：先进微型燃气轮机属于一种清洁高效、成本低和可靠性高的新型供能热机，有着广泛的使用空间，已经获得了工业领域高度广泛关注，有着广阔的发展前景。基于此，本文主要围绕先进微型燃气轮机进行探讨，阐明先进微型燃气轮机本身特点、技术特点、运行特点，并探讨其应用前景。

关键词：先进微型燃气轮机;特点;应用前景

前言

随着微型燃气轮机发展和应用，其技术水平不断改进，相比于以往工业中应用的大、中型燃气轮机，具有体积小、质量轻、安全可靠性高以及可远程控制等优势，且其维护成本低，可被广泛应用在城市、农村以及偏远山区，发挥其并网发电、高峰负荷生产以及备用发电等作用。而为满足国防、军事以及人民群众需求，应提升对微型燃气轮机关注，明确设备及技术特征，以及发展前景。

1先进微型燃气轮机特点

相比于以往采用的大、中型燃气轮机，先进微型燃气轮机在节能环保方面具有更高优势，实际使用中，微型燃气轮机设备废气排放量低、维护成本少、使用效率高，且具有操作简单灵活，安全性能、可靠性高，使用方便，以及，应用范围广泛等特征，且可提升电网互联安全稳定性。

2微型燃气轮机发电机组技术特点

微型燃气轮机的发电机组技术方面特征主要体现在以下方面：

第一，微型燃气轮机使用径向设计原理进行设计，并使用低排放环型燃烧器，并能使用空气轴承。恒温运行中未使用高成本尖端材料，整体生产和维修成本较低，并且结构紧凑、振动较小，废气排放量低。

第二，微型燃气轮机是由空气支撑唯一旋转轴，空气轴承应用中，一方面，可减少对维护成本的使用，另一发面，能够预防机械系统过热，系统可靠性更高。

第三，设备运行中使用高效回流换热器，其采用效率高达90%，通过预热燃烧室中全部空气，能够降低燃料消耗，将18%的燃气轮机效率提升至30%。

第四，在微型燃气轮机中装置高速交流发电机，实现了两机同轴，能够结合成为结构紧凑的高转速透平交流发电机。使用中无需使用减速箱。同时可将交流发电机作为启动电动机使用，利于减小机组体积。

第五，污染排放少，甚至无需对燃烧后产生的污染进行控制，属于理想绿色环保供能方式。

第六，微型燃气轮机运行中使用数字电源控制器进行控制，通过联合电子动力技术和数字控制技术，可实现数字监控与控制，能够实现对200个以上变量的控制[1]。

第七，在微型燃气轮发电功率调节方面，可实现不同距离的调度与调试，对多台微型燃气轮机进行控制，保证各个阶段功率均衡性，并对电网运行方式进行迅速切换。

第八，微型燃气轮机的摩擦部件较少，燃气温度较低，具有较高可靠性，使用时间长达40000-80000h。

3微型燃气轮机运行特点

运行过程中微型燃气轮机特点主要体现在以下方面：一是，设备质量较轻，使用便捷性高;二是，设备操作灵活性高，且可独立运行，同时可与电网并联运行，运行方式可根据需要自动切换;三是，运行中安全性高;四是，清洁污染低;五是，震动小、噪声低;六是，可用燃料种类多，如沼气、石油、汽油、天然气、丙烷、煤油和酒精等非固体燃料;七是，运行时间长，可连续运行400h;八是，运行中无需润滑处理;九是，可集成扩大容量，设备配置灵活度高。

4先进微型燃气轮机应用前景

微型燃气轮机在供能方面有着广泛的应用前景，并且设备受外界环境影响小，可被应用于多种不同环境中，如动力需求临时场所、废气燃烧场地、电费较高地区、能源中断频率高地区、无电网偏僻地区以及冷热服务场所等，并且在工业、民用和军事等领域有着广泛用途。相比于以往使用的大中型气轮机，拥有更加广泛的市场前景，具体来说，在以下几方面应用前景广阔：

4.1冷热电联供系统市场

将微型燃气轮机与城市燃气管道相连，如图1，可实现持续发电，为用户提供电力资源，该供电方式可与电网并网运行，但不上网。具体应用中采用高温烟气加热生产热水和蒸汽，可对生活用水、浴室水、泳池水进行加热。而将高温烟气送入吸收式制冷机，可满足建筑物制冷和采暖需求。

4.2沼气与可再生能源应用

近些年来随着对环境保护和可再生能源重视程度提升，国内可再生能源市场蓬勃发展。而微型燃气轮机使用中，可通过垃圾填埋场产生沼气、水处理厂发酵形成沼气实现持续发电，满足企业自身对电力资源使用，或直接送入电网，获得可再生能源补贴。这种采用微型燃气轮机获取电力资源方式，不仅可帮助企业减少对二氧化碳排放量，而且可获得更加客观效益。同时微型燃气轮机可用于畜牧场和农作物加工厂等场所，利用酒精、淀粉和糖产生更多能量。

4.3油气田和长输管线市场

将微型燃气轮机应用于油田伴生气发电，可起到实现资源充分利用和节能减排效果。将其应用在未假设输配电线路的偏远油井地区，一方面，可无须进行远距离输送电能，降低企业成本，另一方面，利用废弃物作为微型燃气轮机生产原料，可提升环境效益、经济效益和社会效益。

4.4混合动力车与车载电源市场

在汽车行业中使用微型燃气轮机，主要是利用其结构精巧、可靠性高、排放和噪声低等优势，以此降低启程对环境污染。目前，军事通信车辆、电力电信抢修车、电源车以及城市巴士等都采用了微燃机技术，而随着技术发展，可被应用于更加广泛领域[2]。

4.5其他应用

随着对微型燃气轮机研究和应用，设备技术含量和使用效果会不断提升，并被应用于更多领域中，除上述应用方向外，还可将微型燃气轮机应用于以下领域中：一是，机场、车站、医院以及金融信息中心等场所;二是，农业相关设备冷却、热量和二氧化碳供应;三是，化学工業、木材加工、热力、纺织、冷却以及蒸汽环节;四是，西部大开发以及偏远地区能源供应;五是，汽车混合动力系统;六是，中型发电站。

结论

总而言之，微型燃气轮机属于一种先进的小型分布式发电动力装置，在