功率為數百kW及以下的燃氣輪機在20世紀40~60年代就已存在,但由于其發電效率低,長期以來,幾十至幾百kW的小型發電機組市場一直由內燃發電機組占領。隨著高效回熱器轉入民用,微型燃氣輪機的發電效率明顯提高。20世紀90年代初出現了無齒輪箱的燃氣輪機,有些機組采用了不需要潤滑系統的空氣軸承,使得微型燃氣輪機的結構更為緊湊,幾乎不用維護。微型燃氣輪機體積小、重量輕、適用燃料范圍廣,可靠近用戶安裝,明顯提高了對用戶供電的可靠性。這些優點使得微型燃氣輪機在分散式供電、熱電聯供和車輛混合動力方面的應用得到了迅猛發展。微燃機的智能化控制為用戶提供了便捷的能源管理方式。燃油燃氣輪機生產廠家
微型燃氣輪機發電是目前較成熟、較有商業競爭力的分布式發電設備,具有掀起“電源小型分散化”的技術革新熱潮、成為21世紀能源技術主流的趨勢。除了分布式發電外,微型燃氣輪機還可用于備用電站、熱電聯產、并網發電、尖峰負荷發電等,無論對中心城市還是遠郊農村甚至邊遠地區均能適用。此外,微型燃氣輪機在民用交通運輸(混合動力汽車)、軍車以及陸海邊防方面均具有優勢,受到美、俄等大國的關注。微型燃氣輪機的裝機容量一般小于1MW。實際上這1MW的功率等級里也有許多門道。目前商業化應用的微型燃氣輪機主要功率范圍為25-300kW。在某些應用中,微型燃氣輪機功率才會突破到1MW。蘭州燃氣內輪機微燃機的靈活安裝方式適應了不同的應用場景。
微型燃氣輪機的結構,在發展過程中也發生了許多變化。發展初期的微型燃氣輪機的支撐系統多為滾珠軸承和滾柱軸承,這些軸承壽命較長,耐高溫性較好,但整個機組需要潤滑系統。現微型燃氣輪機支撐系統已逐漸轉變為空氣軸承。由于空氣軸承不需要任何潤滑,從而節約了維修成本,避免了由于潤滑不當而產生的過熱問題,提高了系統可靠性。發電機也有了低速同步電機和高速永磁電機兩種選擇,兩者各有優缺點。前者轉速低,對轉子的動力性要求不是很高,不需要頻率轉換器,成本比較低,冷卻問題不突出。但是,需要配備減速箱,整個機組起動相對困難,且尺寸、重量較大。后者的優點是體積小,沒有減速箱產生的阻力損失,同時也簡化了機組的起動過程。但是存在高頻交流電流-直流電流-交流電流的轉換過程,增加了轉換器和逆變器損失。同時電機需要良好的冷卻,電機成本也相對高。
近年來,隨著分布式供能系統的發展,微型燃氣輪機在我國得到了高度重視。燃燒室是微型燃氣輪機的關鍵部件,高效低污染燃燒室是發動機排放性能先進性的體現。研究了100kW級微型燃氣輪機低NOx排放燃燒室的設計方法,并對其流動、燃燒特性及NOx排放特性進行了數值模擬和實驗研究。熱電聯產系統(CombinedHeatandPower,CHP)是分布式能源的重要組成部分,而微型燃氣輪機是熱電聯產系統的關鍵部件,同時也是動力與熱力的來源。熱電聯產系統需要在無人值守的情況下,長期穩定的運行。因此,對微型燃氣輪機的容錯控制的研究顯得尤為重要。模塊化的微燃機便于安裝和使用。
微燃機的應用領域非常廣。在無人機領域,微燃機可以提供高效、穩定的動力,使得無人機的續航時間得到大幅提升。在無人艇領域,微燃機可以提供高速、穩定的動力,使得無人艇可以在海上進行長時間的巡航和監測。在微型發電機領域,微燃機可以提供高效、可靠的電力,滿足家庭、商業和工業的用電需求。在微型飛行器領域,微燃機可以提供高速、靈活的動力,使得微型飛行器可以在狹小的空間內進行高速飛行和精確控制。隨著科技的不斷進步,微燃機的應用領域還將不斷擴大。 微燃機的高性能發電為數據中心等關鍵設施提供了強大保障。杭州柴油微型燃氣輪機
高性能的微燃機為通信基站等設施提供了可靠的電力保障。燃油燃氣輪機生產廠家
鑒于我國目前的電力發展及其分布不很均衡以及微型燃氣輪機的技術特點及其優越性,微型燃氣輪機將在我國得到普遍的重視與應用。目前,在中科院技術部“863”項目支持下,由中國科學院工程熱物理研究所、哈爾濱東安集團、西安交通大學三家單位組成的產學研聯合體已經完成100KW級微型燃氣輪機的樣機設計,并通過了驗收,預計在不久的將來推向市場。航天科工三院完成了30KW級微型燃氣輪機的樣機設計。中航工業六〇八所也有類似機型問世。國內商用機型,包括了30kW、65kW和200kW的產品,由于進口產品價格高、維護成本高,所有應用受到很大限制。一旦國產機型達到量產水平,將有力推動微型燃氣輪機在國內各行業的應用。燃油燃氣輪機生產廠家