微型燃气轮机介绍
微型燃气轮机效率
微型燃气轮机效率摘要：一、微型燃气轮机简介二、微型燃气轮机效率的计算三、微型燃气轮机的优点四、微型燃气轮机与柴油机的效率比较五、微型燃气轮机发电技术的发展正文：一、微型燃气轮机简介微型燃气轮机，又称为微涡轮发电机或微型涡轮发电机组，是一类新近发展起来的小型热力发动机。
其单机功率范围为25～300 千瓦，基本技术特征是采用径流式叶轮机械（向心式透平和离心式压气机）以及回热循环。
近年来，随着全球范围内的能源与动力需求结构的变化，特别是电力系统的放松控制以及环境保护等要求的变化，微型燃气轮机得到了电力、动力等有关部门的高度重视。
二、微型燃气轮机效率的计算微型燃气轮机的效率是指吸收热量与放出热量之比。
其效率的计算需要考虑压气机的效率、燃烧室出口的总温以及回热器的效率等因素。
若压气机效率为100%，可以由进、出口计算得到压气机的压比。
然而，微型燃气轮机的效率并不能简单地用涡轮效率来计算，因为涡轮传给压气机的功并不是就此消耗，总体效率需要综合考虑多个因素。
三、微型燃气轮机的优点微型燃气轮机具有以下优点：1.高效：微型燃气轮机的效率一般在30% 左右，相较于柴油机的40～50% 的效率，虽然较低，但在分布式供电系统中，其效率可以提高到50～60%。
2.环保：微型燃气轮机采用清洁的气体燃料，排放的污染物较少，有助于环境保护。
3.灵活性：微型燃气轮机具有快速启停和调节能力，可以根据负荷需求进行快速调整，适应性强。
4.噪音低：微型燃气轮机的噪音相对较低，有利于降低噪音污染。
四、微型燃气轮机与柴油机的效率比较柴油机的机械效率一般在40～50％，而火电厂的燃气轮机在30％。
如果将热能用于供热，燃气轮机的效率可以在50～60％左右。
然而，微型燃气轮机的效率并不高，一般在30% 左右。
尽管如此，在分布式供电系统中，微型燃气轮机的效率可以提高到50～60%，与柴油机相当。
五、微型燃气轮机发电技术的发展微型燃气轮机发电技术近年来得到了迅猛发展，特别是在美、欧等国。
微型燃气轮机工作原理
微型燃气轮机工作原理微型燃气轮机工作原理燃气轮机是一种重要的发电机组件，可以将化石燃料、天然气等燃料的热能转化为机械能，再转化为电能，成为现代工业领域不可或缺的一部分。
微型燃气轮机则是在燃气轮机基础上，经过了小型化、高效化等技术改进，形成的一种新型发电机组件。
本文将从微型燃气轮机的原理、结构和特点等方面进行分析。
一、微型燃气轮机的原理微型燃气轮机的工作原理与燃气轮机基本相同。
其工作流程如下：1. 燃烧室燃气轮机的第一个部分是燃烧室。
在这里，燃料的化学能被释放出来，然后用气体将其推出。
2. 压缩部分在燃烧后，燃气的湍流带动了涡轮。
这个涡轮转动后驱动压缩机，将空气加压。
3. 冷却部分由于压缩会导致空气升温，所以在运从过程中，空气需要从环境中获取冷却。
对于微型燃气轮机来说，冷却主要是通过内部循环系统和外部传热。
4. 膨胀部分通过压缩了的空气驱动涡轮推动发电机或机械设备的机械转动，这里可利用运动学、热力学等的基本原理说明微型燃气轮机内部的工作过程。
其中微型燃气轮机的改进主要集中在涡轮和压缩机的小型化和高效化方面。
通过采用导叶技术、叶片材料、空气进口方式等改进方案，压缩机效率得到了大幅度的提升。
二、微型燃气轮机的结构从整体结构上来看，微型燃气轮机也是由燃烧室、涡轮、压缩机、燃料供应系统、控制系统、轴承支撑、发电机和辅助设备等组成的。
在微型燃气轮机内部，气体进入燃烧室，燃料从燃气涡轮的后端进入燃烧室。
在燃烧室内部，气体燃烧并通过涡轮引导出去。
这就是流经转子的气体。
流入涡轮后，气体被压缩和加热，转子受到气体的冲击力受到推动。
微型燃气轮机与传统的燃气轮机的主要区别在于规模和通量。
微型燃气轮机的工作流量通常为100升/秒以下，轴功率通常小于30千瓦。
而整体低成本、小型化、高效化则是微型燃气轮机发展的重要方向。
三、微型燃气轮机的特点对比于传统的系统，微型燃气轮机要小很多，但也就更灵活。
以下是一些微型燃气轮机的特点：1. 体积小、重量轻微型燃气轮机通常以几千瓦的发电量作为设计，体积小，重量轻，可以灵活、方便地移动和运输。
微型燃气轮机简介
油为燃料，经微型燃机做功后，高温烟气被用来驱动余热利用装置进行供热、
制冷，提高能量利用率。联合循环效率达到80%！
5.2 微型燃气轮机-燃料电池联合发电系统
燃料电池取代燃烧室，其高温排气进入涡轮膨胀做功，燃料电池内部处
于一定压力状态。 这种发电装置效率可达60%以上，NOx排放低于1ppm，是目前世界上最 为先进的高效洁净发电方式之一。
4.3透平转子
使用离心压气机的微型燃气轮 机多对应使用向心透平转子。 在向心透平中，工质朝轴心方 向流动。透平转子形状设计形 似机翼，在工质向心流动的过 程中会在转子上形成压力差推 动转子旋转。
4.4回热器
回热是提高燃气轮机效率的一种燃气轮机装置的热效率的一种有效
措施。工质在燃气轮机总膨胀做工后温度较高，直接向冷源放热会 造成很大的热损失，在回热器中，利用燃气轮机排气的热量加热压
部件：压气机(Compressor)、燃烧室(Combustor)和燃气透平(Turbine)三大部件(简单循环)
原理：压气机连续地从大气中吸入空气并将其压缩；压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合后
燃烧，成为高温燃气，随即流入燃气涡轮中膨胀做功，推动涡轮叶轮带着压气机叶轮一起旋转；
由于功率密度大，特别适用于军舰、飞机等应用领域
PART
微型燃气轮机简介
第11页，共19页。
4.6 技术特点
无油，空气冷却，运动部件少，可靠性高
采用空气轴承
采用回热器，大幅度提高发电效率
采用电力电子转换器，没有齿轮箱
采用超低排放燃烧器 自备电池板，具有零启动功能
对燃料适应性强
商用固体氧化物燃料电池和燃气轮机联合循环发电效率 高达60 %～ 75 %, 是目前矿物燃料动力发电技术中效
空气压力、速度和温度也在这个过程中有所提 高。
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4.3透平转子
使用离心压气机的微型燃气轮机多 对应使用向心透平转子。在向心透 平中，工质朝轴心方向流动。透平 转子形状设计形似机翼，在工质向 心流动的过程中会在转子上形成压力 差推动转子旋转。
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4.4回热器
回热是提高燃气轮机效率的一种燃气轮机装置的热效率的一种有效措施。工质在燃气
目录
CONTENTS
1 简介
2 工作原理 3 发展历史 4 研究现状 5 应用方式
第1页，共19页。
1
PART
简介
第2页，共19页。
1 简介
什么是微型燃气轮 机？
Micro-Turbine
什么是Turbine？
燃气轮机
（燃气涡轮发动机）
Gas Turbine？
涡轮是流体介质中蕴有的能量转换成
机械功的机器，具有旋转叶片， 与转子同轴连接
状态。
这种发电装置效率可达60%以上，NOx排放低于1ppm，是目前世界上最为先进的高效
洁净发电方式之一。
第19页，共19页。
第14页，共19页。
4
PART
研究现状
微型燃气轮机
微型燃汽轮机1引言功率为数百kW及以下的燃气轮机在20世纪40~60年代就已存在，但由于其发电效率低，长期以来，几十至几百kW的小型发电机组市场一直由内燃发电机组占领。
随着高效回热器由军用转入民用，微型燃气轮机的发电效率显著提高。
20世纪90年代初出现了无齿轮箱的燃气轮机，有些机组采用了不需要润滑系统的空气轴承，使得微型燃气轮机的结构更为紧凑，几乎不用维护。
微型燃气轮机体积小、重量轻、适用燃料范围广，可靠近用户安装，显著提高了对用户供电的可靠性。
这些优点使得微型燃气轮机在分散式供电、热电联供和车辆混合动力方面的应用得到了迅猛发展[1]。
1998年末美国Capstone公司推出了第1台商业化的微型燃气轮机装置，现已有多家公司研制和生产这种微型燃气轮机，主要集中在北美、瑞典和英国。
美国AlliedSignal公司估计，到2010年微型燃气轮机发电机组的销售额将达到100~150亿USD[2]。
微型燃气轮机在生产电力的同时回收利用了燃烧后的废热，可同时提供供暖服务和空调制冷服务，这种热电联产的发电形式越来越受欢迎[3]。
我国也在医院、机场、楼宇等领域有应用的实例，并取得了较好的效果[4]。
在充满竞争的电力零售市场上，微型燃气轮机凭藉其综合发电成本低的优势必将在未来的电力系统中占据越来越重要的位置[5]。
2003年冬季，英国Powergen公司将开展微型电站装入居民家庭厨房的试点工程。
这种燃气电站可取暖、供热水、发电，试验表明一年可节约能源费用249.6USD。
微型燃气轮机在未来的电力系统中必将同大型集中式电站一起为用户提供清洁便宜的能源服务。
2微型燃气轮机的结构微型燃气轮机是热电联产发电机组，美国Capstone公司生产的微型燃气轮机的工作原理如图1所示，内部结构剖面如图2所示。
Capstone公司生产的微型燃气轮机的主要组成部分包括：发电机、离心式压缩机、透平、回热器、燃烧室、空气轴承、数字式电能控制器（将高频电能转换为并联电网频率，提供控制、保护和通讯）。
2024年微型燃气轮机市场规模分析
2024年微型燃气轮机市场规模分析引言微型燃气轮机作为一种新兴的发电技术，不仅具有高效率、低排放的特点，还能适应多种燃料，广泛应用于发电、空调和热水供应等领域。
本文旨在对微型燃气轮机市场规模进行分析，了解其发展趋势以及潜在的市场机会。
微型燃气轮机市场规模定义微型燃气轮机是指功率在100kW以下的燃气轮机，主要应用于小型和中型企业、机关单位以及家庭使用。
其较小的体积和灵活的安装方式使得微型燃气轮机在城市中的应用更加方便。
市场规模目前，微型燃气轮机市场正呈现出快速增长的趋势。
根据市场研究数据显示，全球微型燃气轮机市场规模在过去几年中每年以10%的速度增长。
据预测，到2025年，全球微型燃气轮机市场的价值将达到数十亿美元。
驱动因素微型燃气轮机市场的快速发展得益于以下几个驱动因素：1.能源效率的提高：微型燃气轮机的热效率可以达到80%以上，相较于传统发电方式有较大的优势，能够有效降低能源消耗。
2.环保要求的提升：随着环保意识的增加和对大气污染的关注，微型燃气轮机因其低排放的特点受到越来越多的关注和采用。
3.能源多元化需求：微型燃气轮机可以适应多种燃料，如天然气、液化石油气等，能够满足不同地区和不同用户的能源需求。
4.市场潜力巨大：由于微型燃气轮机的安装、运维成本相对较低，且具有一定的发电能力，因此在一些偏远地区和新兴市场具有较大的市场需求。
市场分析地区分布目前，微型燃气轮机市场的主要消费地区包括北美、欧洲和亚洲。
其中，北美地区市场规模最大，占据全球市场份额的40%以上。
而亚洲地区的微型燃气轮机市场正在快速增长，预计在未来几年中将成为全球市场的新的增长点。
应用领域微型燃气轮机的应用领域非常广泛，包括发电、暖通空调、热水供应等。
其中，发电领域是微型燃气轮机的主要应用领域，占据市场份额的50%以上。
随着新能源政策的推进以及能源需求的增加，微型燃气轮机在发电领域的应用前景广阔。
市场竞争格局微型燃气轮机市场目前呈现出较为分散的竞争格局，市场前几名的厂商占据了市场份额的一半以上，但市场上仍有很多中小规模的厂商在不同领域中崭露头角。
科技成果——微型燃气轮机
科技成果——微型燃气轮机
项目概述
燃气轮机广泛应用于飞机、船舶和工业部门，大体可分为航空发动机、轻型燃气轮机、重型燃气轮机三个方面。
航空发动机一般不带有动力涡轮，而轻型与重型燃气轮机则带有动力涡轮。
燃气轮机以空气为介质，一般包括压气机、燃烧室和燃气涡轮三个部分，空气经压气机进行压缩，提高空气的压力和温度，高温高压空气进入燃烧室与燃料充分混合，燃烧后形成高温高压燃气，燃气具有做功能力，进入燃气涡轮中推动涡轮旋转，一方面带动压气机工作，另一方面对外输出功率。
简单循环中，涡轮发出的机械功有1/2到2/3左右用来带动压气机，其余的1/3左右的机械功用来驱动发电机。
本项目涉及的微小型燃气轮机属于轻型燃气轮机范畴，一般功率在100-2000kW，结构形式以离心压气机和向心涡轮为主，主要应用于微小型设备的动力，应急发电，冷热电联供等军民用行业，具有较好的市场前景。
项目成熟情况目前该微型燃气轮机已经过部件设计、整机装配与点火实验，技术成熟度达到4级，通过性能试验及整机耐久考核后，可实现工程应用。
应用范围
微小型燃机区别于航空发动机和轻型燃机，是功率档次在100-2000kW量级，由于其体积小、功率密度大、排放洁净、噪音小等特点，可应用于军事设备以及民用设备中。
微型燃气轮机研究与应用
微型燃气轮机研究与应用微型燃气轮机是一种高效、可靠、灵活的热力设备，已经在工厂、学校、住宅等多个领域得到了广泛的应用，其中最为典型的就是微型燃气轮机发电。
本文旨在介绍微型燃气轮机的研究现状和应用前景，以及其存在的问题和发展方向。
一、微型燃气轮机概述微型燃气轮机是基于燃气轮机技术的一种小型发电设备，其原理是利用高温高压下的燃气驱动叶轮旋转，驱动发电机工作。
与传统的燃油发电机相比，微型燃气轮机具有高效率、低污染、可靠性高、运行成本低等优点，特别是在固定负载、长时间运行的场合下性能优越。
二、微型燃气轮机技术的研究现状目前，微型燃气轮机技术已经进入一个成熟发展阶段，一些企业和高校开展了相关研究，燃气轮机技术也得到了较大的发展。
总体上，微型燃气轮机技术的研究现状可以概括为以下几个方面：1. 燃气轮机机型设计当前，微型燃气轮机技术的研究主要集中在机型设计方面，包括叶轮和燃烧室的设计。
目前采用的基本叶轮类型有：开式叶轮和封闭型叶轮。
开式叶轮由多片叶片组成，用于传输动能，封闭型叶轮包括静叶、转轮和动叶，广泛应用于工业燃气轮机。
对于燃烧室的设计，主要有截形燃烧室和环状燃烧室等。
2. 燃气轮机材料研究在微型燃气轮机中，钛合金、高温合金等高分子材料的应用得到了很大的发展。
新材料的应用，可以大大提高燃气轮机的温度和耐腐蚀性，提高机器的质量和使用寿命，同时也能够减少由于运行产生的噪音等负面影响。
3. 燃气轮机节能技术研究随着环保和低碳经济政策的逐步推进，燃气轮机的节能技术也愈发重要。
经过多年的研究，目前主要有三种燃气轮机的节能技术：循环废热利用技术、燃气轮机热交换技术、燃气轮机冷凝技术。
在这些节能技术的帮助下，微型燃气轮机的能源利用效率得到了更大程度的提高。
三、微型燃气轮机的应用前景微型燃气轮机具有很大的应用前景和市场需求。
在现今紧张的能源环境下，燃气轮机的优势非常明显，不仅可以解决能源供电和环境污染等问题，同时也能够推动低碳经济和工业发展。
微型燃气轮机工作原理
微型燃气轮机工作原理微型燃气轮机是一种小型、高效率的发电设备，它利用可燃气体（如天然气、液化石油气等）燃烧产生的高温高压气体驱动涡轮旋转，进而带动发电机发电。
它具有体积小、结构简单、启动快速、高效率等优点，被广泛应用于船舶、飞机、卫星等场景。
本文将详细介绍微型燃气轮机的工作原理。
一、微型燃气轮机的组成结构微型燃气轮机主要由压气机、燃烧室、涡轮和排气装置等组成。
压气机负责将空气压缩并提高进气压力；燃烧室将可燃气体与压缩空气混合并燃烧产生高温高压气体；涡轮通过高温高压气体的冲击力驱动旋转；排气装置将气体排出。
二、压气机的工作过程压气机是微型燃气轮机的核心部件之一，其主要工作是将进气空气压缩并提高进气压力。
压气机一般由多个级别组成，每个级别包括一个转子和一个固定导叶。
进气空气通过转子和导叶的相互作用，逐级受到压缩，从而实现气体压力的升高。
压气机的工作过程可以分为吸气、压缩和驱气三个阶段。
在吸气阶段，进气空气通过转子和导叶进入压气机，同时转子和导叶的相对运动也使得空气被吸入转子的空腔中。
在压缩阶段，转子和导叶的相对运动将空气逐级压缩，从而使气体压力升高。
在驱气阶段，压缩后的气体从压气机中排出，并进入燃烧室进行燃烧。
三、燃烧室的工作过程燃烧室是微型燃气轮机中气体燃烧的地方，它将经过压气机压缩后的空气与可燃气体混合并点燃，产生高温高压气体。
燃烧室一般采用喷嘴式燃烧器，喷嘴将可燃气体喷入燃烧室，并与空气充分混合。
在燃烧过程中，可燃气体燃烧释放的热量使得气体温度急剧升高，并产生高压气体。
燃烧室内的高温高压气体通过喷嘴口进入涡轮，并驱动涡轮旋转。
四、涡轮的工作原理涡轮是微型燃气轮机中负责转换气动能为机械能的核心部件。
在高温高压气体的作用下，涡轮叶片受到气体的冲击力，使得涡轮旋转。
涡轮一般由一系列叶片组成，叶片形状和角度的设计十分关键。
叶片的形状决定了受力的大小和角度，进而影响转轮的旋转速度和稳定性。
常见的涡轮设计有轴流式和离心式等。
微型燃气轮机
2.1.4 微型燃气轮机微型燃气轮机(Micro-gas turbine)是一种小型热力发动机，其独立输出功率控制在最小25000瓦特到最大300000瓦特之间，其最主要的结构特点就是采用径向式叶轮机械和再生循环。
发电机、数字电源控制器以及微型燃气轮机是微型燃气轮机发电机组的三个主要组成部分。
通常采用单轴结构的它一般由发电机、涡轮机、燃烧器、再生器、压缩机和控制装置等组成，通过压缩机驱动与燃气轮机驱动组合的方式带动涡轮同轴高速发电机，使发电机产生高频交流电，然后经过整流装置将其转换为高压直流，最后再由变频器转换成工业频率交流电输送到输电网或者提供负荷作用，如图2.4所示。
当用于热电联产的微型燃气轮机用于能源，天然气，沼气等燃料燃烧后，也可利用高温烟气驱动废热单元进行加热，可以进一步提高单元效率和能源利用。
图2.4 微型燃气轮机并网结构图微型燃气轮机模型的建立通常发生在逆变器连杆前面，与微型燃气轮机或DC源分离的建模电气部件相当于实现其受控分析。
由于单独的建模或等效处理不能解决发电系统的微型燃气轮机运动，称为系统和内部关系，因此它们之间的控制有效地实施了PW与调节控制，通常不能这样做。
一般来说，可以考虑使用PQ或Vf控制策略，使用正弦脉宽调制逆变器，建立发电系统作为整体模型。
微型燃气轮机是最成熟的分布式发电设施之一，最具商业竞争力，同时具有轻巧高效，节省空间，运行维护简单，污染少等优点。
同时，在运行期间，微型燃气轮机发电单元可以在本地监控或经由中央监控站进行监控。
如果发生机械故障，由于其重量轻，可以快速安装，所以可以快速更换机器，然后故障整机运到维修中心进行维修。
2.2 主动配电网及其特征主动配电网络是电网分布式电力能力各种控制的组合，目的是增加可再生能源消耗能力的配电网络，提高配电网资产利用率，舒缓配电网投资在提升电源质量和用户电源可靠性的延迟。
这是基于微电网的分布式电力调整控制技术，重点关注微电网自主控制的局部区域，更加重视信息价值的作用，是智能电网发展的先进阶段。
微型燃气轮机的应用和发展前景
微型燃气轮机的应用和发展前景一、引言微型燃气轮机是一种小型化的燃气轮机，具有体积小、分量轻、启动快、效率高等特点。
本文将重点探讨微型燃气轮机的应用领域以及其未来的发展前景。
二、微型燃气轮机的应用领域1. 工业领域微型燃气轮机在工业领域有着广泛的应用。
它可以用于供电、发电以及驱动工业设备等方面。
由于其小型化的特点，可以灵便布置在各个工业场所，提供可靠的电力支持。
此外，微型燃气轮机还可以与废热回收技术结合，提高能源利用效率，减少能源浪费。
2. 建造领域微型燃气轮机可以应用于建造领域的供暖和供热系统。
通过与余热回收装置结合，微型燃气轮机可以将废热转化为热能，提供供暖和供热的同时，减少能源消耗和环境污染。
3. 航空航天领域微型燃气轮机在航空航天领域有着重要的应用价值。
由于其小型化和高效率的特点，微型燃气轮机可以用于小型飞机、直升机和无人机等飞行器的动力系统。
相比传统的内燃机，微型燃气轮机具有更高的功率密度和更低的振动噪声，可以提升飞行器的性能和安全性。
4. 交通运输领域微型燃气轮机可以应用于交通运输领域，如汽车、公交车、火车等。
与传统的内燃机相比，微型燃气轮机具有更高的热效率和更低的排放，可以提高交通工具的能源利用效率，减少尾气排放对环境的污染。
三、微型燃气轮机的发展前景1. 技术发展微型燃气轮机的发展离不开技术的支持。
目前，微型燃气轮机的关键技术主要包括燃烧技术、材料技术、控制技术等方面。
随着技术的不断进步，微型燃气轮机的效率将进一步提高，分量和体积将进一步减小，可靠性和稳定性将进一步增强。
2. 市场需求随着全球能源危机的日益加剧和环境污染问题的日益突出，对高效、清洁能源的需求不断增加。
微型燃气轮机作为一种高效、清洁的能源转换装置，将受到市场的广泛关注和需求。
特别是在新兴经济体和发展中国家，微型燃气轮机有着巨大的市场潜力。
3. 政策支持各国政府对于节能减排和可再生能源的政策支持也将推动微型燃气轮机的发展。
关于小型燃气轮机的说明
关于小型燃气轮机的说明
小型燃气轮机是一种高效率、可靠性高的能源转换设备。
它利用燃气燃烧并转化为机械能，进而驱动发电机发电。
本文将介绍小型燃气轮机的基本工作原理、应用领域和优势。
小型燃气轮机内部基本结构包括压缩机、燃烧室、涡轮和发电机。
当外部燃气进入压缩机时，压缩机将气体压缩，提高其压力和温度。
然后，将高压高温气体进入燃烧室，与燃料混合并点燃，燃烧产生的高温气体推动涡轮旋转。
涡轮与发电机相连，通过旋转产生电能。
小型燃气轮机在燃烧过程中产生的废热可以用于提供热水、蒸汽或供暖。
小型燃气轮机具有广泛的应用领域。
它可以用于家庭、商业和工业用途。
在家庭中，小型燃气轮机可以作为备用电源，在电力中断时提供供电保障。
对于企业和机构而言，小型燃气轮机可以用于发电和供暖，提高能源利用效率。
在工业领域，小型燃气轮机可以作为独立发电系统，为远离电网的地区提供可靠的电力供应。
小型燃气轮机相比传统燃煤发电和柴油发电具有多项优势。
首先，其能效显著高于传统发电方式，燃烧效率可达到80%以上，大大降低能源消耗。
其次，小型燃气轮机响应时间短，启动快速，适合作为备用电源使用。
此外，小型燃气轮机不仅减少环境污染，也降低了温室气体排放。
其噪音水平相对较低，对环境和居民生活产生较小的干扰。
综上所述，小型燃气轮机是一种高效、可靠的能源转换设备。
它在家庭、商业和工业领域中广泛应用，具有高能效、快速启动和环保等优势。
有望在未来的能源系统中发挥重要作用，为社会经济发展提供可靠的能源支持。
微型燃气轮机
微型燃汽轮机1 引言功率为数百kW及以下的燃气轮机在20世纪40~60年代就已存在，但由于其发电效率低，长期以来，几十至几百kW的小型发电机组市场一直由内燃发电机组占领。
随着高效回热器由军用转入民用，微型燃气轮机的发电效率显著提高。
20世纪90年代初出现了无齿轮箱的燃气轮机，有些机组采用了不需要润滑系统的空气轴承，使得微型燃气轮机的结构更为紧凑，几乎不用维护。
微型燃气轮机体积小、重量轻、适用燃料范围广，可靠近用户安装，显著提高了对用户供电的可靠性。
这些优点使得微型燃气轮机在分散式供电、热电联供和车辆混合动力方面的应用得到了迅猛发展[1]。
1998年末美国Capstone公司推出了第1台商业化的微型燃气轮机装置，现已有多家公司研制和生产这种微型燃气轮机，主要集中在北美、瑞典和英国。
美国AlliedSignal公司估计，到2010年微型燃气轮机发电机组的销售额将达到100~150亿USD[2]。
微型燃气轮机在生产电力的同时回收利用了燃烧后的废热，可同时提供供暖服务和空调制冷服务，这种热电联产的发电形式越来越受欢迎[3]。
我国也在医院、机场、楼宇等领域有应用的实例，并取得了较好的效果[4]。
在充满竞争的电力零售市场上，微型燃气轮机凭藉其综合发电成本低的优势必将在未来的电力系统中占据越来越重要的位置[5]。
2003年冬季，英国Powergen公司将开展微型电站装入居民家庭厨房的试点工程。
这种燃气电站可取暖、供热水、发电，试验表明一年可节约能源费用249.6USD。
微型燃气轮机在未来的电力系统中必将同大型集中式电站一起为用户提供清洁便宜的能源服务。
2 微型燃气轮机的结构微型燃气轮机是热电联产发电机组，美国Capstone公司生产的微型燃气轮机的工作原理如图1所示，内部结构剖面如图2所示。
Capstone公司生产的微型燃气轮机的主要组成部分包括：发电机、离心式压缩机、透平、回热器、燃烧室、空气轴承、数字式电能控制器（将高频电能转换为并联电网频率50/60Hz，提供控制、保护和通讯）。
新型微型燃气轮机的性能研究
新型微型燃气轮机的性能研究随着经济的快速发展，能源需求不断增加，能源结构也在逐步优化。
其中，燃气轮机作为一种高效、可靠的能源装备，广泛应用于发电、供暖和工业等领域。
传统的大型燃气轮机已经越来越难以满足市场需求，而随着微型化技术的不断发展，新型微型燃气轮机成为一种备受关注的新型能源装备。
一、新型微型燃气轮机概述新型微型燃气轮机是指功率小于100kW、转子直径小于50cm的燃气轮机，是一种高效、紧凑、可靠的能源装备。
新型微型燃气轮机的应用范围广泛，可以用于制冷、空调、发电、航空、船舶、轿车等多个领域，具有起动快、效率高、噪音小等优点。
二、新型微型燃气轮机的优点1、高效率新型微型燃气轮机的效率可达40%以上，比传统内燃机效率高出近50%。
其高效率不仅能够提高能源利用率，还可以减少能源的浪费，极大地节约了能源成本。
2、紧凑结构新型微型燃气轮机采用紧凑的结构设计，由于构造简单、体积小、重量轻，因此可以减少占用的空间。
同时，由于其体积小，可以更灵活地安装在各种设备上，实现多种功能，更进一步提高了装载效率。
3、可靠性高新型微型燃气轮机采用的是先进的制造工艺和材料技术，其关键部件采用高温合金材料，具有高抗腐蚀性和耐热性的特点。
此外，新型微型燃气轮机还采用了先进的主动控制技术和智能监测系统，可以自动监测和调节机器的运行状态，有效提高了设备的可靠性。
4、环保节能新型微型燃气轮机采用的是清洁燃气燃烧技术，其二氧化碳排放量较低，同时排放的废气也经过净化处理，对环境影响较小。
加上其高效率，能够降低企业能源消耗，为企业节约能源成本，实现环保与节能的双赢。
三、新型微型燃气轮机的市场前景新型微型燃气轮机始于20世纪70年代，自该时期以来，各国的燃气轮机制造商开始对其进行了大量的投入和研发，经过数十年的不懈努力，新型微型燃气轮机已经得到了较为广泛的应用，并在现代工业和航空领域中起到了重要作用。
在国内，新型微型燃气轮机的发展还处于起步阶段，但是随着国家对环保和节能的重视，以及市场对燃气轮机优势的认识，新型微型燃气轮机具有广阔的市场前景。
民船用微型燃气轮机
微型燃气轮机是一种新近发展起来的小型热力发电机，其单机功率范围通常在25～300 kW之间。
其基本技术特征主要包括采用径流式叶轮机械（如向心式透平和离心式压气机）以及回热循环。
在民船应用中，微型燃气轮机具有一些独特的优势。
首先，由于其体积较小，可以更容易地集成到船舶的现有空间中。
其次，微型燃气轮机具有较高的热效率，这有助于提高船舶的燃油效率和减少排放。
此外，微型燃气轮机还具有快速启动和响应的特点，使得船舶能够更快速地适应负载变化。
然而，微型燃气轮机在民船应用中也面临一些挑战。
例如，其维护成本可能较高，因为需要专业知识和技能来进行日常维护和故障排除。
此外，虽然微型燃气轮机的排放较低，但仍然需要符合相关的环保法规和标准。
总的来说，微型燃气轮机在民船应用中具有潜力，但需要综合考虑其优缺点，并进行适当的设计和集成。
未来随着技术的进步和成本的降低，微型燃气轮机在民船领域的应用可能会更加广泛。
燃料电池微型燃气轮机
燃料电池微型燃气轮机
本文介绍了燃料电池微型燃气轮机，包括燃料电池微型燃气轮机的原理、性能特征及应用。
燃料电池微型燃气轮机是由自由气体（如空气和氧气）和燃料（如液化石油气和天然气）混合而成的复合介质，穿透燃料电池发电。
燃料电池微型燃气轮机具有体积小、重量轻、结构紧凑、负载灵活、易于操作等优点，可以广泛应用于汽车、船舶、轻型飞机、电动汽车等多个领域。
燃料电池微型燃气轮机的主要性能特征包括：
1、重量轻：燃料电池微型燃气轮机重量仅为一般燃气轮机的1/5，可大大减轻汽车、船舶、轻型飞机等设备的总体重量。
2、低温燃烧：燃料电池微型燃气轮机采用低温燃烧技术，可将燃烧温度降低，使设备使用寿命更长。
3、高效燃烧：燃料电池微型燃气轮机采用全过程燃烧技术，在经济运行条件下，可获得高效率的燃烧，减少能量损失。
燃料电池微型燃气轮机广泛应用于汽车、船舶、轻型飞机、电动汽车等多个领域。
它可以满足不同设备的不同功率性能要求，使得设备既能够运行稳定又能节能减排。
此外，它具有兼容性强的特点，可以实现多种燃料的结合和转换。
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微型燃气轮机介绍
微型燃汽轮机1 引言功率为数百kW及以下的燃气轮机在20世纪40~60年代就已存在，但由于其发电效率低，长期以来，几十至几百kW的小型发电机组市场一直由内燃发电机组占领。
随着高效回热器由军用转入民用，微型燃气轮机的发电效率显著提高。
20世纪90年代初出现了无齿轮箱的燃气轮机，有些机组采用了不需要润滑系统的空气轴承，使得微型燃气轮机的结构更为紧凑，几乎不用维护。
微型燃气轮机体积小、重量轻、适用燃料范围广，可靠近用户安装，显著提高了对用户供电的可靠性。
这些优点使得微型燃气轮机在分散式供电、热电联供和车辆混合动力方面的应用得到了迅猛发展[1]。
1998年末美国Capstone公司推出了第1台商业化的微型燃气轮机装置，现已有多家公司研制和生产这种微型燃气轮机，主要集中在北美、瑞典和英国。
美国AlliedSignal公司估计，到2010年微型燃气轮机发电机组的销售额将达到100~150亿USD[2]。
微型燃气轮机在生产电力的同时回收利用了燃烧后的废热，可同时提供供暖服务和空调制冷服务，这种热电联产的发电形式越来越受欢迎[3]。
我国也在医院、机场、楼宇等领域有应用的实例，并取得了较好的效果[4]。
在充满竞争的电力零售市场上，微型燃气轮机凭藉其综合发电成本低的优势必将在未来的电力系统中占据越来越重要的位置[5]。
2003年冬季，英国Powergen公司将开展微型电站装入居民家庭厨房的试点工程。
这种燃气电站可取暖、供热水、发电，试验表明一年可节约能源费用249.6USD。
微型燃气轮机在未来的电力系统中必将同大型集中式电站一起为用户提供清洁便宜的能源服务。
2 微型燃气轮机的结构微型燃气轮机是热电联产发电机组，美国Capstone公司生产的微型燃气轮机的工作原理如图1所示，内部结构剖面如图2所示。
Capstone公司生产的微型燃气轮机的主要组成部分包括：发电机、离心式压缩机、透平、回热器、燃烧室、空气轴承、数字式电能控制器（将高频电能转换为并联电网频率50/60Hz，提供控制、保护和通讯）。
【涨姿势】微型燃气轮机知多少？
【涨姿势】微型燃气轮机知多少？导读常规燃气轮机为了提高效率，需要追求高透平初温以及大压比，这对材料要求很高，而且需要复杂的冷却技术，加工成本很高。
为了降低成本，减少系统的复杂度，微型燃气轮机走的是不同的技术路线。
微型燃气轮机本质上是燃气轮机的一种，单机功率范围：数十千瓦至数百千瓦。
技术特征：一般采用离心式压气机和向心式透平，转子采用背靠背结构，通常采用高效板翅式回热器预热燃烧室进口空气，多采用空气轴承，不需要润滑系统，结构简单紧凑。
目前国际市场微型燃气轮机产品的主要性能指标见下表，燃料多采用天然气和柴油，发电效率普遍达到25%~30%（未来目标40%），若采用冷热电三联产（CCHP），能量利用率达70%~90%，NOx排放不高于25ppm，使用寿命已经超过40000h。
微型燃气轮机的热力循环通常选择带回热的布雷顿循环，压比仅为3~5之间，转子一般为径流式设计，一次加工成型，结构紧凑，成本低廉；透平入口温度较低，涡轮通常采用普通陶瓷，不需要冷却。
微型燃机转子的转速很高，一般30000~100000rpm之间，高速轴承是微型燃气轮机研制的关键技术之一。
目前多采用空气轴承。
微型燃气轮机回热器通常采用板翅式，结构简单，换热效果好，流阻低；燃烧室温升较低，污染物排放水平也不高；各部件均采用模块化设计，零件数量少，可靠性高。
应用微型燃机的应用1）热、电、冷联产系统整个系统以微型燃气轮机为核心动力装置，以天然气、沼气、合成气以及柴油味燃料，经微型燃机做功后，高温烟气被用来驱动余热利用装置进行供热、制冷，提高能量利用率。
专业术语：能量梯级利用。
2）微型燃气轮机-燃料电池联合发电系统顶层循环：燃料电池取代燃烧室，其高温排气进入涡轮膨胀做功，燃料电池内部处于一定压力状态；上图所示。
底层循环：燃料电池使用燃气轮机的排气作为空气源，燃料电池内部流动及工作处于常压。
下图所示。
这种发电装置效率可达60%以上，NOx排放低于1ppm，是目前世界上最为先进的高效洁净发电方式之一。
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微型燃汽轮机
1 引言
功率为数百kW及以下的燃气轮机在20世纪40~60年代就已存在，但由于其发电效率低，长期以来，几十至几百kW的小型发电机组市场一直由内燃发电机组占领。
随着高效回热器由军用转入民用，微型燃气轮机的发电效率显著提高。
20世纪90年代初出现了无齿轮箱的燃气轮机，有些机组采用了不需要润滑系统的空气轴承，使得微型燃气轮机的结构更为紧凑，几乎不用维护。
微型燃气轮机体积小、重量轻、适用燃料范围广，可靠近用户安装，显著提高了对用户供电的可靠性。
这些优点使得微型燃气轮机在分散式供电、热电联供和车辆混合动力方面的应用得到了迅猛发展[1]。
1998年末美国Capstone公司推出了第1台商业化的微型燃气轮机装置，现已有多家公司研制和生产这种微型燃气轮机，主要集中在北美、瑞典和英国。
美国AlliedSignal公司估计，到2010年微型燃气轮机发电机组的销售额将达到100~150亿USD[2]。
微型燃气轮机在生产电力的同时回收利用了燃烧后的废热，可同时提供供暖服务和空调制冷服务，这种热电联产的发电形式越来越受欢迎[3]。
我国也在医院、机场、楼宇等领域有应用的实例，并取得了较好的效果[4]。
在充满竞争的电力零售市场上，微型燃气轮机凭藉其综合发电成本低的优势必将在未来的电力系统中占据越来越重要的位置[5]。
2003年冬季，英国Powergen公司将开展微型电站装入居民家庭厨房的试点工程。
这种燃气电站可取暖、供热水、发电，试验表明一年可节约能源费用249.6USD。
微型燃气轮机在未来的电力系统中必将同大型集中式电站一起为用户提供清洁便宜的能源服务。
2 微型燃气轮机的结构
微型燃气轮机是热电联产发电机组，美国Capstone公司生产的微型燃气轮机的工作原理如图1所示，内部结构剖面如图2所示。
Capstone公司生产的微型燃气轮机的主要组成部分包括：发电机、离心式压缩机、透平、回热器、燃烧室、空气轴承、数字式电能控制器（将高频电能转换为并联电网频率50/60Hz，提供控制、保护和通讯）。
这种微型燃气轮机的独特设计之处在于它的压缩机和发电机安装在一根转动轴上，该轴由空气轴承支撑，在一层很薄的空气膜上以96000 r/min转速旋转。
这是整个装置中唯一的转动部分，它完全不需要齿轮箱、油泵、散热器和其他附属设备。
这种微型燃气轮机已在全球销售了2000台，累计运行3×106h。
这种微型燃气轮机采用的几项关键技术如下：
（1）空气轴承。
空气轴承支撑着系统中唯一的转动轴。
它不需要任何润滑，从而节约了维修成本，避免了由润滑不当产生的过热问题，提高了系统可靠性。
它可使微型燃气轮机以最大输出功率每天24h全年连续运行。
（2）燃烧系统技术。
已取得专利的燃烧系统设计使其成为最清洁的化石燃料燃烧系统，不需进行燃烧后的污染控制。
（3）数字式电能控制器。
将电力电子技术与高级数字控制相结合实现了多种功能，如调节发电机发电功率、实现多个燃气轮机成组控制、调节不同相之间的功率平衡、允许远程调试和调度、快速削减出力、切换并网运行模式和独立运行模式。
数字式电能控制监视器可监视多达200个变量，它可控制发电机转速、燃烧温度、燃料流动速度等变量，所有操作可在一套界面友好的软件系统上进行。
3 微型燃气轮机的优点
微型燃气轮机与常规发电装置相比具有如下优点：
（1）环保。
微型燃气轮机的废气排放少，使用天然气或丙烷燃料满负荷运行时，排放的体积分数NOx小于9×10-6；使用柴油或煤油燃料满负荷运行时，排放的体积分数NOx 小于35×10-6；采用油井气做测试，排放的体积分数NOx小于1×10-6。
其他采用天然气作为燃料的往复式发电机产生的NOx比微型燃气轮机多10~100倍，柴油发电机产生的NOx 是微型燃气轮机的数百倍。
（2）维护少。
微型燃气轮机采用独特的空气轴承技术，系统内部不需要任何润滑，节省了日常维护。
每年的计划检修仅是在全年满负荷连续运行后更换空气过滤网。
（3）效率高。
微型燃气轮机发电效率可达30%，联合发电和供热后整个系统能源利用率超过70%。
（4）运行灵活。
微型燃气轮机可并联在电网上运行，也可独立运行，并可在两种模式间自动切换运行。
由软件系统控制两种运行模式之间的自动切换。
（5）适用于多种燃料。
微型燃气轮机适用于多种气体燃料和多种液体燃料，包括天然气、丙烷、油井气、煤层气、沼气、汽油、柴油、煤油、酒精等。
（6）系统配置灵活。
可根据实际需要灵活配置微型燃气轮机的数量，并能够进行多单元成组控制，其中一台检修时不影响整个系统的运行。
（7）安全可靠。
微型燃气轮机是同类型产品中符合美国保险商实验所（Underwriters' Laboratories，UL）严格标准UL2000的唯一产品，它同时符合IEEE519、NFPA规范、ANSI C84.1和其他规范，保证了与电网互联的安全性。
4 微型燃气轮机的技术指标
Capstone公司的C30微型燃气轮机在环境温度15℃、相对湿度60%、海拔0m条件下的产品技术指标见表1[6]。
美国几个主要的微型燃气轮机生产商的产品性能见表2[7]。
微型燃气轮机、水电和火电发电成本的对比见表3。
目前，我国许多地区高峰时段商业用电价接近1元/kWh，由表3可见，虽然微型燃气轮机单位kW造价较高，但由于其安装和维护费用极低，发电成本又远低于高峰时段电价，因此对小型工商业用户具有极大的吸引力。
5 微型燃气轮机的应用前景
微型燃气轮机的主要应用场所包括：①废气燃烧地点；②需要提供临时和长期电力的地点；③在经常停电的地点提高电能质量和供电可靠性；④电费较高的地点；⑤无电网的偏僻地点；⑥可用峰荷电价向电力交易中心卖电；⑦要求联合提供热电冷服务的地点。
如可应用于以下方面：
（1）油田
油田一般位于偏僻的地区，很难架设电网或架设永久的输电线路投资很大。
在油田开采初期需临时供应电力。
微型燃气轮机利用油井废气发电，不仅可解决油田开采设备和生活基地的电力供应，还为生活基地提供采暖和空调服务。
（2）垃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最佳方案。
（3）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。
（4）发电备用
在电网电力供应紧张时期，微型燃气轮机向电网送电，并以较高的辅助服务电价结算，能够获得较大利润。
（5）热电冷联供
微型燃气轮机可提供电力、供暖和空调的联合服务，能源利用效率可达90%。
在需热电冷的场所，如医院、写字楼、超市、旅馆、游泳馆等，在生产工艺上需进行加热的生产企业，如制衣厂、制砖厂等，微型燃气轮机将会有很大的应用空间。
利用微型燃气轮机进行热电联供的一个最出色的实例是在荷兰Putten市，一台30kW 的微型燃气轮机为一总容量为1.6ML的公共游泳池提供全年的供暖和供电服务，总能源利用效率达到了96%。
供暖部分包括加热游泳池中的水、冬季室内供暖，供电部分包括循环水泵等用电设备和照明服务，与过去利用锅炉集中供暖和加热相比，新方案的能源费用降低了30%。
（6）移动式电源和车辆动力
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显著低于活塞式内燃机，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。
由上述可见，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。
6 结语
人类对利用可再生能源发电的研究已取得了重大进展。
风力发电和太阳能发电受地理位置和天然条件的限制，不能在居民居住区建设；太阳能光伏电池发电的能源转换效率还很低；蓄电池储能和燃料电池的成本还很高。
微型燃气轮机是目前唯一已商业化运行的分散式发电装置，它可在居民居住区安装运行，靠近用户发电或与电网并联运行，这将会极大提高对用户的供电可靠性。
可以预计，在电力市场蓬勃发展的今天，微型燃气轮机将会获得迅速发展。