燃气轮机技术发展及应用

燃气轮机技术发展及应用

作者：顾士国

来源：《山东工业技术》2017年第16期

摘要：燃气轮机是国家资源节约战略发展下的一项工业产品，也是能源管理方向的最高技术水平的设备，因此发展燃气轮机技术，扩大燃气轮机的应用范围，是当下制造业的重点发展方向。本文从燃气轮机技术发展的趋势出发和燃气轮机技术发展的内容出发，分析了燃气轮机技术的应用方向，供从事燃气轮机技术探究与应用的工作人员参考。

关键词：燃气轮机；技术发展；应用方式

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.16.239

0 引言

燃气轮机的应用在现代企业生产中十分广泛，能够对国民经济发展中所需要的电力和能源进行输送与分配，还是国防领域中的重要应用设备，总体来说燃气轮机在现代社会运行中有着不可取代的作用。随着科学技术的不断进步，近几年的燃气轮机发展技术已经达到了较高的水平，燃气轮机领域也取得了显著的科研成果。

1 燃气轮机技术发展的趋势

今后燃气轮机技术的发展趋势是，通过提高生产设备的温度和压力，来提高机组的运行功率及效率；燃气轮机要适应多种燃料的性质；改变燃气轮机的热力循环系统，运用新型的工质完善操作系统，优化操作的性能。重型的燃气轮机要不断朝着高参数、高性能、高效率、低污染的方向发展，经过相关技术人员与专家的研究，未来的燃气机轮最高温度可以达到1700度，联合运行的功率可达到65%，并将持续上升。

科学先进的气动设计技术能够进一步的提高高压气机和透平部件的性能，气动设计技术中的可控漩涡技术、自由涡技术、扭叶片技术、多圆弧叶技术、散叶技术、抽吸技术、主动控制技术、被动控制技术、可调叶片技术、间隙控制技术等，能够有效的减少燃气轮机在工业生产中的损失与浪费。比方说运用可调叶片技术能够确保内压气机的工作效率，让内压气机能够在更宽的范围内运转；运用抽吸技术和主动控制技术，能够减少多级轴流压气机的级数和重量、扩大了多级轴流压气机的工作范围[1]。

为了拓宽燃料的适用范围，减少燃料燃烧过程中带来的污染，燃气轮机技术的研发专家要发展高效率低污染的稳定燃技术。目前很多国家的燃气轮机制造厂家都在研究减少污染排放的

技术，并投入了一定的物力资源、人力资源和财力资源，建立了专门的实验基地，从事对燃气轮机节能减排技术的研究，并将研究的技术应用在自己生产的燃气轮机中。

2 燃气轮机技术发展的内容

燃气轮机技术的发展内容主要包括燃气轮机的研制、重要部件的实验、基础和共性理论的研究、总体安装技术的合成、高温部件的制造、总体调试系统的建立、仪器平台的组成、实验性燃气轮机循环发电站的模拟等发面。其中重要部件的研究主要包括，建立燃气轮机研究试验台，建立实验室燃烧参数全面监控体系，建立高温叶片降温技术试验台，燃气轮机安装试验台，燃气轮机仿真应用试验台。基础和共性理论的研究主要包括压气机设计与理论的结合，燃烧技术与燃烧理论的结合，燃气轮机技术研究的寿命及可靠性与控制理论的结合，叶片加工技术及焊接理论的结合，保温设备的涂层技术与保温理论的结合。

燃气轮机技术的发展路线是，加强对核心技术的研究，尽快完成对核心技术的突破，包括了高效燃烧技术和高温部件的涂层保护技术，在这些技术上取得成果将会为燃气轮机技术的发展带来巨大的进步；在研究燃气轮机技术时要按照正规的流程进行，从研发到应用中间的环节一项都不能少，为燃气轮机技术获得知识产权打下基础；积极进行基础研究，为燃气轮机技术的发展奠定良好的研究背景[2]。

3 燃气轮机技术的应用方向

燃气轮机技术的应用方向主要是电力工业，近几年煤炭清洁技术、联合燃煤技术已经取得了较大的发展，并建立了循环电站，各项高科技的燃气轮机也进入了发展和应用的阶段，据有关专业推断，燃气轮机循环发电站将成为世界上最为广泛的一种发电站，也将成为电力资源供应的主要形式。就我国来说，随着我国燃气轮机技术和燃煤技术的发展，环保要求也在不断增加，燃气轮机循环发电站已经在全国有了较大范围的应用。

到目前为止，燃气轮机已经在很多省份进行了安装，尤其是一些煤炭资源较为丰富的省份在安装上能够体现更多的优势，另外石油和天然气也能为燃气轮机提供所需要的运行能源。除了燃气轮机机组外还有很多发电机组担负着一个省份的供电任务，这些发电机组往往具有发电效率和环保程度不达标的劣势，因此电力部门应当加强对燃气轮机的研究与应用，提高本省的发电供电效率，以此类推提高全国的发电和供电效率[3]。

另外燃气轮机可以作为输气工程的加压设备，同样燃气轮机循环发电站就能作为输气工程的加压站，可以在输气工程中每隔一段距离就建造一个燃气轮机加压站。燃气轮机具有成本低、投资少、占地面积小、重量轻等优势，因此在国外的发展中，已经将燃气轮机广泛的应用在了输气、输油、输送资源的线路中，并将燃气轮机作为一个压缩机和压缩泵站来实现对天然气和石油的压缩和输送。随着国民经济的发展，无论是工业生产还是人们的日常生活，对天然气和石油的需求都会逐渐增加，并且随着石油资源的紧缺和环保意识的增加，天然气资源将成

为之后的国民生产中较为主要的一项能源。上述的一切现象都表明在日后的生产中，燃气轮机技术将成为较为重要的一项发展技术，燃气轮机的发展也面临着很好的前景。

4 总结

燃气轮机技术和应用已经在逐渐的发展和完善，燃气轮机作为一种新型的节能、环保、高效率的发动机，在以电力工程为主的动力工程中的应用将不断扩展。燃气轮机循环发电站在逐渐成为新世纪的主要电力生产形式，其研究内容将为能源建设作出重大的贡献。在对燃气轮机技术进行发展与应用的时候要从实际情况出发，运用先进的技术。

参考文献：

[1]朱飙.燃气轮机的发展前景及技术应用[N].安徽电力职工大学学报，2013（01）：1-5.

[2]蒋洪德，任静，李雪英，谭勤学.重型燃气轮机现状与发展趋势[J].中国电机工程学报，2014（29）：5096-5102.

[3]李枚媛.某型燃气轮机建模及控制规律研究[D].中国科学院研究生院（工程热物理研究所），2016.