微型燃气轮机及其_混合动力_的技术进展
微型燃气轮机技术及其发展前景
微型燃气轮机技术及其发展前景摘要:随着分布式供能系统的应用与发展,微型燃气轮机制造水平也在不断提高。
微型燃气轮机是一种新型环保的电力供应设备,具有安全可靠、能源转化率高、自动化程度高等多种优点,在分布式供能系统中应用,能显著提高对用户供电的可靠性,已成为最具有商业竞争力的分布式电源之一。
关键词:微型燃气轮机; 发电机组;应用;发展1 引言微型燃气轮机(Microturbine或Micro-turbines)是一类新近发展起来的小型热力发电机,其单机功率范围为25~300kW。
微型燃气轮机具有多台集成扩容、多燃料、低燃料消耗率、低噪音、低排放、低振动、低维修率、可遥控等一系列优点,可用于备用电站、热电联产、并网发电、尖峰负荷发电等,是提供清洁、可靠、高质量、多用途、小型分布式发电及热电联供的最佳方式。
目前微型燃气轮机已经广泛应用在生物质能源领域、天然气能源领域以及野外孤网发电等多个领域,且技术体系正逐步完善,可靠性比较高,而且符合国家能源发展绿色环保的基本要求。
微型燃气轮机通过余热烟气的回收利用,及其与热水空调等系统的结合,实现了冷热电三联供,大大提升了能源利用效率,甚至远远超过了一些结构更为复杂的大型能源设备。
2 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。
我国发展燃气——蒸汽联合循环的必要性及发展方向
我国发展燃气——蒸汽联合循环的必要性及发展方向摘要:文章通过对燃气-蒸汽联合循环发电的特点和优势分析,结合我国现阶段经济发展的现状及政策,阐述了燃气-蒸汽联合循环发电技术在我国发展状况,并对燃气-蒸汽联合循环发电发展前景进行了深入的探讨。
关键词:燃气轮机;燃气-蒸汽联合循环发电;技术优势;发展及前景从20世纪中期开始,随着燃气轮机技术的应用,逐渐进入发电行业,由于技术局限,当时只能作为紧急备用电源和调峰机组。
20世纪80年代后燃气轮机功率和热效率都有了很大程度的提高,世界天然气资源进一步开发,使得燃气轮机及其联合循环在电力工业中的地位发生了巨大的变化,尤其是近十几年,燃气技术得到了突飞猛进的发展,使得燃气轮机联合循环发电技术趋于成熟。
近几年在发达国家每年新增的联合循环装机容量约占火电新增容量的40%~50%,其中主要是燃气轮机联合循环机组。
随着我国天然气川气东送、西气东输等项目的实施及天然气上游资源开发和下游市场利用,使天然气产业健康持续发展,带动了我国燃气轮机联合循环发电技术的快速发展。
相继建设了一批高效率、低污染的大型燃气-蒸汽联合循环电厂,收到了良好的经济效益和社会效益。
1 燃气-蒸汽联合循环发电的特点燃气轮机发电是一种清洁能源、绿色电力,具有高效、节能、环保等特点。
①发电的高效率。
燃气-蒸汽联合循环发电由燃气轮机单循环和郎肯循环构成,实现了能源的梯级利用,发电效率高达56%以上,形成极具个性的火力发电特点。
这是常规燃煤电厂根本无法比拟的高效率,把天然气的资源利用率整整提高了50%。
②发电的低污染。
燃机发电利用天然气燃烧发电,相对于其他燃料发电,天然气燃烧后过不产生灰尘和炉渣,因而不会对环境产生灰渣污染;天然气燃烧后几乎不产生SO2,常规燃煤电厂的SO2排放没有了,NOx的排放量仅为燃煤的19.2%,CO的排放量仅为燃煤的42.1%,燃煤成熟的技术把NOx、CO排放量降低到10-4~10-3的水平,起到了改善整个生态环境、保护环境的作用。
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。
微型燃气轮机走向商业化
微型燃气轮机走向商业化微型燃气轮机走向商业化摘要:对MTG(Microturbine-generator)--微型燃气轮机发电机的发展作一个简要的回顾,介绍MTG的主要特点,并列出几个有代表性产品的技术参数,供国内同行参考。
关键词:回热循环;燃气轮机中图分类号:TK479+.11文献标识码:D文章编号:1009一2889(2000)04一0013一041回热器与高速发电机的发展为微型燃气轮机带来了生机长期以来,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,燃气轮机几乎没有立足之地。
原因是小功率燃气轮机单循环的效率比较低,无法与内燃机相匹敌。
而且,小功率燃气轮机转速高,通常需要采用齿轮减速器降速后与发电机相连,笨重的减速器和低速发电机,把燃气轮机结构轻巧的特点给抵消了。
人们早就认识到可以采用回热循环来提高效率,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,所以,除了个别燃气轮机(如KG3)有带回热器的衍生型外,回热循环的地面应用始终打不开局面。
随着美英联合开发舰用回热中冷燃气轮机的成功进展,板翅式回热器在工艺及制造成本方面的突破,高速发电机从军用走向民用,地面用的带回热器的小功率燃气轮机重新引起人们的重视。
MTG大都采用回热循环。
通常它由透平、压气机、燃烧室、回热器、发电机及电子控制部分组成,从压气机出来的高压空气先在回热器内接受透平排气的预热,然后进入燃烧室与燃料混合、燃烧。
大多数MTG由燃气轮机直接驱动内置式高速发电机,发电机与压气机、透平同轴,转速在50000~120000rpm之间。
一些单轴MTG设计,发电机发出高频交流电,转换成高压直流电后,再转换为60Hz480V的交流电。
2分布式发电市场前景看好MTG运动部件少,结构简单紧凑,因而其可靠性好、制造成本与维护成本低。
为了进入市场,制造商给自己定下的最低指标是:·运动部件寿命40000小时;·热耗12000至16000Btu/kWh(12660至16880kJ/kwh);·污染物排放小于9ppm;·安装与维护简单,而且便宜。
capstone微型燃气轮机——生物质气发电的先进技术
capstone微型燃气轮机——生物质气发电的先进技术从污染源到洁净能源:看凯普斯通(CAPSTONE)如何建造世界上最大的生物质气燃气轮机装置,将垃圾填埋气转变为电力问题提出:减少污染,为社区提供洁净电能。
解决方案:凯普斯通微型燃气轮机以垃圾填埋气为燃料发出洁净电力。
方案优点:·利用废物再生能源最大可发电1.3MW,可供1300个家庭使用·每年减少NOx排放约一万磅·消除沼气,一种比CO2危害20倍的强温室气体·大大减少排放和传统生物质气发电机所需的日常维护·无需为增加气流热值另购燃料·一种可以承受的从废物中获得经济效益和提高环境质量的方法废弃物的新用途洛佩兹峡谷有一座数十年来层层垃圾堆积而成的人造山,这里的垃圾填埋场正如同其他许多垃圾场一样,是城市所必不可少的,但现在它一无是处的景况就要结束了。
洛佩兹峡谷在1996年达到饱和,不得不关闭,然而垃圾却仍在分解释放甲烷和有毒气体。
这些气体最初全部都被焚烧,然而却释放出大量的Nox和其他污染物。
洛佩兹峡谷的遗物就是一个污染源,最少需要数十年对之监控。
但是,垃圾场的领导会议给了它一个新的目标:采纳一种技术,变废为宝,让垃圾成为洁净的再生能源的源泉。
世界最大的生物质气微燃机装置目前为止,由50台凯普斯通微燃机系统在洛佩兹峡谷垃圾填埋场组成的微燃机系统可以说是单一场所设备最多的系统了。
洛杉矶水电局(LADWP)布置、订购并安装的这个系统最多可以发电1.3MW(净输出,实际发电量1.5MW,辅助设备耗电200kW),足以供给1300户家庭使用。
这项革新技术采用的燃料是低热值的垃圾排放气。
这项工程是LADWP和美国南海岸空气质量管理局(SCAQMD)之间仅有的一次合作。
洛佩兹峡谷采用凯普斯通的设备每年可减少一万磅的NOx排放量。
洛佩兹峡谷采用的凯普斯通机型全部是C30沼气和生物质气型机组。
沼气增压到80psig,然后冷却到40℉以去湿。
车用涡轮增压微型燃气轮机辅助电站研究进展
Re e r h Pr g e s o nt g a e hil s a c o r s n I e r t d Ve c e Tur c r e nd bo ha g r a
M ir c o Ga s Tur i b ne Au ii r e e a o xl y G n r t r a
第 3 1卷 第 1 1期
20 10年 1 1月
兵
工
学
报
V0. 1 0 1 1 3 N . 1
NO . V 2 O O1
ACTA ARM AM ENTARI I
车 用涡 轮 增 压 微 型 燃 气 轮 机辅 助 电站 研 究进 展
张 强 ,马 朝 臣
( 京 理 工 大 学 机 械 与 车辆 学 院 ,北 京 1 0 8 ) 北 0 0 1
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随 着 人 们 节 能 意 识 的 逐 渐 增 强 以及 制 定 排 放 法 规 的 日益 严 格 , 燃 机 增 压 技 术 越 来 越 受 到 重 视 。 内
历 史较 短 。带 有 回热 器 的 高 效 微 型 燃 气 轮 机 发
电 机 组 广 泛 地 用 于 分 布 式 发 电 、 电 冷 联 供 热 、
Z HAN a g,MA C a —h n G Qin hoee
( c o l fMeh nc la d Ve iua n ie r g S h o c a ia n hc lrE gn ei ,Bej gI si t o e h oo y e ig1 0 1 hn ) o n in n tue f c n lg ,B in 0 8 ,C ia i t T j Ab ta t s r c :De eo m e t n k y t c n lg e nd c m p ne t fm ir a ur i e n lcrc l s i— v l p n so e e h o o is a o o n so c o g st b n sa d ee tial a ss y
微小型燃气轮机项目可行性研究报告(备案立项申请)
微小型燃气轮机项目可行性研究报告(备案立项申请)项目简介:一、市场需求分析:燃气轮机作为一种高效、清洁的能源转换设备,具有广泛的市场需求。
目前,国内外对小型燃气轮机的需求日益增长,特别是在分布式能源系统中的应用前景广阔。
在国内市场,经济发展、环保要求提高等因素推动了微小型燃气轮机的发展。
二、技术可行性分析:微小型燃气轮机技术已经取得较大突破,具备可行性。
目前,国内外已有多家研究机构和企业进行了相关研究,并成功将微小型燃气轮机应用于实际生产中。
这些成功案例表明,微小型燃气轮机的技术已经成熟,有望进行规模化应用。
三、经济可行性分析:从经济角度考虑,微小型燃气轮机项目具有可行性。
首先,微小型燃气轮机具有高效率的特点,可以提供稳定可靠的电力供应,降低能源消耗,节约成本。
其次,随着技术成熟和规模效应的发挥,生产成本将进一步降低,提高了项目的经济效益。
再次,作为一种清洁能源转换设备,微小型燃气轮机可以减少排放,满足环保要求,进一步增加了其经济可行性。
四、环境影响评价:微小型燃气轮机作为一种清洁能源转换设备,对环境影响较小。
其燃烧过程中的排放物含量低,减少了对大气环境的污染。
同时,微小型燃气轮机具有高效率的特点,可以提高能源利用效率,降低能源消耗,进一步减少对环境的影响。
因此,从环境角度考虑,微小型燃气轮机项目也具有可行性。
综上所述,微小型燃气轮机项目具备市场需求、技术可行性、经济可行性和环境可行性。
基于以上分析,本研究建议对微小型燃气轮机项目进行备案立项,进一步开展市场推广和产业化应用。
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。
混合动力汽车NVH问题研究进展
混合动力汽车NVH问题研究进展摘要:伴随我国科技的不断发展,混动车已经成了汽车工业发展的重要领域。
与传统汽车相比,其具有了一个新的构件和动力装置,形成了一个新的运作模式,在噪声层面比普通的燃气轮机拥有大幅度的改善。
但是,虽然全车构造与系统有所转变,但在振动噪声层面依然存在诸多问题。
关键字:深层混和;动力汽车;NVH 性能1 前言在当代环保要求及传统能源问题的大背景下,油电混合汽车由于其省油、绿色环保等优点成为当前各种汽车公司发展的重点方向,所以目前市场竞争也越来越激烈。
各国汽车行业都在大力研究混动技术,因此,混动车应用性能及其安全系数的影响越来越小。
因此,汽车的驾乘舒适性就成为行业竞争的关键,而NVH性能是影响整车驾乘舒适度的重要因素,成为大家重点关心的具体内容。
2 油电混合汽车NVH探析分析报告2.1 国内外研究动态很长时间以来,噪声污染已经成为大家很大的高度重视,有相关信息表明,交通出行所产生的噪声占据着大城市噪声的70%,而交通出行噪声的大多数由来是在于汽车噪声。
因此这给现阶段的汽车开发工作中以警告,愈来愈多汽车公司将汽车振动噪声问题作为汽车开发的一项重要性能指标值进行分析。
混合动力汽车因为动力传动系统的变化,使之噪声难题和传统的汽车对比有了很大不一样,不一样工作中模式的主要表现出不同的噪声难题,导致噪声控制更为复杂。
电动机高频电磁感应噪声、电机的大扭矩和高速性会使传动装置的噪音难题更为突出。
对车身的舒适度给出了更大的挑战。
总而言之,降低汽车的噪声水准已经成了油电混合汽车销售市场一个新的市场竞争点。
长期至今,许多汽车大国对于汽车噪声问题都予以了不少的控制方法,有很多人对于此事造成相对高度的高度重视,也在长期的在实践中慢慢积淀基础理论与技术方面的经验。
据统计,时下国内外的大中型汽车企业当中,已经有不少企业将公司五分之一费用都用在了汽车NVH问题上。
从全球各国家对于NVH的高度重视实行水平来说,日本的汽车公司做的最好是。
微型燃气轮机发电技术研究
微型燃气轮机发电技术研究摘要:随着我国经济水平的提高,能源需求也在不断增加,从环保的角度来看,微型燃气轮机的使用正受到各领域的广泛关注。
本文介绍了微型燃气轮发电机组的基本结构、性能指标和技术进步,比较分析了微型燃气轮发电机组的技术特点,并提出了相应的发展建议。
在微型燃气轮机的研发中,通过该技术的开发和应用进行了探索,有望起到积极的借鉴作用。
关键词:微型燃气轮机;发电技术;发展与应用;研究分析微型燃气轮机在我国现代电力企业内部生产经营中得到广泛应用。
电力在经济社会发展过程中能源的合理输送和有效分配。
也在现代国防和军事领域。
总之,微型燃气轮机可以在当前和未来的社会经济事业中发挥重要的、不可替代的引领作用。
我国与国际微型燃气轮机相比仍有差距,尚未形成严格的微型燃气轮机产业,缺乏自身的开发制造能力。
因此,为进一步推动我国微型燃气轮机技术的发展,有关方面有必要根据实际情况从基础内容入手,尽可能提高技术的应用水平。
为提高能源使用的整体效益,许多微型燃气轮机采用联产模式,即集中向周边学校、写字楼、医院、家庭、企业和微型燃气轮机供电。
我就是。
为推进微型燃气轮机联产模式运行,需提供1-5kW微型燃气轮机以满足市场需求。
1微型燃气轮机的概念和特点微型燃气轮机是一种小型热机技术,单机出力保持在300kW以内,基本特点是采用外流式叶轮机。
在技术研究中,微型燃气轮机可以利用先进的发电方式、燃料电池和联合循环,这些技术被广泛应用,因为联合循环的效率超过65%,产生的污染更少在混合动力汽车制造中。
据新闻报道,一台30kW微型燃气轮机燃烧天然气时,其排放量仅为重型机械最低排放量的80%。
气流压缩使用气体作为流体介质。
燃气与喷入燃烧室和喷嘴的两种气体直接混合,通过燃气轮机压气机进入燃料室,形成高温、低热、高混合气体。
压力。
利用燃气轮机驱动喷嘴和动叶燃气轮机膨胀机来推动风力燃气轮机转子,使风力压缩机和风力发电机燃气轮机转子高速旋转,并将其作为气体燃料产生大量化学物质,所产生的机械能转化为热机械能处理,输出大量功率。
舰船燃气轮机发展现状、方向及关键技术
舰船燃气轮机发展现状、方向及关键技术发布时间:2021-08-11T14:55:44.460Z 来源:《工程建设标准化》2021年36卷9期作者:高思阳1 孙雅慧2 [导读] 船用燃气轮机是大中型水面舰艇的重要能源类型高思阳1 孙雅慧2 1中国船舶集团有限公司第七〇三研究所黑龙江哈尔滨 1500782哈尔滨东安汽车动力股份有限公司黑龙江哈尔滨 150066摘要:船用燃气轮机是大中型水面舰艇的重要能源类型,是海军现代化建设的重要标志。
本文考察了船用燃气轮机的发展状况,分析了船用燃气轮机的发展方向,并介绍了船舶燃气轮机的关键技术。
关键词:舰船燃气轮机;发展现状;方向;关键技术引言船用燃气轮机具有功率大、体积小、重量轻、启动快、速度快、移动速度快等优点,可提高船舶的技术性能和航速。
世界上所有军舰通常都使用全燃料或柴油联合循环发电厂,装舰范围包括船舶、游轮、制导机枪、潜艇、鱼雷艇、登陆艇、海军援助舰、沉船和测量船等。
一舰船燃气轮机的发展现状我国曾经较早开始使用船用燃气轮机,1958年被列入国家发展计划。
1959年,从前苏联引进M-1型燃气轮机,在主发动机速度快于航母的情况下,为舰船生产各种电动机。
1961年,上海蒸汽电厂建造了国产燃气轮机,安装在了我国建造的062型高速运输船上,并对该船的燃气轮机进行了检验,这是我国首次尝试将其用于水面舰艇。
1964年,我国成功建造并建成了第一台4.4型舰船用燃气轮机。
然后,我国在舰船燃气轮机的发展上走西方技术道路,升级舰船燃气轮机,并进行舰船燃气轮机国产涡喷-8的研发。
此后,我国先后研制了各种型号的舰船燃气轮机。
其中,涡轮螺旋桨6型航空发动机中的409型汽油发动机成功用作722型气垫船的主要电气部件。
20世纪70年代,我国从英国进口了 Spey MK202 涡轮发动机。
20世纪80年代新一代GT-1000汽轮机进入市场,1993年通过样机性能审查。
这表明我国对新一代电动机技术已经很熟悉。
微型燃气轮机技术进展及其在海洋石油工程的应用展望
微型燃气轮机技术进展及其在海洋石油工程的应用展望赵雷【摘要】微型燃气轮机是一种新的发动机,功率覆盖在30kW~300kW或更小,随着全球范围内能源与动力需求结构以及节能环保要求提高的变化,微型燃气轮机越来越引起人们的关注.本文介绍了国际上先进的微型燃气轮机的技术进展,同时结合海洋石油工程,讨论了海上石油工程中无人驻守平台应用微型燃气轮机的可行性、必要性及其广阔的应用前景.【期刊名称】《机电设备》【年(卷),期】2015(032)002【总页数】4页(P33-36)【关键词】微型燃气轮机;海洋石油工程;无人驻守平台【作者】赵雷【作者单位】中国海洋石油总公司,北京100010【正文语种】中文【中图分类】TP212燃气轮机是一种先进且复杂的成套动力机械装备,它以连续流动的气体作为工质、把热能转换为机械功,具有质量轻、高效率、结构紧凑及灵活机动等优点,自19世纪40年代问世以来,显示出了极强生命力,经几十年发展技术逐步趋于完善,并得到广泛应用。
它一方面向大功率发展:如其单机功率由最初的几千千瓦发展到了百万千瓦;另一方面也在向其他方面发展:如设备小型化、燃料的多元化、热电联产高效化、网络智能化、节能环保等。
其中微型燃气轮机就属于一类新型的发动机,功率覆盖在 30kW~300kW或更小,其最具代表性的应用是热电联产机组,具有很高经济性和能满足较高的节能环保要求。
在1998年底美国能源部门举行了以微型燃气轮机为主题的技术峰会,着重讨论了其技术发展趋势及市场开发推广等内容,预测其市场前景广阔,且竞争将会激烈,能影响未来电力市场供应结构,其廉价高效环保的特点将使其越来越受到更多国家的关注[1]。
微型燃气轮机基本与大型燃气轮机相似,主要也由透平、压气机、燃烧室、控制系统及配套发电机等构成。
工作原理是高压空气经压气机压缩,在回热器经与透平尾气的换热,然后进入燃烧室与燃料混合、燃烧。
多数微燃机直接驱动内置式的高速发电机,压气机、透平与发电机同轴,转子设置为空气轴承上的浮动运行,转速能到达5至12万r/min,发出的高频交流电先转换成高压直流电,再变换为50(60)Hz、400(480)V交流电,其运行原理请参见图1。
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。
先进微型燃气轮机的特点与应用前景_翁一武
( 1) 电力系统摆脱了原有的 集中控制方式, 分布式供能系 统 得到迅速发展, 并开始广泛使用。 随着全球范围内的能源与动力需 求结构特别是电力系统的放松控 制( Deregulation) 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, 特别是在美国、欧洲等国家 发展迅猛。
( 1) 微型燃气轮机: 这种非常 小的高速燃气轮机是采用了简单 的径向设计原理, 与大型的工 业 用燃机复杂的轴向设计相比更加 简单可靠。恒温运行排除了使用 高成本的尖端材料。与往复式内
燃机相比, 维修成本更低, 振动更 小, 排放更低, 结构更紧凑。微型 燃机的主要性能是单级径向压缩 机、低排放环型燃烧器、单级径向 透平、压比 4 1、空气轴 承( 或双 润滑油系统轴承) 。
高效率 燃料 电力转化 效率至少达到 40% ;
环保优势 对于天然气系 统, 在实际工作范围 NOx 排放低 于 7 10- 6 ;
耐用性 大修间隔 11 000 h, 设计寿命达到 45 000 h;
经济性 系统成本低于 500 USD kW, 单位电力成本与 其 他形式( 包括公共电网) 相比具有 竞争力, 可以选择多种燃料: 天然 气、柴油、乙醇、掩埋垃圾产成 的 气体, 以及微生物法得到的液 体 或气体形式的燃料。
关 键 词: 微型燃气 轮机; 分布 式发 电; 冷 热 电 联 供; 燃 料 电 池
航空燃气涡轮-电混合动力系统关键技术分析
航空燃气涡轮-电混合动力系统关键技术分析
伏宇;刘昭威;郑天慧;王鹏
【期刊名称】《推进技术》
【年(卷),期】2024(45)3
【摘要】本文介绍了串联式和并联式混合动力系统的基本原理与性能特点,对混合动力的性能优势来源进行了原理性阐述。
针对混合动力的系统架构,分析了性能设计、控制系统、电机设计以及热管理方面的关键技术。
航空燃气涡轮-电混合动力技术的发展,有可能对传统航空发动机领域产生颠覆性变革。
需要打破原有航空发动机热力机械设计思维,将动力系统所涉及的推进、电能以及热管理进行融合设计,推动航空动力系统效能进一步提升。
【总页数】11页(P73-83)
【作者】伏宇;刘昭威;郑天慧;王鹏
【作者单位】中国航发四川燃气涡轮研究院
【正文语种】中文
【中图分类】V231.2
【相关文献】
1.精密异形航空燃气涡轮轴承加工关键技术研究
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3.航空发动机涡轮后燃气温度检测系统设计及关键技术研究
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5.线上线下混合式教学设计
——以"航空燃气涡轮动力装置"第6章"发动机起动"为例
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微型燃气轮机发电技术研究
DOI:10.16661/ki.1672-3791.2105-5042-6507微型燃气轮机发电技术研究①靳普(永旭腾风新能源动力科技(北京)有限公司 北京 100176)摘 要:随着我国经济水平的提高,对能源的需求也日益增加,从环境保护的角度来看,微型燃气轮机的应用受到社会各界的广泛重视。
该文介绍了微型燃气轮机发电机组的基本结构、性能指标和技术进展,对比分析了微型燃气轮机发电机组技术特点,提出了相应的发展建议。
对于微型燃气轮机的研究开发工作,希望通过该技术的发展和应用,开展探索,起到积极的参考作用。
关键词:微型燃气轮机 发电技术开发 应用 研究分析中图分类号:TK47 文献标识码:A文章编号:1672-3791(2021)04(c)-0065-04Research on Micro Gas Turbine Power GenerationTechnologyJIN Pu(TxEGT Automotive Powertrain Technology Co., Ltd., Beijing, 100176 China)Abstract : With the improvement of China's economic level and the increasing demand for energy, the application of micro gas turbine has attracted wide attention from all walks of life from the perspective of environmental protection. It introduces the basic structure, performance index and technical progress of micro gas turbine generator set, analyzes the technical characteristics of micro gas turbine generator set, and puts forward the corresponding development suggestions. For the research and development of micro gas turbine, we hope to play a positive reference role through the development and application of this technology.Key Words : Micro gas turbine; Development of power generation technology; Application; Research and analysis①作者简介:靳普(1992—),男,本科,正高级工程师,研究方向为机械设计。
先进微型燃气轮机的特点与运用前景
先进微型燃气轮机的特点与运用前景摘要:先进微型燃气轮机是一种新的全新的热机,发展至今还没有一套固定的经验和启示可以借鉴,但大量应用实例表明,先进微型燃气轮具有清洁高效、低成本、高可靠的特性,所以被广泛应用各行各业当中。
本文结合理论实践,对先进微型燃气轮机的技术发展和特点进行深入分析,希望对我国先进微型燃气轮机发展有一定帮助。
关键词:先进微型燃气轮机;特点;运用前景;优势引言:先进微型燃气轮机先进微型燃气轮机设计概念是将燃气轮机和发电机设计成一体,整台燃气轮机发电机组的尺寸显著减小,重量减轻等优点,但我国对先进微型燃气轮机的特点与运用的研究还有待进一步深入,因此,本文就结合理论实践,基于先进微型燃气轮机的特点,对其应用前景做了如下分析。
一、先进微型燃气轮机的优势在先进微型燃气轮机融入了很多高科技技术,和传统燃气轮机相比,先进微型燃气轮机的优势主要体现在以下几个方面:第一,先进微型燃气轮机选用的电力系统,选择了分布式供能系统,相比于传统的集中控制的电力系统,耗能更小、持续运行的可靠性更高,在各个国家都得到了快速发展。
随着全球范围内的能源与动力需求结构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,特别是在美国、欧洲等国家发展迅猛;第二,随着我国科学技术的发展,在先进微型燃气轮机融入高科技元素已经成为一种新的发展趋势,使得使微型燃气轮机的经济性、污染物排放、可靠性以及使用寿命等指标都大大提高,可以与大型火电机组相比较。
同时先进微型燃气轮机还具有在尺寸小、移动方便、耗能小、噪音低、污染少等特性可以广泛应用于小型分布式发电及冷热电联供;第三,微型燃气轮机在某些特殊的应用领域、特殊的应用环境(例如军事基地、边陲地区以及对供能稳定安全有特殊要求的部门)的需求也是对微型燃气轮机组发展的驱动力。
微型燃气轮机在军民用交通运输(混合动力汽车)以及陆海边防方面均具有优势,受到美、俄等国家的关注,因此,从国家安全看发展微型燃气轮机也是非常重要的【1】。
微型燃气轮机的应用和发展前景
江阴职业技术学院毕业论文微型燃气轮机的应用和发展前景摘要微型燃气轮机是一类新型热机,近年来随着全球范围内的能源与动力需求,特别是电力系统的放松控制以及环境保护等要求的变化,得到了高度关注和迅速发展。
先进的微型燃气轮机具有清洁、可靠、高质量、多用途等特点,为小型分布式发电和热电联供提供了最佳方式。
另外高效的微型燃气轮发电机组可用于航空、航天等领域,还可用于军用车辆、辅助动力装置、车用混合动力装置等。
本文通过介绍国外微型燃气轮机的发展过程及应用情况,综述了先进微型燃气轮机的技术进展,探讨了微型燃气轮机在我国的应用前景。
关键词:微型燃气轮机分布式发电热电联供径流式叶轮机械混合动力汽车Micro gas turbine applications and development prospectsAbstractMicro gas turbine is a new type of heat engine, in recent years, with the global energy and power demand, especially the power system deregulation and environmental protection requirements change, and highly. Advanced micro gas turbine has a clean, reliable, high quality, multiple use and other characteristics, for small distributed power generation and cogeneration to provide the best way. In addition to efficient micro turbine generator can be used for aviation, aerospace and other fields, can also be used for military vehicle, auxiliary power unit, vehicle with hybrid power device. This paper introduces the development process of micro gas turbine and its application, summarizes the advanced micro gas turbine technology, discusses the micro gas turbine and its future application in china.Key Words:Micro gas turbine Distributed power generation Cogeneration Radial flow impeller machinery Hybrid electric vehicle江阴职业技术学院毕业论文引言微型燃气轮机(Microturbine或Micro一turbines)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 kw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。
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第34卷 第1期热力透平Vol.34No.1 2005年3月THE RM ALTU R BINE M ar.2005微型燃气轮机及其 混合动力 的技术进展戴 韧(上海理工大学动力工程学院,上海200093)摘 要: 参照目前微型燃气轮机的技术参数,基于热力循环理论,确定下一代微型燃气轮机的主要发展目标是压缩比6~8,透平进口温度1600K,效率达到40%,并对相关实现技术提出了建议。
其次对微型燃气轮机与燃料电池构成混合动力的技术进展作一评述,介绍了两种主要混合动力结构的工作原理,为更好地应用微型燃气轮机提供技术参考。
关键词: 微型燃气轮机;燃料电池;混合动力中图分类号:T K471 文献标识码:A 文章编号:1672-5549(2005)01-0007-05Review on Progress of Micro Gas Turbine and its Hybrid Power S ystemDAI Ren(C olleg e o f Powe r En gin ee ring,U n iversity of Sh a ng h ai f or Scie n ce an d T ech n olog y,Sh a n gh a i200093,Ch in a)Abstract: Refer ring t o available micro g as turbine(M GT)product s,po ssible designing parameter s o f nex t generatio n M GT is inv est igat ed upo n ther mal system analysis.Develo ping tar get is concentr ated on compress ratio of6~8with burning temperature o f1600K for efficiency o f40%.Po ssible technolo gies ar e pro po sed for nex t generat ion M GT.T echnolo gy o f hy br id pow er system co mpo sed of M GT and fuel cell is reviewed fo r two major systems in wo rking pr inciple aiming at technical pr ediction for future M G T utilization.Key words: m icro g as turbine;fuel cell;hybr id po wer sy stem.0 前言微型燃气轮机(MGT)是以气体或液体为燃料,高速旋转的发电设备,功率范围在30kW~ 350kW。
今天的微型燃气轮机技术来源于20世纪50年代的汽车发动机新技术开发,如车用燃气轮机、备用电源以及增压器等,1997年微型燃气轮机开始使用测试,2000年正式进入商业化市场。
与小型柴油发电机相比,微型燃气轮机的优势在于:(1)燃料的多元化,不仅可以使用天然气等高品质的清洁燃料,而且高含硫的化工反应气、乃至低热值的沼气等均可使用;(2)运动部件减少,基本无磨损,运行维护简化,可靠性大为提高。
由于微型燃气轮机联网布局灵活,对负荷要求的快速反应,高品质的电力以及低排放,其十分适合于分布式能源与冷热电联产。
目前主要用于以下:峰时发电于基本负荷发电(并网形式);冷热电联产;独立运行与备用电站;地区独立电网;资源利用,如化工气等。
本文着重总结近年来微型燃气轮机的设计技术,以及在冷热电联产(CCH P)与燃料电池组成 混合动力 等应用的进展,研究微型燃气轮机的发展趋势,为今后有关基于微型燃气轮机的相关研究,提供技术指导。
1 微型燃气轮机的技术现状微型燃气轮机由透平、压气机、燃烧室、回热器、发电机及电子控制部分组成。
为了提高热效率,微型燃气轮机普遍采用回热循环,如图1所示。
MGT的热力循环是Brayton循环,与大型燃气轮机是相同的。
提高燃气初温与空气压缩比,收稿日期:2004-11-15作者简介:戴韧(1966-),男,福建长汀人,工学博士,教授,主要从事叶轮机械气动设计、强度与流动模拟的研究。
是提高MGT 的基本途径。
由于功率与结构紧凑性限制,M GT 的燃气流量基本小于0.8kg /s,压气机必定是离心式的,而透平是向心式的,单轴布置是主要形式。
图1 微型燃气轮机原理结构F ig.1 P rinciple o f M icr o Gas T ur bine 综合考虑系统效率与经济成本的要求,透平叶轮材料耐热能力最高930 ,比较不同压缩比下的系统效率,如图2所示,目前的M GT 压比基本选择在3.5~ 4.0,相应叶轮转速50,000~110,000r/min 。
因此,MGT 的简单循环效率为12%~16%,回热循环效率26%~28.5%。
主要MGT 的性能如表1所示。
在部分工况下,微型MGT 采用变转速调节压气机进气流量和燃烧温度,在比较大的范围内,发电效率可以保持不变,仅在40%负荷以下,发电效率有所下降,图3给出了Capstone C60机组的工况图[1]。
图2 压比、温度对M GT 性能的影响Fig.2 P ressur e Ratio and Inlet T emperatureEffects on M GT Per formance图3 Capstone C60性能曲线F ig.3 Per formance of Capsto ne C30表1 微型燃气轮机参数T able 1:Par ameters of A lternative M icro G as T urbine型 号Capsto ne 330[1]Capstone C60[2]P arallon 75[3]Ingesoll Rand 70[4]Elliott TA 80[5]T ur bec T 100[6]功率(kW)2860757080100压比 3.5 4.0 4.2 3.34 4.5燃气温度( )840930930870--排气温度( )270306-200315-效率(%)26.82828.525.230308微型燃气轮机及其 混合动力 的技术进展由图2以及表1可见,微型燃气轮机的效率提高是十分有限的,除非采用耐高温材料,使燃气初温提高到1150 以上,同时压缩比提高到7-8,这样简单循环效率可以提高到20,而回热循环效率达到36%。
但与现有柴油机,或大功率燃气轮机相比,仍然是偏低的。
因此,微型燃气轮机的发展不仅需要继续提高压比与初温,更重要的是发展恰当的综合能源利用方式,充分发挥微型燃气轮机的特点。
2 微型燃气轮机关键部件的技术创新2.1 整机的开发目标与技术指标为了提高微型MGT的性能,美国DOE在2000年提出了21世纪清洁能源战略中的2001~2006年度的先进MGT研发计划[7],合计投入6000万美元,参加单位多达10余家,其中主要有Capstone,UTC, NREC,Solar Turbine,Ingesoll Rand,GE Power,Kyo cera,ORNL等,项目目标是:发电效率>40%,排放< 7ppm,大修间隔>11000小时,寿命>45000小时。
与此同时其他国家的研究机构也提出了自己的研发计划,如Kawasaki[8]动力部。
值得注意的是,除了在经典微型MGT结构基础上提高参数以外,Ramgen[9]提出了设计新概念 冲压式微型MGT,并获得试验性成功。
表2给出了最新报道的MGT参数指标。
表2 微型M GT的先进参数Table2 Parameters of Next Generation M icro Gas Tu rbine项目单位目 标K awasaki[8]R amg en[9]功率kW300450热效率%4235涡轮进口温度 1350930空气流量kg/s0.94 1.95压比 815驱动涡轮转速r pm6400054870动力涡轮转速r pm4700054870压气机效率%8293涡轮效率%85.5回热器效率%802.2 高效单级离心式压气机日本Kaw asaki[8]为了在微型燃气轮机的设计上,突破40%效率,1998年研制成功了单级压比高达8/1的离心式压气机原型机,命名为H型机。
该机型应用了先进的3D N S设计,叶轮采用了双分流叶片,设计转速64000RPM,流量0.92kg/s,试验压比达到8.45/1,效率79%。
由于该机的成功设计,配合应用陶瓷材料,燃气温度提高到1450 ,使Kaw asaki[9]350kW燃气轮机样机的整机效率达到了42.1%。
2.3 冲压式压气机美国Ramgen Power System公司,开发了一种冲压式压气机(Ramjet Compressor),其原理是 激波增压 。
超音速飞机的冲压式发动机进口气流是超音速的,气流在发动机的中心体与外壳之间的通道内流动,并产生一系列的激波。
气流通过激波后,减速、增压、升温。
根据这一原理,Ramgen[9]设计了冲压式压气机,其基本结构大致如下:压气机的前部是一台带预旋导叶的离心式压气机,叶轮高转速并在叶轮出口达到超音速。
由于叶轮加长的出口边与壳体之间对流动的相互作用,产生一系列的激波,对叶轮出口气流产生超音速气流增压。
Ramgen[9]为一台485kW的燃气轮机原型机机设计了单级冲压式压气机,设计压比10/1,流量1.8 kg/s。
根据叶轮材料性能,单级冲压式压气机的压比可以达到15/1,流量22.5kg/s,相当于3000kW燃气轮机的要求。
与传统透平式压气机相比,15/1的压气机大约需要8-12级叶轮和导叶,而Ramgen 的冲压式压气机的叶轮与叶片大大减少,仅有3级叶轮,气体流动的损失因而大为降低。
Ramgen宣称其冲压式压气机效率达到了93%,而且使其燃气轮机的简单循环效率突破了30%。
2.4 新型高效燃烧技术Kaw asaki[8]在其研究计划中提出了应用陶瓷燃烧器的设想,并认为陶瓷燃烧器可以耐高温,无须壁面冷却,而且高温燃烧器避免了火焰筒的冷却,有助于火焰稳定。
Ramgen[9]则应用另一种先进概念的燃烧技术 驻涡燃烧 (T rapped Vo rtex Co mbustion),燃烧效率可以达到99%,NOx降到10ppm以下。
2.5 高温陶瓷材料的应用提高燃气初温而不采用冷却,唯一的途径是陶瓷材料。
Kaw asaki[8]在1450 下,设计使用了陶瓷材料的轴流式单级透平,NREC在Kyocera的合作下,开发了1400 下使用的Si3N4向心透平,预计采用陶瓷叶轮,透平完全不需要冷却,回热效率可以达到40%。