西安Capstone微型燃气轮机

20世纪70年代，我国开发了37kW、200kW、3K42燃气轮机。目前，我国微型燃气轮机技术水平较低，所使用的商用机型（包括65k和200M的产品）均来自卡普斯通公司。根据我国能源现状，微型燃气轮机本身具有的技术特点和优势，为解决我国电力发展分布尚不均衡这一问题提供了可行性方案，现在已得到普遍的关注和应用。中国科学院热物理工程研究所、哈尔滨东安集团和西安交通大学3个研究所，在中国科技部“863”计划的支持下，已共同研发出100MW微控燃气轮机，并获得验证生产。科技部多次表明，要积极推动微型燃气轮机的发展，尽快达到国外微型燃气轮机的先进水平。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。西安Capstone微型燃气轮机

近年来，随着分布式供能系统的发展，微型燃气轮机在我国得到了高度重视。燃烧室是微型燃气轮机的关键部件，高效低污染燃烧室是发动机排放性能先进性的体现。研究了100kW级微型燃气轮机低NOx排放燃烧室的设计方法，并对其流动、燃烧特性及NOx排放特性进行了数值模拟和实验研究。热电联产系统(CombinedHeatandPower,CHP)是分布式能源的重要组成部分,而微型燃气轮机是热电联产系统的关键部件,同时也是动力与热力的来源。热电联产系统需要在无人值守的情况下,长期稳定的运行。因此,对微型燃气轮机的容错控制的研究显得尤为重要。长沙工业燃气轮机达到额定发电功率状态，运行稳定，标志着100千瓦级微型燃气轮机又迈出了具有决定意义的一步。

    小型燃气轮机小型燃气轮机一般是指功率在1兆瓦至20兆瓦之间的燃气轮机。由于小型燃气轮机具有综合效率高、起停快、调节灵活、负荷跟随能力强等优点，因此可作为分布式能源系统中的重心设备[1]，依托于微电网或智能配电网，在靠近工业区、商务区等冷热电终端用户附近部署，满足综合能源系统在“源—网—荷—储”各个环节的要求[2]：1）在能源供应侧，小型燃气轮机可与余热锅炉、溴化锂制冷机等组成热电联产或冷热电三联供系统，实现能源的梯级利用，综合能源利用率可达80%以上；同时利用小型燃气轮机调节灵活、负荷跟随能力强的特点，可以跟随工业园区、商务区内的用能负荷波动进行快速调节；2）在电网侧，小型燃气轮机可以为区域电网提供质量的电力辅助服务。利用其起停快的特点，辅助电网调峰，适宜作为紧急备用机组。同时，其快速灵活的调节能力，可以为微电网提供调频和无功调节等电力辅助服务；3）在储能侧，小型燃气轮机可以和储能电池系统集成为混合供电系统，实现即时响应的备用能力。

     微型燃气轮机的概念，一般采用压气机加燃烧室加涡轮的单轴简单循环方案，多采用离心压气机加向心涡轮的背靠背紧凑式布置，功率多在500kW以下，汽车用则多为100kW以下，使用在汽车上时，一般采用增程式，即通过轴连发电机给电池供电，再通过电动机驱动汽车。微小型燃气轮机的效率问题。微型燃气轮机的优势在于其紧凑型，即功重比高，效率相比内燃机不占优势。内燃机轻松可实现30%以上热效率，而燃气轮机的目前简单循环较高效率为40%而且是重型燃气轮机，功率在几百MW，由于尺寸效应，功率越小效率越低，100kW以下的简单循环微燃效率基本在15到20%左右。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。

     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96000r/min转速旋转。这是整个装置中只有的转动部分，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：空气轴承。空气轴承支撑着系统中只有的转动轴。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较大输出功率每天24h全年连续运行。微型燃气轮机发电效率可达30%。天津分布式能源微燃机

微燃机体积小、重量轻、启动快、效率高、噪音低、排放少、维护简单等优点。西安Capstone微型燃气轮机

    微型燃气轮机的结构，在发展过程中也发生了许多变化。发展初期的微型燃气轮机的支撑系统多为滚珠轴承和滚柱轴承，这些轴承寿命较长，耐高温性较好，但整个机组需要润滑系统。现微型燃气轮机支撑系统已逐渐转变为空气轴承。由于空气轴承不需要任何润滑，从而节约了维修成本，避免了由于润滑不当而产生的过热问题，提高了系统可靠性。发电机也有了低速同步电机和高速永磁电机两种选择，两者各有优缺点。前者转速低，对转子的动力性要求不是很高，不需要频率转换器，成本比较低，冷却问题不突出。但是，需要配备减速箱，整个机组起动相对困难，且尺寸、重量较大。后者的优点是体积小，没有减速箱产生的阻力损失，同时也简化了机组的起动过程。但是存在高频交流电流-直流电流-交流电流的转换过程，增加了转换器和逆变器损失。同时电机需要良好的冷却，电机成本也相对高。 西安Capstone微型燃气轮机

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