微型燃气轮机技术进展及应用展望

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。

微型燃气轮机技术特点研究及其应用于分布式发电领域的前景展望伍赛特【摘要】介绍微型燃气轮机的技术特点及其相关部件特征,展望其在分布式发电系统中的应用前景.微型燃气轮机是一类新型节能环保型电源,适合在城市、乡村、边远地区推广应用,且前景广阔.相比于传统的内燃机发电方式,它在结构尺寸、运行维护以及污染排放等方面更具优势.尽管目前我国还不具备大规模开发生产微型燃气轮机的能力,但随着相关技术的不断发展与完善,微型燃气轮机终将得以广泛应用.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2019(036)006【总页数】4页(P45-48)【关键词】微型燃气轮机;分布式发电;分布式能源;燃气轮机;内燃机【作者】伍赛特【作者单位】上海汽车集团股份有限公司,上海 200438【正文语种】中文0 引言燃气轮机是一类常见的热力涡轮机械，在工业生产和国民经济发展过程中均得到了广泛应用。

近年来，以微型燃气轮机为代表的新型燃气轮机动力装置逐渐走入人们的视野，并以其显著的技术优势逐渐受到了广泛关注[1-4]。

1 微型燃气轮机及其技术特点微型燃气轮机是一种新型燃气轮机，功率通常为30～350 kW。

它的热力循环原理虽与普通燃气轮机相同，但因为尺寸及输出功率较小，在设计、结构和用途等方面又与一般的燃气轮机有着不同。

（1）体积小，热电联产装置体积大约只有0.35 m3；（2）单位质量轻小，约为柴油机组的1/3；（3）采用单级向心式压缩机，且压缩比较低，一般为3～5；（4）采用单级向心式涡轮，压缩机与涡轮背靠背布置，并采用整体托盘结构；（5）采用单管式燃烧室，空气进入燃烧室前通过板翅式回热器预热；（6）发电机为通过涡轮直接驱动的内置式高速逆变永磁式发电机；（7）采用空气轴承可实现50 000～120 000 r/min的超高转速，且几乎不消耗润滑油；（8）摩擦部件少，燃气温度低，可靠性高，寿命长（可达40 000～80 000 h）；（9）热电联产系统维护费用少，远低于柴油发电机组；（10）采用回转式机械结构，振动较小，且运行平稳、噪声低；（11）污染排放少，NOx微排放小于9 mg/kg，是目前理想的绿色环保电源；（12）扩容方便，并可实现多台并联后的单独控制和同步输出，适用于分布式能源系统。

燃气轮机技术的发展与应用摘要：笔者长期从事新能源热电的工作，本文主要论述燃气轮机的发展概况和我国燃气轮机的研发基础等内容，本文旨在与同行探讨学习，共同进步。

关键词：燃气轮机；设计；研发基础近年来，随着全球范围内的能源与动力需求以及环境保护等要求的变化，燃气轮机得到了动力、电力等有关部门的高度重视，欧、美、日等国先后制定了先进燃气轮机技术研究发展计划，以极大的热情推动着燃气轮机的发展。

先进燃气轮机技术具备低噪音、高效率、低排放等一系列先进技术特点，是提供可靠、清洁、高质量发电及热电联供的最佳方式。

鉴于我国西部目前的电力发展状况及其自然环境和燃气轮机的技术特点，燃气轮机将在西部开发中得到广泛的重视与应用。

除了发电领域以外，燃气轮机在航海、航空、陆用动力方面也发挥着重要作用，俄罗斯和美国的主战坦克也都采用了燃气轮机作为动力，所以发展先进燃气轮机技术对国防建设也是非常重要的。

事实上，燃气轮机作为一种涉及航空、航海、陆用等国家安全的热力发动机，历来受到美国、前苏联两个军事大国以及西欧、日本等高度工业化国家的关注。

一、技术发展的趋势过去几十年燃气轮机技术取得了引人注目的进展，燃气轮机的性能不断地得到改进。

一方面在燃气轮机热力循环方面进行开发研究，其中最重要的一个方向是利用嫩气轮机排气的余热、回收其部分能量产生燕汽或回注入燃气轮机，即构成双工质平行复合循环燃气轮机，或供给汽轮机，即构成燃族联合循环动力装置。

另一方面通过先进航空技术的移植、不懈地完善燃气轮机零部件设计来改善简单循环燃气轮机的性能。

二、燃气轮机的发展概况燃气轮机自20世纪40年代问世以来，作为节能、高效、低污染的新型动力装置，经过战争需要的刺激和大批专家的努力，这一技术得到了高度发展并广泛应用于电力、能源、航空、舰船、航天、车辆、军事等领域。

六十多年来，燃气轮机的发展取得了引人注目的进步，燃机的性能不断提高，发电用燃气轮机技术的发展可以简单归纳以下几个方面：（1）微型燃机的发展。

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。

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。

燃气轮机轴向贫燃分级燃烧技术进展目录一、内容概要 (2)1.1 燃气轮机发展现状 (3)1.2 轴向贫燃分级燃烧技术的重要性 (4)1.3 研究目的及价值 (5)二、燃气轮机基本原理与结构 (6)2.1 燃气轮机基本概念 (7)2.2 燃气轮机组成及工作原理 (8)2.3 燃气轮机分类 (9)三、轴向贫燃分级燃烧技术概述 (10)3.1 轴向贫燃分级燃烧定义 (11)3.2 轴向贫燃分级燃烧技术特点 (12)3.3 轴向贫燃分级燃烧技术应用 (13)四、燃气轮机轴向贫燃分级燃烧技术研究进展 (14)4.1 国内外研究现状 (15)4.2 主要研究成果及突破 (16)4.3 存在问题及挑战 (17)五、燃气轮机轴向贫燃分级燃烧技术应用实践 (19)5.1 工业应用现状 (20)5.2 典型案例分析 (20)5.3 应用效果评估 (22)六、燃气轮机轴向贫燃分级燃烧技术发展趋势及前景 (23)6.1 技术发展趋势 (24)6.2 推广应用前景 (25)6.3 未来研究方向 (26)七、结论与建议 (28)7.1 研究结论 (29)7.2 建议与展望 (30)一、内容概要本文综述了燃气轮机轴向贫燃分级燃烧技术的最新进展，重点介绍了该技术在提升燃烧效率、降低污染物排放和增强设备稳定性方面的关键革新。

在燃烧效率方面，轴向贫燃分级燃烧技术通过精确控制燃料与空气的混合比例，实现了更高效的能量转化过程。

与传统燃烧方式相比，该技术能够以更少的燃料输入获得相同或更高的输出功率，从而降低了燃料消耗和运行成本。

在减少污染物排放方面，轴向贫燃分级燃烧技术通过降低燃烧过程中的氮氧化物（NOx）和颗粒物（PM）的生成量，有效减轻了对环境的负担。

该技术还通过降低燃烧温度和氧含量，进一步减少了有害气体的排放。

在增强设备稳定性方面，轴向贫燃分级燃烧技术通过优化燃烧室内的气流结构和火焰传播特性，提高了燃烧器的抗热冲击能力和耐久性。

这使得燃气轮机在长时间运行过程中能够保持稳定的性能，减少了因燃烧不稳定导致的安全隐患。

燃气轮机技术发展及应用要点分析摘要：燃气轮机作为重要的工业设备，也是我国能源的战略性产业，燃气轮机发展好坏影响我国制造业与能源技术的进展，也会对国民经济产生不同程度影响。

本文中详细分析燃气轮机技术发展现状及应用情况，展望未来发展趋势，以供同行借鉴与参考。

关键词：燃气轮机；技术发展；应用要点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。

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、燃气轮机发展概述1906年第一台效率为3%的燃气轮机问世。

20世纪40年代起燃气轮机开始进入工业的各个领域并得到了较为迅速的发展。

例如：1939年诞生于瑞士BBC公司的燃气轮机，功率1.5MW，初温550℃，效率17.3%。

进入20世纪80年代后，燃气轮机单机容量有很大程度的提高，特别是燃气-蒸汽联合循环技术日渐成熟。

随着世界范围内天然气资源的大力开发，燃气轮机及其联合循环在世界电力系统中的地位发生了明显的变化，不仅可以作为紧急备用电源和调峰机组使用，而且还能用于带基本负荷机组。

经过不断应用最新的研究成果，提高技术水平，目前正在研究最大功率达460MW、燃气初温达1600℃、压气机压缩比约40、单循环效率为43%～44%的重型燃气轮机，其联合循环效率将高达65%；同时也在着手研究未来更加先进的燃气轮机，燃气初温的目标是1700℃。

目前燃气轮机单机效率已达36%～41.6%，最大单机功率已达375MW。

组成联合循环机组后，发电效率达55%～60%。

联合循环机组已成为发电市场的主流机组。

日本三菱公司研制的M501J型燃气轮机组成的联合循环在50%负荷工况下效率依然可以达到55%。

阿尔斯通公司的新GT26在40%负荷工况下NOx的排放依然低于25ppm(这里1ppm=10-6)。

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。