微型燃气轮机回热器研究

摘 要 ： 于 国 内微 型 燃 机 发展 的现 状 ， 燃 机 转 子 系统 新 型 设 计 理念 的支 配 下 ， 燃 机 设 计 参 数做 了全 面 的 基 在 对
试 验 和 研 究 ， 析 出 了影 响 机 组稳 定 运 行 的 部 分 因素 ， 出 了燃 机 发 电平 稳 运 行 的 参 考 数值 。 分 提
气机转子 、 涡轮转子 和发 电 机转 子分 别 按 刚性 转子
平衡 ， 然后再 整体动平衡 ， 单转子 和整体动平衡 均达
到 Ｇ 级精 度。 ｌ
２ １ 机 动 平 衡 ．燃
电机 转子 、 压气 机 叶轮 和涡轮 叶 轮通过 拉 杆组
合形成 了燃机转 子系统 ， 图 ２ 转 子 系统有 两个 支 如 ， 撑， 压气机转 子和 涡轮 转子 悬 臂。转 子 系统 不平 衡 量的大小直 接影 响燃机 的 工作 性能 ， 对单 个 转动 而 件， 剩余不平 衡量 的大 小直 接影 响着 整 个转 子 系统
关 键 词 ： 气 轮 机 ； 电技 术 ； 验 研 究 燃 发 试 中 图分 类 号 ：Ｋ ７ Ｔ ４７ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０９— ８９２ ｏ ）４ ００ ６ １０ ２８ 【ｏ８０ —０５ —０
近年 来 ， 着世 界 范 围 内分 布式 供 能 系统 的兴 随 起， 新一 代 微 型燃 气 轮 机 在 国外 得 到 了迅 速 发 展 。
方案 。可 烧天然气 、 蒸馏 油和 中热值气体燃 料 。
２ 燃 机动 平衡 及数 据 采 集
微 型燃 机转子现场 动平衡系 统包括 动平衡测试 分析 系 统 、 验 台 架 和 驱 动 电源 三 大 部 分 。根 据 试
１０ Ｗ 级 微 型 燃 气 轮 机 发 电机 组 的 特 点 ， 先 对 压 ０ｋ 首

个 重要 课题 。 一微 型 燃 气轮 机 燃 烧 室 为 对 象进 行 了热 态条 件 下 ＮＯ 排 放 性 能 的 实验 研 究 。 以
整体 性 能 。 随着 环 保 意识 的增 强和 环 保 法规 的 日益 严 格 ，控 制 燃 烧 室 污 染 物 的 排放 业 已成 为
一
实验 结 果表 明 ：随 着 过 量 空 气 系数 的 增 加 ，ＮＯ 的 排 放 浓 度 呈 下 降 趋 势 ；燃 烧 区温 度 的 升 高 以及 在 高温 区停 留 时 间 变 长 ，ＮＯ 生成 量 大 大上 升 ；在较 高 负 荷 ｘ ％ Ｔ ，Ｎ － Ｏ 的排 放 量 较 小 。 关 键 词 ： 微 型 燃 气轮 机 燃 烧 室 Ｎ Ｏ 中图 分 类 号 ： 文 献标 识码 ： Ａ
长 期 以来 ，发 电和 电力 供应 主要 依靠 集 中供 电系 统 。而近 年 来 ，美 国、加 拿大 、英 国等 国相 继 发生 的大规模 停 电事故 ，深刻地 说 明 了传 统 “ 大机 组 、大 电厂 、大 电网 、高 电压 ”集 中
供 电模式 固有 的弊端 。 布式 供能 系统 作为一 种新 型供 电方式 ，成为 了传统 供 电系统 的重要 补 分
物燃料等。Ｃ ｐｔ ｅ Ｅ ｏｅｗ ｌ ｎｅｓｌＲ ｎ 、Ｓ ｌ ｕｂ ｅ 和 Ｕ Ｃ公司等六家制 ａｓ ｎ 、Ｇ 、Ｈ ｎｙ ｅ 、Ｉ ｒ １ ａｄ ｏ ｒＴ ｒ ｎｓ ｏ ｌ ｇ ｏ． ａ ｉ Ｔ
造 商参 与该级 划 。 Ｊ
收 稿 日期 ： ２０ —３ １ ０７０—８
作者简介：尹 航 （９ ８ ） １７ 一 ，男 （ ，硕 士研 究生，ｙｎ ａｇ ６ ｏｍａ ． ｍ。 汉） ｉ ｎ ３ ＠ｈ ｔ ｉｔ ｈ ｌｏ
轮机 （ ｃｏｕｂｎ ｓ 、燃 料 电池 （ｕ ｌＣ ｌ） Ｍｉ ｔｒｉｅ） ｒ Ｆ ｅ ｅ１ 、可 再生 能源 （ 如太 阳能 发 电的光 伏 电池 、 风力发 电） 多种 形式 的 能源转 换装 置ｆ。微 型燃 气轮 机 是 目前最 成熟 、最 有商 业竞 争力 的分 布式发 等 ２ 】

微型燃气轮机领域专利技术综述微型燃气轮机的应用前景广阔，主要用于军用车辆的辅机电站、分布式发电、热电冷联供、车辆混合动力装置等领域，近年来发展迅速。

标签：微型燃气轮机；专利；综述引言燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机，它是继蒸汽轮机和内燃机之后的新一代动力装置[1]。

而微型燃气轮机是一种小型热力发动机，是发电功率在几百千瓦以内的动力装置[2，3]。

李军军[4]、赵巍[5]、苏玲[6]等分别对微型燃气轮机在分布式发电、联合循环、控制策略等领域进行了相关研究。

但是目前对微型/小型化燃气轮机领域的专利分析的研究很少，然而从专利分析角度分析相关行业的专利布局情况，有助于了解该领域目前的研究现状，从而为相关企业、科研机构的技术、产品的研发方向提供参考，因此，专利分析已经是企业战略与竞争分析中的一种非常实用的方法。

因此，本文从微型燃气轮机2010-2016年的专利申请量、本领域的专利权人、所属IPC分类号等数据，来分析国内微型燃气轮机的专利现状，以便为我国微型燃气轮机的主要研究领域和发展方向提供一些参考价值。

1 国内微型燃气轮机领域的专利现状分析1.1 微型燃气轮机的专利申请数量的分析本文通过对2010-2016年的微型燃气轮机领域的专利申请数量进行统计，以便了解近年来国内微型燃气轮机的研发活跃度，如图1所示。

從2010-2016年间的微型燃气轮机的专利申请数量可以看出：2010-2016年，除2014年外，专利申请量处于递增的状态，尤其是在2013年，微型燃气轮机领域的专利申请量的增幅较大，2015-2016年，专利申请量也都有小幅增长。

这表明，近年来微型燃气轮机的研究逐渐成为燃气轮机领域的一个研究热点，其应用前景广阔。

1.2 微型燃气轮机领域的申请人分析本文通过对2007-2017年微型燃气轮机领域专利申请数量较多的申请人进行统计，可以得出微型燃气轮机领域中近年来研发活跃、技术水平较为领先的相关企业和科研机构，如图2所示。

等 多种燃料【］ ３ 。近年来 微型燃气轮机得到 了快速的发展 ， 其 发 电效率 已从 １ ％一 ０ ７ ２ ％上升到 ２ ％～ ０ 但 以微型燃气轮 ６ ３ ％， 机为动力 的供电系统 的热 转功 的效 率依 然远小 于大 型集中
单效排气 制冷 、 直热型 采暖 ７ ～ ｌ ３ Ｗ 高温烟气 ２０ ４ ｏ℃ Ｏ８ Ｏ ｌ ０ｋ ６ ０～ｏ ．
系统在能源利用 中的优势。
关 键 词 ： 热 电联供 ； 型 燃 气轮 机 ； 热利 用 ： 布 式 能 源 冷 微 余 分
中图分类号 ： Ｋ１ ， Ｋ１＋ Ｔ ４Ｔ １５
文献标识码 ： Ｂ
０ 引言
随着能源危机 和环境污染的 日益加剧 ， 人们对 动力 和电 力设备 的技术革新 已开始从追求单独设备效率高、 能耗低 向 注重 能源梯级 、 高效综合利用及环境保护等方 向转 变。冷热
就显示 出优 越性 ， 其可 以减 少夏季用 电负荷 ， 补夏 季用燃 填
发电效率为 １ ％。 ６ 完全打开回热器 ， 效率可提高到 ２ ％。 ８ 在保
持 ８ Ｗ 出力的前提下 ， ０ｋ 通过调节 回热器关闭程度和燃料 消 耗量 ， 排烟温度可从 ２ ５ｃ 提高到 ６ ５ｃ 供热量从 １５ｋ ７ Ｃ １ Ｃ， ５ Ｗ 增加到 ４ ５ｋ ， ２ Ｗ 当制冷系数从 ０ ５提高到 １ ． ７ ． ， ３时 制冷量 从
１１ 微型燃气轮机及其适应的热电冷联产 系统 ．
１ 微型燃气轮机冷热电联供 系统的分类 ． ３
表 １ 几种利用排烟余热溴化锂 吸收式冷温水机组性能 项目 功能 冷热量 热源种类 热源特性 Ｃ Ｐ ０
微 型燃气轮机是单机发 电功率为 ２ ０ Ｗ 的小功率 ５ ３ ０ｋ 燃气 轮机 ， 其可 以利 用天然气 、 沼气 、 汽油 、 柴油及烷类气体