小微型燃气轮机(涡轮发电机系统)以其独特的先进性、环保性、轻便性、长寿命等诸多特点,已经逐步成为活塞内燃机动力和发电机系统的终结者。微型燃气轮机,从字面上就可以理解,燃气轮机的微型化。不同于航空发动机,微型燃气轮机主要是将化学能转化为机械能输出,或用于驱动,或用于发电,也就是大家熟知的航空发动机的推力用在了旋转做功上面。微型燃气轮机因为它有着得天独厚的优势,言简意赅的说就是:油耗低、电量足、污染小,尤其较近国六标准实施后,排放成了大部分汽车品牌所焦虑的问题。微型燃气轮机走的是不同的技术路线的。广州超小型燃气轮机
分布式发电的发展为微型燃气轮机技术发展和市场扩展提供了极好的平台。目前,美、英等国电力市场已从控制发电转向分布式发电的竞争。小型发电厂在分布式电网中的应用,已成为一种日益增长的可行选择。这种发电方式能够为用户减缓电网拥挤,增加电网机动性,降低送电损失和成本,改善电力质量。微型燃气轮机技术的发展及其商用推出很大增加了分布式发电面向较小用户的可能性,微型燃气轮机发电装置的紧凑性,可靠性和遥控运行以及环境友好等特点,意味着它们特别适合分布式发电的区域性应用。广州超小型燃气轮机目前美国和日本都有多家企业在积极开发制造相应的设备。
微燃机主要优点有:a、体积小,重量轻,随处可放。一台宝曼80kW微型燃气轮机热电联产装置,可供热425kW,满足一座建筑面积6000-10000平米大楼的采暖、制冷与生活热水供应。其几何尺寸为:高1.87m,长3.08m,宽0.85m,重量1.8吨;b、可以多台组合运行,加上蓄热水柜,能够灵活、可靠地对不断变化中的热、电需求进行适时调节;c、能通过电话线和自身的计算机系统指挥其自动运行,无需人员职守、运行费用低;d、燃气不用增压,可以直接从燃气高压管网取气,也可从低压管网抽气;e、直燃机连接实现热电冷联产,也可通过生产热水,与热水空调组合运行;f、投资低,用户端的能量利用效率高、设备运行效费比较低,效益好;g、环境效益较佳,氮氧化物的排放25mmp,是燃气锅炉无法相比的。
微型燃气轮机是如何一步步发展过来的。微型燃气轮机的应用起源于20世纪40-60年代。该时期开始出现功率为几百千瓦的燃气轮机,并主要用于航空动力辅助系统(APU)和大型载货汽车柴油机的涡轮增压器。到了20世纪60年代,美国国家航空与宇航管理局(NASA)在涡轮增压器的基础上,成功研制了一种带减速齿轮箱结构的微型燃气轮机发电装置,并于70年代的开展了微型燃气轮机在航天飞机上作为辅助动力装置的研究。此时微型燃气轮机发电技术虽然得到了迅速的发展,但是由于小功率燃气轮机转速高,通常需要通过减速齿轮箱与发电机相连,导致整个机组结构笨重。而采用回热循环虽然能够提高微型燃气轮机效率,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,使得回热循环的地面应用始终打不开局面。 微型燃气轮机利用油井废气发电,可解决油田开采设备和生活基地的电力供应。
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。微型燃气轮机利用垃圾沼气发电,不仅保护环境,并可向当地的居民或电网送电。广州超小型燃气轮机
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。广州超小型燃气轮机
尽管微型燃气轮机的应用焦点是分布式发电市场,但对汽车领域有一定影响。1999年有两种微型燃气轮机投入于商用混合动力汽车,汽车行业由于日益严格的排放控制,对燃气轮机极低排放这一优点有着极大兴趣。Capstone微型燃气轮机发电装置的部件示意图,其主要部件包括离心式压气机,单筒形燃烧室、向心式透平、回热器以及发电机。微型燃气轮机动力部件设计构造衍生于涡轮增压器和辅助动力装置,概括来说,它是以径流式叶轮机械为技术特征的。通过采用径流式叶轮机械,即向心式透平与离心式压气机,可使装置结构简单、紧凑,便于移动。这一类叶轮机械的特点是流量小,功率低,转速高,效率限制因素较多。因此必须采用回热循环才有竞争力。 广州超小型燃气轮机
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