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。微燃机燃烧室温升较低,污染物排放水平也不高。郑州Capstone microturbine

微型燃气轮机发电是目前较成熟、较有商业竞争力的分布式发电设备,具有掀起“电源小型分散化”的技术革新热潮、成为21世纪能源技术主流的趋势。除了分布式发电外,微型燃气轮机还可用于备用电站、热电联产、并网发电、尖峰负荷发电等,无论对中心城市还是远郊农村甚至边远地区均能适用。此外,微型燃气轮机在民用交通运输(混合动力汽车)、军车以及陆海边防方面均具有优势,受到美、俄等大国的关注。微型燃气轮机的装机容量一般小于1MW。实际上这1MW的功率等级里也有许多门道。目前商业化应用的微型燃气轮机主要功率范围为25-300kW。在某些应用中,微型燃气轮机功率才会突破到1MW。长春燃气轮机气路燃料电池使用燃气轮机的排气作为空气源,燃料电池内部流动及工作处于常压。

微型燃气轮机的发展源于分布式发电。分布式发电主要是由电力市场的放松控制所驱动的,同时还得益于天然气市场的放松控制。电力市场的放松控制是世界范围内的发展趋势,它使得用户可以选择向谁买电或允许用户自行发电,就地供电(现货电力)成为向用户提供较低廉用电的主要竞争武器之一。当前几乎所有的美国公用电网建立了其能源服务公司(ESCO),以充分利用电力市场放松控制的优点,一个公司如果能够做到在电价高涨时发电而电价降低时停机,则在供电竞争中将具有明显的优势。
微型燃气轮机本质上是燃气轮机的一种,单机功率范围:数十千瓦至数百千瓦。微型燃气轮机技术特征:一般采用离心式压气机和向心式透平,转子采用背靠背结构,通常采用高效板翅式回热器预热燃烧室进口空气,多采用空气轴承,不需要润滑系统,结构简单紧凑。微型燃气轮机的热力循环通常选择带回热的布雷顿循环,压比*为3~5之间,转子一般为径流式设计,一次加工成型,结构紧凑,成本低廉;透平入口温度较低,涡轮通常采用普通陶瓷,不需要冷却。微燃机已发展为一种能实现清洁、安全和高效能源综合利用的较佳途径。

由于能源形势的加剧以及对环境保护要求的提高,使得节能环保、安全高效的分布式供能系统成为未来能源系统的重要发展方向。微型燃气轮机具有结构紧凑,系统循环效率高,功率密度大等优点,对分布式供能系统发展具有重要意义。对微型燃气轮机高性能、高稳定性的要求,使得对微型燃气轮机的研究成为了当下的热点。微型燃气轮机通常采用气体轴承支承的单级透平轮以及压气机轮同轴的高速永磁转子系统。由于气体轴承具有承载力低,阻尼小等特点,导致燃机转子易出现低频振动等动力学失稳现象。研究通过调整气体轴承转子系统部件参数,提高气体轴承转子系统,永磁转子系统的动力学稳定性,抵御转子非工频振动,对提高微型燃气轮机运行稳定性具有重要意义。微型燃气轮机回热器通常采用板翅式,结构简单,换热效果好,流阻低。郑州Capstone microturbine
微型燃气轮机的优势在于其紧凑型,即功重比高。郑州Capstone microturbine
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。郑州Capstone microturbine
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