20世紀70年代,我國開發(fā)了37kW、200kW等燃氣輪機。目前,我國微型燃氣輪機技術水平較低,所使用的商用機型(包括65k和200M的產品)均來自卡普斯通公司。根據我國能源現狀,微型燃氣輪機本身具有的技術特點和優(yōu)勢,為解決我國電力發(fā)展分布尚不均衡這一問題提供了可行性方案,現在已得到普遍的關注和應用。中國科學院熱物理工程研究所、哈爾濱東安集團和西安交通大學3個研究所,在中國科技部“863”計劃的支持下,已共同研發(fā)出100MW微控燃氣輪機,并獲得驗證生產。科技部多次表明,要積極推動微型燃氣輪機的發(fā)展,盡快達到國外微型燃氣輪機的先進水平。先進的微燃機冷卻系統確保了設備的穩(wěn)定運行。超小型燃氣輪機供應
隨著科技的不斷進步,人們對于高效、環(huán)保、便攜的動力與能源需求日益增長。微燃機技術作為一種新興的能源轉換技術,具有廣泛的應用前景和市場潛力。微燃機是一種高效、環(huán)保、便攜式的能源轉換裝置,它將燃料燃燒產生的熱能轉化為機械能,為各種設備提供動力。微燃機具有以下特點:高效:微燃機的能量轉換效率較高,能夠將燃料燃燒產生的熱能充分轉化為機械能。環(huán)保:微燃機采用清潔燃料,如天然氣、乙醇等,燃燒產生的污染物較少,對環(huán)境友好。便攜:微燃機體積小、重量輕,便于攜帶和移動,適用于各種移動設備。 浙江雙循環(huán)燃氣輪機環(huán)保型微燃機的推廣有助于減少溫室氣體排放。
微燃機發(fā)電系統的工作過程:電機起動,微燃機旋轉起來,氣流從進氣道吸入,再通過壓氣機壓縮后,形成高壓氣體,進入到燃燒室里,這個時候再往燃燒室里注入燃料,經點火器點燃,形成高溫高壓的燃氣,隨后進入到渦輪中,帶動渦輪旋轉,進而開始做功,當渦輪做的功足夠帶動壓氣機自旋轉后,電機就可以反過來發(fā)電了。燃氣輪機有名度較高的類型是“噴氣式發(fā)動機”(渦輪風扇發(fā)動機),這種機器的結構包括進氣道、壓氣機、燃燒室與尾噴管(集成與一體)。其運行原理實際很簡單,正面巨大的進氣口正壓進氣的效果會非常理想,將大量的空氣壓縮后實現「一定富氧」的標準,與航空燃油混合燃燒后會產生極高的溫度與動能,利用噴射氣流實現反推(相互作用力)推動飛機起飛。
針對傳感器容易出現故障的問題,除添加硬件冗余的方法外,通過設計控制算法實現容錯控制的方法不會增加硬件成本,成為現今研究的主流方向。本文開展了微型燃氣輪機傳感器容錯控制算法的開發(fā)和硬件在環(huán)仿真驗證研究工作。首先,為了對回熱型微型燃氣輪機的動態(tài)性能進行分析和研究,使用基于模型的設計方法(ModelBasedDesign,MBD),在Matlab/Simulink環(huán)境下,開發(fā)了T100回熱型微型燃氣輪機部件級模型。對回熱型微型燃氣輪機結構進行分析,確定回熱型微型燃氣輪機的轉子轉動慣性和回熱器熱慣性兩個主要動態(tài)環(huán)節(jié)。智能化的微燃機能夠自動調節(jié)運行狀態(tài)。
在充滿競爭的電力零售市場上,微型燃氣輪機憑藉其綜合發(fā)電成本低的優(yōu)勢必將在未來的電力系統中占據越來越重要的位置。2003年冬季,英國Powergen公司將開展微型電站裝入居民家庭廚房的試點工程。這種燃氣電站可取暖、供熱水、發(fā)電,試驗表明一年可節(jié)約能源費用249.6USD。微型燃氣輪機在未來的電力系統中必將同大型集中式電站一起為用戶提供清潔便宜的能源服務。微型燃氣輪機的主要組成部分包括:發(fā)電機、離心式壓縮機、透平、回熱器、燃燒室、空氣軸承、數字式電能控制器(將高頻電能轉換為并聯電網頻率50/60Hz,提供控制、保護和通訊)。微燃機的靈活安裝方式適應了不同的應用場景。上海10MW微燃機組
環(huán)保型微燃機的發(fā)展為建設美麗中國做出了貢獻。超小型燃氣輪機供應
微型燃氣輪機-燃料電池聯合發(fā)電系統:頂層循環(huán):燃料電池取代燃燒室,其高溫排氣進入渦輪膨脹做功,燃料電池內部處于一定壓力狀態(tài);底層循環(huán):燃料電池使用燃氣輪機的排氣作為空氣源,燃料電池內部流動及工作處于常壓。這種發(fā)電裝置效率可達60%以上,NOx排放低于1ppm,是目前世界上較為先進的高效潔凈發(fā)電方式之一。微型燃氣輪機生物質發(fā)電技術及應用:途徑1:生物質發(fā)酵沼氣作為燃料;途徑2:利用生物質合成氣。微型燃氣輪機走的是不同的技術路線。超小型燃氣輪機供應