走进了解丨微型燃气轮机优点与应用

燃气轮机按照功率等级进行分类可分为重型、中型、小型和微型燃气轮机。重型燃气轮机装机容量一般大于 100 MW，是迄今为止效率最高的热功转换类发电设备，是发电和驱动领域的核心设备，也是中型常规航空母舰上运用的主动力。

中型燃气轮机装机容量为 20-100 MW，小型燃气轮机装机容量为 1-20 MW，中小型燃气轮机可应用于船舶动力，发电，石油开采等多种目的。微型燃气轮机装机容量一般小于 1MW。微型燃气轮机发电是目前最成熟、最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。

微型燃气轮机（Microturbine，简称MT）具有与重型燃气轮机相似的循环和组件，功率重量比优于重型燃气轮机，因为燃机机直径的减小会导致轴转速增加。重型燃气涡轮发电机对于分布式电力应用来说太大且太昂贵，因此 MT 被开发用于小规模电力，例如单独的发电或冷热电联产 （CCHP）系统。

微型燃气轮机可分为：单轴或双轴、简单循环或回热、中冷和再热。普通的单轴 MT 每分钟转速为90,000 至 120,000 转，简单且制造成本更低。

简单循环微型燃气轮机中压缩空气与燃料混合并在恒压条件下燃烧，产生的热气通过涡轮膨胀以做功。简单循环 MT 的效率较低，约为 15%，但与回热式机组相比，它具有更低的资本成本、更高的可靠性以及拥有更多的热能用于热电联产应用。

回热式机组使用金属板热交换器，从废气流中回收部分热量并将其转移到进入的空气流中，从而提高供应给燃烧器的空气流的温度，进一步的废热回收可用于热电联产配置。下图说明了一个回热式微型燃气轮机系统。燃料能量到电力的转换效率为 20% 到 30%。此外，回收装置可以通过预热节省 30% 到 40% 的燃料。

微型燃气轮机在没有换热器的情况下的效率约为  15%，在有换热器的情况下为 20% 到 30%，在热电联产中它们可以达到 85% 的综合热电效率，具体取决于热处理要求。Capstone Turbine 声称其 200 kW C200S 的LHV 电效率为 33% 。

微型燃气轮机的一些主要应用包括：

• 分布式发电——远离电网的独立现场应用，为无法选择传统输配电线路的远程应用提供电力，例如建筑工地和海上设施。可替代柴油发电机，为关键任务功能（例如通信中心）提供现场电力。

• 优质电源和可靠性——减少频率变化、电压瞬变、骤降或其他干扰。
  

• 备用电源——在停电时使用，作为电网的备用电源。
  

• 调峰——在电力使用和需求费用高的时候使用微型燃气轮机。
  

• 低成本能源——使用微型燃气轮机作为基本负载或主要动力。

• 热电联产 ——利用现有热工过程的余热提高现场发电效率。

• 燃料适应性强，环境友好。可使用多种燃料：如气体燃料和液体燃料，NO_X 排放低，可以做到 9pmm 以内，噪声控制在 70 分贝以内。

• 可靠性高、寿命长。微型燃气轮机多采用独特的空气轴承技术，系统内部不需要任何润滑，几乎免维护。

• 效率高，余热品质好。微型燃气轮机发电效率可达30%；烟气温度高、流量大，用于热电联产和冷热电联供的综合能源利用率超过 80%。

• 运行灵活。微型燃气轮机可并网在电网上运行，也可独立运行，并且能够实现两种模式间自由切换。

• 系统配置自由度高。可根据实际需要灵活配置微型燃气轮机的数量，并能够进行多单元成组控制，对系统中某台燃机检修不影响整个系统的运行。

• 安全可靠。微型燃气轮机是同类型产品中，唯一一种符合美国保险商实验所（Underwriters' Laboratories，UL）UL2000 严格标准的产品。同时，它还符合 IEEE519、NFPA 规范、ANSI C84.1 等其他规范，保证了与电网互联的安全性。

• 使用方便，微燃机体积小重量轻，移动性非常好，而且可扩展性好，再叠加一些物联网技术，可以实现远程监控，无人值守。
  

但微型燃气轮机也存在较高的环境温度和海拔会导致功率输出和效率的损失问题.

文章来源燃气轮机聚焦    

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