燃氣輪機技術發展及應用

顧士國

摘 要：燃氣輪機是國家資源節約戰略發展下的一項工業產品，也是能源管理方向的最高技術水平的設備，因此發展燃氣輪機技術，擴大燃氣輪機的應用范圍，是當下制造業的重點發展方向。本文從燃氣輪機技術發展的趨勢出發和燃氣輪機技術發展的內容出發，分析了燃氣輪機技術的應用方向，供從事燃氣輪機技術探究與應用的工作人員參考。

關鍵詞：燃氣輪機；技術發展；應用方式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.239

0 引言

燃氣輪機的應用在現代企業生產中十分廣泛，能夠對國民經濟發展中所需要的電力和能源進行輸送與分配，還是國防領域中的重要應用設備，總體來說燃氣輪機在現代社會運行中有著不可取代的作用。隨著科學技術的不斷進步，近幾年的燃氣輪機發展技術已經達到了較高的水平，燃氣輪機領域也取得了顯著的科研成果。

1 燃氣輪機技術發展的趨勢

今后燃氣輪機技術的發展趨勢是，通過提高生產設備的溫度和壓力，來提高機組的運行功率及效率；燃氣輪機要適應多種燃料的性質；改變燃氣輪機的熱力循環系統，運用新型的工質完善操作系統，優化操作的性能。重型的燃氣輪機要不斷朝著高參數、高性能、高效率、低污染的方向發展，經過相關技術人員與專家的研究，未來的燃氣機輪最高溫度可以達到1700度，聯合運行的功率可達到65%，并將持續上升。

科學先進的氣動設計技術能夠進一步的提高高壓氣機和透平部件的性能，氣動設計技術中的可控漩渦技術、自由渦技術、扭葉片技術、多圓弧葉技術、散葉技術、抽吸技術、主動控制技術、被動控制技術、可調葉片技術、間隙控制技術等，能夠有效的減少燃氣輪機在工業生產中的損失與浪費。比方說運用可調葉片技術能夠確保內壓氣機的工作效率，讓內壓氣機能夠在更寬的范圍內運轉；運用抽吸技術和主動控制技術，能夠減少多級軸流壓氣機的級數和重量、擴大了多級軸流壓氣機的工作范圍[1]。

為了拓寬燃料的適用范圍，減少燃料燃燒過程中帶來的污染，燃氣輪機技術的研發專家要發展高效率低污染的穩定燃技術。目前很多國家的燃氣輪機制造廠家都在研究減少污染排放的技術，并投入了一定的物力資源、人力資源和財力資源，建立了專門的實驗基地，從事對燃氣輪機節能減排技術的研究，并將研究的技術應用在自己生產的燃氣輪機中。

2 燃氣輪機技術發展的內容

燃氣輪機技術的發展內容主要包括燃氣輪機的研制、重要部件的實驗、基礎和共性理論的研究、總體安裝技術的合成、高溫部件的制造、總體調試系統的建立、儀器平臺的組成、實驗性燃氣輪機循環發電站的模擬等發面。其中重要部件的研究主要包括，建立燃氣輪機研究試驗臺，建立實驗室燃燒參數全面監控體系，建立高溫葉片降溫技術試驗臺，燃氣輪機安裝試驗臺，燃氣輪機仿真應用試驗臺。基礎和共性理論的研究主要包括壓氣機設計與理論的結合，燃燒技術與燃燒理論的結合，燃氣輪機技術研究的壽命及可靠性與控制理論的結合，葉片加工技術及焊接理論的結合，保溫設備的涂層技術與保溫理論的結合。

燃氣輪機技術的發展路線是，加強對核心技術的研究，盡快完成對核心技術的突破，包括了高效燃燒技術和高溫部件的涂層保護技術，在這些技術上取得成果將會為燃氣輪機技術的發展帶來巨大的進步；在研究燃氣輪機技術時要按照正規的流程進行，從研發到應用中間的環節一項都不能少，為燃氣輪機技術獲得知識產權打下基礎；積極進行基礎研究，為燃氣輪機技術的發展奠定良好的研究背景[2]。

3 燃氣輪機技術的應用方向

燃氣輪機技術的應用方向主要是電力工業，近幾年煤炭清潔技術、聯合燃煤技術已經取得了較大的發展，并建立了循環電站，各項高科技的燃氣輪機也進入了發展和應用的階段，據有關專業推斷，燃氣輪機循環發電站將成為世界上最為廣泛的一種發電站，也將成為電力資源供應的主要形式。就我國來說，隨著我國燃氣輪機技術和燃煤技術的發展，環保要求也在不斷增加，燃氣輪機循環發電站已經在全國有了較大范圍的應用。

到目前為止，燃氣輪機已經在很多省份進行了安裝，尤其是一些煤炭資源較為豐富的省份在安裝上能夠體現更多的優勢，另外石油和天然氣也能為燃氣輪機提供所需要的運行能源。除了燃氣輪機機組外還有很多發電機組擔負著一個省份的供電任務，這些發電機組往往具有發電效率和環保程度不達標的劣勢，因此電力部門應當加強對燃氣輪機的研究與應用，提高本省的發電供電效率，以此類推提高全國的發電和供電效率[3]。

另外燃氣輪機可以作為輸氣工程的加壓設備，同樣燃氣輪機循環發電站就能作為輸氣工程的加壓站，可以在輸氣工程中每隔一段距離就建造一個燃氣輪機加壓站。燃氣輪機具有成本低、投資少、占地面積小、重量輕等優勢，因此在國外的發展中，已經將燃氣輪機廣泛的應用在了輸氣、輸油、輸送資源的線路中，并將燃氣輪機作為一個壓縮機和壓縮泵站來實現對天然氣和石油的壓縮和輸送。隨著國民經濟的發展，無論是工業生產還是人們的日常生活，對天然氣和石油的需求都會逐漸增加，并且隨著石油資源的緊缺和環保意識的增加，天然氣資源將成為之后的國民生產中較為主要的一項能源。上述的一切現象都表明在日后的生產中，燃氣輪機技術將成為較為重要的一項發展技術，燃氣輪機的發展也面臨著很好的前景。

4 總結

燃氣輪機技術和應用已經在逐漸的發展和完善，燃氣輪機作為一種新型的節能、環保、高效率的發動機，在以電力工程為主的動力工程中的應用將不斷擴展。燃氣輪機循環發電站在逐漸成為新世紀的主要電力生產形式，其研究內容將為能源建設作出重大的貢獻。在對燃氣輪機技術進行發展與應用的時候要從實際情況出發，運用先進的技術。

參考文獻：

[1]朱飆.燃氣輪機的發展前景及技術應用[N].安徽電力職工大學學報，2013（01）：1-5.

[2]蔣洪德，任靜，李雪英，譚勤學.重型燃氣輪機現狀與發展趨勢[J].中國電機工程學報，2014（29）：5096-5102.

[3]李枚媛.某型燃氣輪機建模及控制規律研究[D].中國科學院研究生院（工程熱物理研究所），2016.endprint