先進微型燃氣輪機的特點與應用前景分析

王成明

摘? 要：先進微型燃氣輪機屬于一種清潔高效、成本低和可靠性高的新型供能熱機，有著廣泛的使用空間，已經獲得了工業領域高度廣泛關注，有著廣闊的發展前景。基于此，本文主要圍繞先進微型燃氣輪機進行探討，闡明先進微型燃氣輪機本身特點、技術特點、運行特點，并探討其應用前景。

關鍵詞：先進微型燃氣輪機;特點;應用前景

前言

隨著微型燃氣輪機發展和應用，其技術水平不斷改進，相比于以往工業中應用的大、中型燃氣輪機，具有體積小、質量輕、安全可靠性高以及可遠程控制等優勢，且其維護成本低，可被廣泛應用在城市、農村以及偏遠山區，發揮其并網發電、高峰負荷生產以及備用發電等作用。而為滿足國防、軍事以及人民群眾需求，應提升對微型燃氣輪機關注，明確設備及技術特征，以及發展前景。

1先進微型燃氣輪機特點

相比于以往采用的大、中型燃氣輪機，先進微型燃氣輪機在節能環保方面具有更高優勢，實際使用中，微型燃氣輪機設備廢氣排放量低、維護成本少、使用效率高，且具有操作簡單靈活，安全性能、可靠性高，使用方便，以及，應用范圍廣泛等特征，且可提升電網互聯安全穩定性。

2微型燃氣輪機發電機組技術特點

微型燃氣輪機的發電機組技術方面特征主要體現在以下方面：

第一，微型燃氣輪機使用徑向設計原理進行設計，并使用低排放環型燃燒器，并能使用空氣軸承。恒溫運行中未使用高成本尖端材料，整體生產和維修成本較低，并且結構緊湊、振動較小，廢氣排放量低。

第二，微型燃氣輪機是由空氣支撐唯一旋轉軸，空氣軸承應用中，一方面，可減少對維護成本的使用，另一發面，能夠預防機械系統過熱，系統可靠性更高。

第三，設備運行中使用高效回流換熱器，其采用效率高達90%，通過預熱燃燒室中全部空氣，能夠降低燃料消耗，將18%的燃氣輪機效率提升至30%。

第四，在微型燃氣輪機中裝置高速交流發電機，實現了兩機同軸，能夠結合成為結構緊湊的高轉速透平交流發電機。使用中無需使用減速箱。同時可將交流發電機作為啟動電動機使用，利于減小機組體積。

第五，污染排放少，甚至無需對燃燒后產生的污染進行控制，屬于理想綠色環保供能方式。

第六，微型燃氣輪機運行中使用數字電源控制器進行控制，通過聯合電子動力技術和數字控制技術，可實現數字監控與控制，能夠實現對200個以上變量的控制[1]。

第七，在微型燃氣輪發電功率調節方面，可實現不同距離的調度與調試，對多臺微型燃氣輪機進行控制，保證各個階段功率均衡性，并對電網運行方式進行迅速切換。

第八，微型燃氣輪機的摩擦部件較少，燃氣溫度較低，具有較高可靠性，使用時間長達40000-80000h。

3微型燃氣輪機運行特點

運行過程中微型燃氣輪機特點主要體現在以下方面：一是，設備質量較輕，使用便捷性高;二是，設備操作靈活性高，且可獨立運行，同時可與電網并聯運行，運行方式可根據需要自動切換;三是，運行中安全性高;四是，清潔污染低;五是，震動小、噪聲低;六是，可用燃料種類多，如沼氣、石油、汽油、天然氣、丙烷、煤油和酒精等非固體燃料;七是，運行時間長，可連續運行400h;八是，運行中無需潤滑處理;九是，可集成擴大容量，設備配置靈活度高。

4先進微型燃氣輪機應用前景

微型燃氣輪機在供能方面有著廣泛的應用前景，并且設備受外界環境影響小，可被應用于多種不同環境中，如動力需求臨時場所、廢氣燃燒場地、電費較高地區、能源中斷頻率高地區、無電網偏僻地區以及冷熱服務場所等，并且在工業、民用和軍事等領域有著廣泛用途。相比于以往使用的大中型氣輪機，擁有更加廣泛的市場前景，具體來說，在以下幾方面應用前景廣闊：

4.1冷熱電聯供系統市場

將微型燃氣輪機與城市燃氣管道相連，如圖1，可實現持續發電，為用戶提供電力資源，該供電方式可與電網并網運行，但不上網。具體應用中采用高溫煙氣加熱生產熱水和蒸汽，可對生活用水、浴室水、泳池水進行加熱。而將高溫煙氣送入吸收式制冷機，可滿足建筑物制冷和采暖需求。

4.2沼氣與可再生能源應用

近些年來隨著對環境保護和可再生能源重視程度提升，國內可再生能源市場蓬勃發展。而微型燃氣輪機使用中，可通過垃圾填埋場產生沼氣、水處理廠發酵形成沼氣實現持續發電，滿足企業自身對電力資源使用，或直接送入電網，獲得可再生能源補貼。這種采用微型燃氣輪機獲取電力資源方式，不僅可幫助企業減少對二氧化碳排放量，而且可獲得更加客觀效益。同時微型燃氣輪機可用于畜牧場和農作物加工廠等場所，利用酒精、淀粉和糖產生更多能量。

4.3油氣田和長輸管線市場

將微型燃氣輪機應用于油田伴生氣發電，可起到實現資源充分利用和節能減排效果。將其應用在未假設輸配電線路的偏遠油井地區，一方面，可無須進行遠距離輸送電能，降低企業成本，另一方面，利用廢棄物作為微型燃氣輪機生產原料，可提升環境效益、經濟效益和社會效益。

4.4混合動力車與車載電源市場

在汽車行業中使用微型燃氣輪機，主要是利用其結構精巧、可靠性高、排放和噪聲低等優勢，以此降低啟程對環境污染。目前，軍事通信車輛、電力電信搶修車、電源車以及城市巴士等都采用了微燃機技術，而隨著技術發展，可被應用于更加廣泛領域[2]。

4.5其他應用

隨著對微型燃氣輪機研究和應用，設備技術含量和使用效果會不斷提升，并被應用于更多領域中，除上述應用方向外，還可將微型燃氣輪機應用于以下領域中：一是，機場、車站、醫院以及金融信息中心等場所;二是，農業相關設備冷卻、熱量和二氧化碳供應;三是，化學工業、木材加工、熱力、紡織、冷卻以及蒸汽環節;四是，西部大開發以及偏遠地區能源供應;五是，汽車混合動力系統;六是，中型發電站。

結論

總而言之，微型燃氣輪機屬于一種先進的小型分布式發電動力裝置，在使用中具有、安全、潔凈、靈活和成本低等使用優勢，可發揮發電與熱電聯供等多用，滿足多方面和多樣化能源需求。近年來隨著西部大開發、“西氣東輸”工程不斷推進，能源供應方式更加多樣化，同時由于設備具有明顯的使用優勢，使得微型燃氣輪機在我國有了更好的發展前景。

參考文獻

[1] 伍賽特.微型燃氣輪機技術特點研究及其應用于分布式發電領域的前景展望[J].通信電源技術，2019（6）.

[2] 楊強.中小型雙燃料燃氣輪機發展現狀及應用前景分析[J].艦船科學技術，2019，41（03）：5-12.