微型燃氣輪機是目前只有已商業化運行的分散式發電裝置,它可在居民居住區安裝運行,靠近用戶發電或與電網并聯運行,這將會極大提高對用戶的供電可靠性。可以預計,在電力市場蓬勃發展的現在,微型燃氣輪機將會獲得迅速發展。功率為數百kW及以下的燃氣輪機在20世紀40~60年代就已存在,但由于其發電效率低,長期以來,幾十至幾百kW的小型發電機組市場一直由內燃發電機組占領。隨著高效回熱器轉入民用,微型燃氣輪機的發電效率明顯提高。高性能的微燃機為工業制造提供了穩定的動力源。天津天然氣微燃機
微型燃氣輪機的應用前景:微型燃氣輪機的主要應用場所包括:①廢氣燃燒地點;②需要提供臨時和長期電力的地點;③在經常停電的地點提高電能質量和供電可靠性;④電費較高的地點;⑤無電網的偏僻地點;⑥可用峰荷電價向電力交易中心賣電;⑦要求聯合提供熱電冷服務的地點。油田一般位于偏僻的地區,很難架設電網或架設長效的輸電線路投資很大。在油田開采初期需臨時供應電力。微型燃氣輪機利用油井廢氣發電,不僅可解決油田開采設備和生活基地的電力供應,還為生活基地提供采暖和空調服務。燃氣機輪微燃機的小型化設計使其在移動能源領域具有潛力。
微型燃氣輪機的運行靈活。微型燃氣輪機可并網在電網上運行,也可運行,并且能夠實現兩種模式間自由切換。系統配置自由度高。可根據實際需要靈活配置微型燃氣輪機的數量,并能夠進行多單元成組控制,對系統中某臺燃機檢修不影響整個系統的運行。安全可靠。微型燃氣輪機是同類型產品中,只有一種符合美國保險商實驗所(UnderwritersLaboratories,UL)UL2000嚴格標準的產品。同時,它還符合IEEE519、NFPA規范、ANSIC84.1等其他規范,保證了與電網互聯的安全性。
小型燃氣輪機一般是指功率在1兆瓦至20兆瓦之間的燃氣輪機。由于小型燃氣輪機具有綜合效率高、起停快、調節靈活、負荷跟隨能力強等優點,因此可作為分布式能源系統中的重心設備,依托于微電網或智能配電網,在靠近工業區、商務區等冷熱電終端用戶附近部署,滿足綜合能源系統在“源—網—荷—儲”各個環節的要求;在能源供應側,小型燃氣輪機可與余熱鍋爐、溴化鋰制冷機等組成熱電聯產或冷熱電三聯供系統,實現能源的梯級利用,綜合能源利用率可達80%以上;同時利用小型燃氣輪機調節靈活、負荷跟隨能力強的特點,可以跟隨工業園區、商務區內的用能負荷波動進行快速調節;在電網側,小型燃氣輪機可以為區域電網提供質量的電力輔助服務。利用其起停快的特點,輔助電網調峰,適宜作為緊急備用機組。同時,其快速靈活的調節能力,可以為微電網提供調頻和無功調節等電力輔助服務;在儲能側,小型燃氣輪機可以和儲能電池系統集成為混合供電系統,實現即時響應的備用能力。高性能的微燃機為商業建筑提供了可靠的能源供應。
在介紹微型燃氣輪機之前,我們首先來簡單介紹一下燃氣輪機。現代燃氣輪機是一種以連續流動的氣體為工質帶動葉輪高速旋轉,將燃料的能量轉變為有用功的葉輪式機械。燃氣輪機重心部件包括壓氣機、燃燒室和渦輪;外界空氣被吸入壓氣機,經過壓氣機壓縮使之升溫、增壓;壓縮空氣被壓送到燃燒室,在此與燃料混合后燃燒,生成高溫高壓燃氣;燃氣隨后進入渦輪中膨脹做功,推動渦輪轉動;渦輪反過來帶動壓氣機和外部負荷,實現燃料的化學能轉化為機械功或電能。先進的微燃機技術為能源領域帶來了突破性的方案。天津天然氣微燃機
緊湊的微燃機結構為空間有限的場所提供了理想的能源選擇。天津天然氣微燃機
微型燃氣輪機的結構,在發展過程中也發生了許多變化。發展初期的微型燃氣輪機的支撐系統多為滾珠軸承和滾柱軸承,這些軸承壽命較長,耐高溫性較好,但整個機組需要潤滑系統。現微型燃氣輪機支撐系統已逐漸轉變為空氣軸承。由于空氣軸承不需要任何潤滑,從而節約了維修成本,避免了由于潤滑不當而產生的過熱問題,提高了系統可靠性。發電機也有了低速同步電機和高速永磁電機兩種選擇,兩者各有優缺點。前者轉速低,對轉子的動力性要求不是很高,不需要頻率轉換器,成本比較低,冷卻問題不突出。但是,需要配備減速箱,整個機組起動相對困難,且尺寸、重量較大。后者的優點是體積小,沒有減速箱產生的阻力損失,同時也簡化了機組的起動過程。但是存在高頻交流電流-直流電流-交流電流的轉換過程,增加了轉換器和逆變器損失。同時電機需要良好的冷卻,電機成本也相對高。天津天然氣微燃機