微型燃機轉子的轉速很高,一般30000~100000rpm之間,高速軸承是微型燃氣輪機研制的關鍵技術之一,目前多采用空氣軸承。微型燃氣輪機回熱器通常采用板翅式,結構簡單,換熱效果好,流阻低;燃燒室溫升較低,污染物排放水平也不高;各部件均采用模塊化設計,零件數量少,可靠性高。整個系統以微型燃氣輪機為關鍵動力裝置,以天然氣、沼氣、合成氣以及柴油為燃料,經微型燃機做功后,高溫煙氣被用來驅動余熱利用裝置進行供熱、制冷,提高能量利用率。專業術語:實現能量梯級利用。模塊化的微燃機便于安裝和使用。北京Capstone 微燃機組
近年來,隨著分布式供能系統的發展,微型燃氣輪機在我國得到了高度重視。燃燒室是微型燃氣輪機的關鍵部件,高效低污染燃燒室是發動機排放性能先進性的體現。研究了100kW級微型燃氣輪機低NOx排放燃燒室的設計方法,并對其流動、燃燒特性及NOx排放特性進行了數值模擬和實驗研究。熱電聯產系統(CombinedHeatandPower,CHP)是分布式能源的重要組成部分,而微型燃氣輪機是熱電聯產系統的關鍵部件,同時也是動力與熱力的來源。熱電聯產系統需要在無人值守的情況下,長期穩定的運行。因此,對微型燃氣輪機的容錯控制的研究顯得尤為重要。天然氣微燃機費用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。
微型燃氣輪機在動力領域已引起世界各國的高度重視,各國現在都在積極研發、生產更先進的模型。現代微型燃氣輪機于20世紀60年代開始研發,發展歷史較短。目前,世界各發達國家都在開發和使用這種新型低能耗熱技術。1998-12,DOE主辦了微型燃氣輪機技術峰會,會議明確指出:在熱效率和環保方面,如何將微型燃氣輪機用于廉價、可靠的高溫材料,是微型燃氣輪發動機的關鍵技術,其本身的特點對今后的發展非常重要。近年來,許多美國公司正在積極開發更加先進的微型燃氣輪機,其中,凱普斯通已生產30kW、65kW、200kW微型發電機組,霍尼韋爾研發的75kW發電設備已成功運行,目前許多用戶正在使用凱普斯通技術開發熱電系統。
微燃機發電系統的工作過程: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電了。燃氣輪機有名度較高的類型是“噴氣式發動機”(渦輪風扇發動機),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。微燃機的高效發電能力為企業提供了可靠的電力支持。
到了20世紀90年代,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。同時期出現了應用啟發一體高速電機的燃氣輪機,并且部分機組開始采用不需要潤滑系統的空氣軸承,使得微型燃氣輪機的結構更為緊湊,幾乎不用維護。1998年美國能源部(DOE)主持召開了微型燃氣輪機峰會(micro-turbinetechnologysummit),專門討論有關微型燃氣輪機技術研發及與政策。市場相關的問題。同年12月,推出了第1臺商業化的微型燃氣輪機裝置。此后,在美英為表示的西方國家支持下,多家國外企業開始積極開發制造相應的設備,不同型號的微型燃氣輪機陸續進入市場。高性能的微燃機為商業建筑提供了可靠的能源供應。哈爾濱其他燃氣燃氣輪機
微燃機的智能化控制為用戶提供了便捷的能源管理方式。北京Capstone 微燃機組
微型燃氣輪機的發展源于分布式能源發電。分布式發電得益于電力市場的放松控制(世界范圍內的發展趨勢)和天然氣市場的放松控制。先進微型燃氣輪機提供了清潔、可靠、高質量,多用途的能源使用,小型分布式發電及熱電聯供的能源供應方式,預計在21世紀將得到普遍應用。此外,微型燃氣輪機作為小型電源和動力裝置,還將在21世紀的先進發電方式一“燃料電池。燃氣輪機聯合循環”以及汽車領域的“新型混合動力汽車”方面取得進展。微型燃氣輪機在未來我國電力,動力等國民經濟領域和安全等方面具有重要作用。北京Capstone 微燃機組