微型燃气轮机-燃料电池联合发电系统:顶层循环:燃料电池取代燃烧室,其高温排气进入涡轮膨胀做功,燃料电池内部处于一定压力状态;底层循环:燃料电池使用燃气轮机的排气作为空气源,燃料电池内部流动及工作处于常压。这种发电装置效率可达60%以上,NOx排放低于1ppm,是目前世界上较为先进的高效洁净发电方式之一。微型燃气轮机生物质发电技术及应用:途径1:生物质发酵沼气作为燃料;途径2:利用生物质合成气。微型燃气轮机走的是不同的技术路线。先进的微燃机燃烧技术和热回收技术提高了能源利用效率。江苏燃气轮机设备
小型燃气轮机一般是指功率在1兆瓦至20兆瓦之间的燃气轮机。由于小型燃气轮机具有综合效率高、起停快、调节灵活、负荷跟随能力强等优点,因此可作为分布式能源系统中的重心设备[1],依托于微电网或智能配电网,在靠近工业区、商务区等冷热电终端用户附近部署,满足综合能源系统在“源—网—荷—储”各个环节的要求[2]:1)在能源供应侧,小型燃气轮机可与余热锅炉、溴化锂制冷机等组成热电联产或冷热电三联供系统,实现能源的梯级利用,综合能源利用率可达80%以上;同时利用小型燃气轮机调节灵活、负荷跟随能力强的特点,可以跟随工业园区、商务区内的用能负荷波动进行快速调节;2)在电网侧,小型燃气轮机可以为区域电网提供质量的电力辅助服务。利用其起停快的特点,辅助电网调峰,适宜作为紧急备用机组。同时,其快速灵活的调节能力,可以为微电网提供调频和无功调节等电力辅助服务;3)在储能侧,小型燃气轮机可以和储能电池系统集成为混合供电系统,实现即时响应的备用能力。上海超小型燃气轮机高效的微燃机在分布式能源系统中发挥着重要作用。
针对传感器容易出现故障的问题,除添加硬件冗余的方法外,通过设计控制算法实现容错控制的方法不会增加硬件成本,成为现今研究的主流方向。本文开展了微型燃气轮机传感器容错控制算法的开发和硬件在环仿真验证研究工作。首先,为了对回热型微型燃气轮机的动态性能进行分析和研究,使用基于模型的设计方法(ModelBasedDesign,MBD),在Matlab/Simulink环境下,开发了T100回热型微型燃气轮机部件级模型。对回热型微型燃气轮机结构进行分析,确定回热型微型燃气轮机的转子转动惯性和回热器热惯性两个主要动态环节。
微型燃气轮机的结构,在发展过程中也发生了许多变化。发展初期的微型燃气轮机的支撑系统多为滚珠轴承和滚柱轴承,这些轴承寿命较长,耐高温性较好,但整个机组需要润滑系统。现微型燃气轮机支撑系统已逐渐转变为空气轴承。由于空气轴承不需要任何润滑,从而节约了维修成本,避免了由于润滑不当而产生的过热问题,提高了系统可靠性。发电机也有了低速同步电机和高速永磁电机两种选择,两者各有优缺点。前者转速低,对转子的动力性要求不是很高,不需要频率转换器,成本比较低,冷却问题不突出。但是,需要配备减速箱,整个机组起动相对困难,且尺寸、重量较大。后者的优点是体积小,没有减速箱产生的阻力损失,同时也简化了机组的起动过程。但是存在高频交流电流-直流电流-交流电流的转换过程,增加了转换器和逆变器损失。同时电机需要良好的冷却,电机成本也相对高。低噪音的微燃机适用于对噪音敏感的场所。
微型燃气轮机有上述这么多的优点,现已发展为一种能实现清洁、安全和高效能源综合利用的较佳途径,正逐渐进入工农业生产及人们的工作、学习和日常生活中,具有良好的市场应用前景。微型燃气轮机还可用于工业园区分布式供能,不同之处在于,此时功能系统关键为简单循环微型燃气轮机。简单循环微型燃气轮机在自身做功发电的同时,将产生的高温烟气通过余热利用设备产生蒸汽或热水供用户使用、或直接利用高温烟气供用户烘干需求。这可以为用户提供大量的电、热等不同品质的能源,有效避免供热或发电造成的热损失,很大提高能源的利用效率。并且由于靠近用户,能实现产能用能相匹配,减少传输损失,在减少客户的用能成本的同时还可以降低污染物排放。对于电容量不足的工业用户,还可以扩充电网容量,具有较好的社会、经济、环境效益。智能化的微燃机能够自动调节运行状态。上海超小型燃气轮机
微燃机与太阳能等可再生能源的互补应用,提高了能源供应的稳定性。江苏燃气轮机设备
鉴于我国目前的电力发展及其分布不很均衡以及微型燃气轮机的技术特点及其优越性,微型燃气轮机将在我国得到普遍的重视与应用。目前,在中科院技术部“863”项目支持下,由中国科学院工程热物理研究所、哈尔滨东安集团、西安交通大学三家单位组成的产学研联合体已经完成100KW级微型燃气轮机的样机设计,并通过了验收,预计在不久的将来推向市场。航天科工三院完成了30KW级微型燃气轮机的样机设计。中航工业六〇八所也有类似机型问世。国内商用机型,包括了30kW、65kW和200kW的产品,由于进口产品价格高、维护成本高,所有应用受到很大限制。一旦国产机型达到量产水平,将有力推动微型燃气轮机在国内各行业的应用。江苏燃气轮机设备
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