微型燃气轮机

微型燃气轮机是一类新型热机，近年来随着全球范围内的能源与动力需求结构特别是电力系统的放松控制以及环境保护等要求的变化，得到了高度关注和迅速发展。先进微型燃气轮机提供了清洁、可靠、高质量、多用途、小型分布式发电和热电联供的较佳方式。微型燃气轮机（Microturbine或Micro一turbines）是一类新近发展起来的小型热力发动机，其单机功率范围为25～300kWDL基本技术特征是采用径流式叶轮机械（向心式透平和离心式压气机）以及回热循环。近年来随着全球范围内的能源与动力需求结构特别是电力系统的放松控制（Deregulation）以及环境保护等要求的变化，微型燃气轮机得到了电力、动力等有关部门的高度重视，特别是在美、欧等国发展迅猛，大有与大中型燃气轮机共占市场的势头。微型燃气轮机在生产电力的同时回收利用了燃烧后的废热，可同时提供供暖服务和空调制冷服务。微型燃气轮机

近年来，随着分布式供能系统的发展，微型燃气轮机在我国得到了高度重视。燃烧室是微型燃气轮机的关键部件，高效低污染燃烧室是发动机排放性能先进性的体现。研究了100kW级微型燃气轮机低NOx排放燃烧室的设计方法，并对其流动、燃烧特性及NOx排放特性进行了数值模拟和实验研究。热电联产系统(CombinedHeatandPower,CHP)是分布式能源的重要组成部分,而微型燃气轮机是热电联产系统的关键部件,同时也是动力与热力的来源。热电联产系统需要在无人值守的情况下,长期稳定的运行。因此,对微型燃气轮机的容错控制的研究显得尤为重要。工业燃气轮机供应微燃机的基本技术特征是采用径流式叶轮机械（向心式透平和离心式压气机）以及回热循环。

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。

人类对利用可再生能源发电的研究已取得了重大进展。风力发电和太阳能发电受地理位置和天然条件的限制，不能在居民居住区建设；太阳能光伏电池发电的能源转换效率还很低；蓄电池储能和燃料电池的成本还很高。微型燃气轮机是目前只有已商业化运行的分散式发电装置，它可在居民居住区安装运行，靠近用户发电或与电网并联运行，这将会极大提高对用户的供电可靠性。可以预计，在电力市场蓬勃发展的现在，微型燃气轮机将会获得迅速发展。微型燃气轮机在民用交通运输（混合动力汽车）以及军车以及陆海边防方面均具有优势。

微型燃机转子的转速很高，一般30000~100000rpm之间，高速轴承是微型燃气轮机研制的关键技术之一。目前多采用空气轴承。微型燃气轮机回热器通常采用板翅式，结构简单，换热效果好，流阻低；燃烧室温升较低，污染物排放水平也不高；各部件均采用模块化设计，零件数量少，可靠性高。整个系统以微型燃气轮机为关键动力装置，以天然气、沼气、合成气以及柴油味燃料，经微型燃机做功后，高温烟气被用来驱动余热利用装置进行供热、制冷，提高能量利用率。专业术语：能量梯级利用。目前商业化应用的微型燃气轮机主要功率范围为25-300kW。杭州低排放微燃机

微型燃气轮机一般采用压气机加燃烧室加涡轮的单轴简单的循环方案。微型燃气轮机

相比于风力发电、太阳能发电等受限于地理位置和天然条件的能源利用方式，微型燃气轮机可在居民居住区安装运行，是目前只有已商业化运行的分散式发电装置，能够极大提高用户供电的可靠性。因此可以预见，现今蓬勃发展的国内电力市场即是微型燃气轮机迅速崛起的契机。燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机,它是继蒸汽轮机和内燃机之后的新一代动力装置。而微型燃气轮机是一种小型热力发动机，是发电功率在几百千瓦以内的动力装置。微型燃气轮机

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