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。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。Capstone 微燃机组

微型燃气轮发电机组是适应世界环保要求和市场新环境而开发的新型发电机组。发展微型燃气轮机技术来利用废弃可燃性气体,同时解决资源和环境问题,充分利用各种天然气、沼气或有害气体作为燃气,变废为宝、运行安全方便,成本效益高,排放污染低,并适宜热、电联产等优点,市场前景十分广阔。我国的燃气资源十分丰富,相对于我国丰富的燃气资源储量,燃气资源在我国一次能源消费中所占比例显得太小,未来具有大幅度提高的潜力。近十几年燃气轮机技术的迅速发展从一个侧面表明了现代世界能源利用的一个趋势,大力发展高效、清洁能源利用方式。石家庄双循环燃气轮机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。

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。
20世纪70年代,我国开发了37kW、200kW、3K42燃气轮机。目前,我国微型燃气轮机技术水平较低,所使用的商用机型(包括65k和200M的产品)均来自卡普斯通公司。根据我国能源现状,微型燃气轮机本身具有的技术特点和优势,为解决我国电力发展分布尚不均衡这一问题提供了可行性方案,现在已得到普遍的关注和应用。中国科学院热物理工程研究所、哈尔滨东安集团和西安交通大学3个研究所,在中国科技部“863”计划的支持下,已共同研发出100MW微控燃气轮机,并获得验证生产。科技部多次表明,要积极推动微型燃气轮机的发展,尽快达到国外微型燃气轮机的先进水平。微型燃机转子的转速高,一般30000~100000rpm之间,高速轴承是微型燃气轮机的关键技术之一。

微型燃气轮机的概念,一般采用压气机加燃烧室加涡轮的单轴简单循环方案,多采用离心压气机加向心涡轮的背靠背紧凑式布置,功率多在500kW以下,汽车用则多为100kW以下,使用在汽车上时,一般采用增程式,即通过轴连发电机给电池供电,再通过电动机驱动汽车。微小型燃气轮机的效率问题。微型燃气轮机的优势在于其紧凑型,即功重比高,效率相比内燃机不占优势。内燃机轻松可实现30%以上热效率,而燃气轮机的目前简单循环较高效率为40%而且是重型燃气轮机,功率在几百MW,由于尺寸效应,功率越小效率越低,100kW以下的简单循环微燃效率基本在15到20%左右。中型燃气轮机装机容量为20-100MW,小型燃气轮机装机容量为1-20MW。沈阳涡轮发电机燃气轮机
微型燃气轮机装机容量一般小于1MW。Capstone 微燃机组
微小型燃气轮机与重型燃气轮机相比,应用面更广、需求量更大,在电源、直升机动力、车船动力、分布式供能及工业驱动等领域均有着广阔的市场前景,对大幅度提升我军武器装备技术水平与作战能力和降低PM2.5、NOX及SO2等污染物的排放具有重要意义。分布式供能系统通过靠近用户的能源利用设施,为终端用户提供灵活、节能型的综合能源服务,具有节能环保、能够梯级利用或可再生能源综合利用等特点,可有效减少中间环节损耗,降低对环境的负面影响,对于能源安全也具有重要意义。Capstone 微燃机组
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