微型燃氣輪機的技術特點

微型燃氣輪機一般是指功率在1兆瓦以下的燃氣輪機。從功率等級來看，微燃機最大的特點就是“小”，而因為“小”，所以帶來了很多的獨有的技術特點。首先是高轉速，功率越小轉速越高，微燃機轉速都是在幾萬轉/分鐘的等級；第二是微燃機多采用徑流式葉輪機械，尤其是壓氣機，基本都用離心壓氣機；第三是傳統(tǒng)采用的提高燃氣輪機效率的一些手段，比如說提高壓力、渦輪前溫等，因為尺寸和空間的限制，沒有辦法應用，所以一般會采用回熱循環(huán)來提高效率；第四是高速電機技術的應用，通過啟發(fā)一體高速電機與微燃機直連，取消掉了變速箱和啟動電機，系統(tǒng)效率上有一個很大的提升，輔助系統(tǒng)的復雜性都會有一個很大的降低；第五是更先進的空氣軸承軸承的應用，整個潤滑系統(tǒng)都取消掉，系統(tǒng)體積得到進一步精簡，效率得到進一步的提升。

由于微燃機的技術特點，帶來了非常多的優(yōu)勢：第一個就是燃料適應性好，這個是燃氣輪機通用的優(yōu)點；第二個是可靠性高，一般現(xiàn)在微燃機壽命做到了八萬小時以上的壽命，如果使用空氣軸承，整個系統(tǒng)沒有潤滑系統(tǒng)，基本上可以做到日常的免維護；第三是環(huán)境友好，NOX排放非常低，可以做到9pmm以內，噪聲控制在70分貝以內；第四是使用方便，微燃機體積小重量輕，移動性非常好，而且可擴展性好，再疊加一些物聯(lián)網技術，可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控，無人值守。

由于微燃機的特點和優(yōu)點，作為分布式供能系統(tǒng)的核心動力裝備具有非常廣闊的潛在應用前景。

微燃機在分布式供能領域應用的思考

1，基于微燃機的泛能應用

對于供能系統(tǒng)，核心設備本身的技術先進性僅僅是一個方面，而客戶往往更關注的不一定是技術的先進，其核心還是供能系統(tǒng)是否滿足客戶的需求。所以在做分布式供能項目過程中，第一個原則就是以需求側為牽引，因地制宜，滿足客戶的需求；第二個原則就是實現(xiàn)能源梯級利用，這樣才能保證整個系統(tǒng)具有比較高的綜合能效，才會帶來一個比較好的經濟性。而微燃機是實現(xiàn)以上兩個原則的分布式供能系統(tǒng)的理想核心裝備。

2，拓展微燃機供能場景

我們在進行產品路線時，就基于滿足客戶需求做了幾種考量。第一就是把回熱器做成了外置，具有方便的拆裝靈活性。安裝上回熱器，形成一個回熱循環(huán)機組，系統(tǒng)具有比較高的發(fā)電效率；如果拆掉回熱器，則形成簡單循環(huán)機組，系統(tǒng)具有比較高的排煙溫度，可以去做熱電聯(lián)產。通常說的熱電聯(lián)產都是較大規(guī)模的機組做的，但實際上市場中有非常多的小微工廠，其生產過程中也有蒸汽的需求，但需求量比較少，一般每小時1噸、2噸這樣的量級。利用去掉回熱器的簡單循環(huán)微燃機，后面接上小的余熱利用設備，組成小型熱電聯(lián)產，為企業(yè)提供熱能及電能。

熱電聯(lián)產的場景主要又分兩種，一種是客戶有蒸汽和熱水需求的，我們現(xiàn)在給他利用的方式就是用微燃機加余熱鍋爐，一方面燃機本身的污染排放少，具有良好的環(huán)保特性；另一方面為企業(yè)補充一部分電力之后，還可以節(jié)省一部分電力容量。另一種場景是客戶用熱不是去產生蒸汽，而是直接用高溫煙氣做一些烘干，比如說家具廠，這樣拿微燃機的高溫煙氣直接進入客戶設備，烘干產品，也是可以達到85%以上的綜合能效。

3，技術升級，提升燃機性能，降低設備及用能成本

客戶對設備性能的追求永無止境，燃機效率越高，也意味著燃料消耗越低，客戶的用能成本也越低。所以在第一代100千瓦微燃機（E135）研發(fā)初步定型的同時，新奧動力就啟動了新一代技術升級產品的研發(fā)，首先攻克了高速電機技術，取消了第一代產品中的齒輪箱和啟動電機，功率提升了11%，體積和重量大幅降低，系統(tǒng)精簡，形成第二代產品（E150R），目前已開始進行示范應用；同步進行空氣軸承技術研發(fā)，完全采用空氣軸承的第三代機組已完成核心機定型，即將進行項目示范。

4，熱電比例可調，提升運行效率，降低用能成本

在實際的生產過程中，客戶的負荷是很難一直保持在穩(wěn)定的較高水平的狀態(tài)。下面是一個真實的客戶負荷圖，從圖中可以看到，負荷波動非常劇烈，黃色是蒸汽負荷，藍色是電負荷。我們的微燃機供能系統(tǒng)主要滿足蒸汽負荷要求，在剛開始的方案中，當蒸汽波動的時候，微燃機必須跟著調整發(fā)電功率，由于燃機在部分負荷下效率相對來說比較低，導致整個系統(tǒng)綜合能效也比較低，經濟性不理想；如果采用回熱可調方案，利用回熱器，任何工況下都保證燃機的發(fā)電功率在最大狀態(tài)，只是通過回熱器調整排煙溫度來調整客戶蒸汽負荷。以下對照表是拿300千瓦微燃機做的分析，如果煙氣焓從額定工況降到1300kWh，對比回熱可調方案(a)和燃機降功率方案(b)，兩種方案燃氣差了16.78Nm3，而發(fā)電差了141.82千瓦，也就是相當于用16.78 Nm3的燃氣發(fā)出了141.8千瓦的電，當然往下調的余熱的量越小，邊際發(fā)電效益體現(xiàn)的越明顯，對于這種小型供能系統(tǒng)，效果非常可觀。

5，深度定制，因地制宜匹配客戶資源稟賦

分布式供能領域，除了天然氣市場之外，還有龐大的非常規(guī)氣體市場。我們現(xiàn)在接觸的過程氣體項目就有17個，其中包括碳黑尾氣、焦爐煤氣、黃磷尾氣等；此外，還有生物質氣項目，油田伴生氣項目，沼氣項目等。而各式各樣的氣體，組分和熱值千差萬別，下圖右邊統(tǒng)計了燃料熱值范圍，基本上每個熱值段都有氣體的分布，所以針對這些非常規(guī)氣體必須做深度的定制。

6，微型燃氣輪機應用前景廣闊，大有可為

微燃機由于本身的技術特點和優(yōu)點，具有非常廣泛的應用場景。如用在工業(yè)園區(qū)，以熱電聯(lián)產為主，他有蒸汽需求，或者直接利用高溫煙氣烘干的需求；還可以用在商業(yè)公建里面，做冷熱電聯(lián)供；還有中低熱值氣體利用市場，以及石油煤礦天然氣行業(yè)等。微燃機的應用前景非常廣闊，但是需要具備對燃機深度定制的技術能力，未來市場大有可為。

（燃氣輪機聚焦）