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微型燃气轮机(简称微燃机)是发电功率在几百千瓦以内的小型热力发动机或动力装置,由径流式叶轮机械、单筒形燃烧室和回热器构成。径流式叶轮机械即向心式透平与离心式压气机,在转子上两者叶轮为背靠背结构,结构简单、紧凑、便于移动。微燃机技术是20世纪90年代初发动机行业发展的一项重要技术。图1微燃机结构微燃机发电机组由微燃机、发电机和数字电力控制器等组成,以天然气、甲烷、汽油、柴油等为燃料,具有可靠性高、寿命长、噪声低、重量轻、体积小、低污染轻、可选燃料多、油耗低、可遥控、可自诊断以及多台集成扩容等优点,具有很好的民用需求前景和军事应用价值,对于能源、电力、航空、航天、舰船、车辆以及军事领域的技术发展有着重要作用,已受到世界各国的广泛重视。一、微型燃气轮机优势1)极高的可靠性微型燃气轮机是为持续运行的常规发电而设计开发的，整套系统只有一个运动部件，并采用空气轴承技术，因此其连续运行可靠率高达99.996%，平均每年的停机检修时间不超过2小时，其停机率远低于备用电源发电机组。2)超长使用寿命微型燃气轮机的使用寿命为20年。3)保养间隔长，维护成本低结构简单，采用空气轴承和冷却，不需润滑系统，散热系统，冷却剂等，因此保养周期约为8,000小时，维护成本只有往复式内燃机的5％。4)发电效率高采用回热技术，发电效率约为30％。5)适用多种能源气体燃料：天然气，垃圾填埋气，油田伴生气，污水发酵气，煤层气，生物质气等液体燃料：柴油，煤油6)超低噪声、无振动系统结构简单，采用空气轴承技术，旋转速度高达96,000rpm，运行非常平稳，无振动，而且主要产生高频噪音，但很容易被隔音材料吸收，因此噪声水平很低，距燃机10米处测量为65dB。7)超低排放微型燃气轮机采用富氧燃烧，因此颗粒和烟度排放几乎为零，NOx排放9ppm。二、微燃机的主要应用领域与国内应用实例2.1主要应用领域微型燃气轮机的主要应用场所包括：废气燃烧地点；需要提供临时和长期电力的地点；在经常停电的地点提高电能质量和供电可靠性；电费较高的地点；无电网的偏僻地点；可用峰荷电价向电力交易中心卖电；要求联合提供热电冷服务的地点。如可应用于以下方面：图2应用场所（可做ppt之用）（1）油田油田一般位于偏僻的地区，很难架设电网或架设永久的输电线路投资很大。在油田开采初期需临时供应电力。微型燃气轮机利用油井废气发电，不仅可解决油田开采设备和生活基地的电力供应，还为生活基地提供采暖和空调服务。（2）垃圾掩埋场和偏僻农村城市垃圾一般采用掩埋方法处理，掩埋的垃圾产生了许多低热值的生物可燃气。微型燃气轮机利用垃圾沼气发电，不仅保护环境，并可向当地的居民或电网送电。在电网无法到达的偏僻农村和山区，可充分利用农村的生物物质。将生物物质气化和微型燃气轮机相结合构成简单、可靠、低维护、高效率、低污染的新型分散式发电系统，有可能成为偏僻农村和山区能源供应和提高生活质量的最佳方案。（3）需进行连续生产的小型加工企业突然停电会对连续生产的小型加工企业造成重大经济损失，采用微型燃气轮机自己发电且与电网并联运行，将使供电可靠性大为提高。在电价波动剧烈的地区和季节，自己发电可有效回避电价风险。（4）发电备用在电网电力供应紧张时期，微型燃气轮机向电网送电，并以较高的辅助服务电价结算，能够获得较大利润。（5）热电冷联供微型燃气轮机可提供电力、供暖和空调的联合服务，能源利用效率可达90%。在需热电冷的场所，如医院、写字楼、超市、旅馆、游泳馆等，在生产工艺上需进行加热的生产企业，如制衣厂、制砖厂等，微型燃气轮机将会有很大的应用空间。利用微型燃气轮机进行热电联供的一个最出色的实例是在荷兰Putten市，一台30kW的微型燃气轮机为一总容量为1.6ML的公共游泳池提供全年的供暖和供电服务，总能源利用效率达到了96%。供暖部分包括加热游泳池中的水、冬季室内供暖，供电部分包括循环水泵等用电设备和照明服务，与过去利用锅炉集中供暖和加热相比，新方案的能源费用降低了30%。图3微燃机热电冷联供系统简图（6）移动式电源和车辆动力微型燃气轮机尺寸小、重量轻、启动快，适于作为备用电源和便携式电源使用。微型燃气轮机的废气排放量显著低于活塞式内燃机，汽车尾气已成为城市大气污染的主要污染源，新型燃气轮机和蓄电池联合组成的机动车混合动力是解决城市车辆尾气污染的重要手段。由上述可见，微型燃气轮机虽有广阔的应用前景，但它必须以当地存在稳定的气体或液体燃料供应为前提。如当地气体燃料或液体燃料供应充足，微型燃气轮机发电的优势将会非常明显。尤其在用电高峰时段，不仅可大力提高供电可靠性，且可节省大量电费。2.2国内应用实例上海航天能源作是一家在天然气高效应用领域公司具有技术领先、市场占有领先优势的公司，在国内多个城市已建成微型燃气轮机热电冷联产系统示范工程，并已经成功实现商业运行。主要业绩序号项目名称系统主要参数建设时间用户130kW冷热电联供系统制冷量：141kW2006年上海飞奥供电量：30kW265kW冷热电联供系统制冷量：141kW2007年市北燃气供电量：65kW供热量：179kW2007市北燃气3冷热电系统（热电联产研究项目）办公楼冷热电系统供电量：30KW2007年中船重工7114冷热电系统（热电联产研究项目）2007年供冷量：223KW2007年东莞理工学院发电量：80KW5秸杆气体热电示范项目供热量：65KW发电量：30KW供热量：65KW2007年南京工业大学发电量：30KW6体育馆冷热电联供系统3×65kW2008年北京航天科工集团此外，应用实例还有2003年，北京次渠天然气门站综合楼安装了1台由Bowman公司生产的TG80型微燃机,上海交通大学安装了2台由Capstone公司生产的c30型微燃机,均已成功运行。三、国内外市场发展与前景2.1国外市场发展分布式能源系统的发展为微燃机的发展提供了广阔的市场前景。从国外情况看，发达国家分布式能源占比相当之高。分布式能源发电量占比在丹麦已达53%。德国分布式发电装机达到20%，日本和印度分别达到14%和18%。美国已有6000多座分布式能源站，占总装机容量7.8%，以天然气热电联供和冷热电联供为主。1）北美微燃机冷热电联供系统是楼宇热电联供系统(BCHP)最重要组成部分。美国在发展微燃机的同时即提出了BCHP创意和BCHP在2020年纲领,以支持美国能源部总体商用建筑及BCHP规划。2010年,20%的新建商用写字楼类建筑、5%的现有商用写字楼类建筑、25%的美国能源部热电联供项目均采用BCHP。到2020年,有50%的新建商用写字楼建筑及15%的现有商用写字楼类建筑采用BCHP。因而,微燃机冷热电联供系统在美国的应用前景十分广阔。2）欧洲德国分布式能源在欧洲占有领先地位，其中以天然气为燃料的分布式能源占有相当比重。德国政府对天然气为燃料的分布式能源出台了诸多支持政策，以补贴为例，小型热电联供设备(50kW)在投入运行后的10年内，每度电可以享受5.11欧分的补贴，由于节约输电费用，每度电还奖励0.15-0.55欧分；只要能够表明每年能效超过70%，还可以享受退税优惠，每度电为0.55欧分；此外，为了加快市场引入50千瓦的设备，德国出台了刺激计划，在10年期间提供400万欧元的财政支持。意大利规定分布式能源向公共电网回送电量享受优惠价格，上网电价比居民零售电价高出50%，所以，项目投资回报年限仅3-4年。同时，政府还对分布式能源项目在能源税和信贷方面提供优惠条件，并向使用用户提供补贴。另外，如果相关公司提供资金支持用户安装更高效的分布式能源设备，可以通过对设备本身的管理收回投资。英国分布式能源平均占电力市场比例虽然只有7%，但约有82000座装置。政府要求所有的能源公司必须承担义务，减少碳排放和能耗；能源公司可以部分补贴设备的成本，减少消费者的费用；如果采用分布式能源技术提高节能50%，企业可以获得政府信贷；设备的安装减免5%的增值税，等等。3）日本日本的分布式发电以热电联产和太阳能光伏发电为主，总装机容量约3,600万千瓦，占全国发电总装机容量13.4％。其中商业分布式发电项目6,319个，主要用于医院、饭店、公共休闲娱乐设施等；工业分布式发电项目7,473个，主要用于化工、制造业、电力、钢铁等行业。近年来，日本分布式能源发展较快，其中热电联产装机容量超过过去20年的总和。2006年，日本热电联产装机容量达到870万千瓦，占日本电力装机4%。其中，以天然气为原料的热电联产装机容量达到450万千瓦，占热电联产总装机容量的51.2%。2008年3月，日本经济贸易产业省（METI）预计到2030年日本热电联产装机容量将可能达到1,630万千瓦，接近2006年的2倍。据国际分布式能源联盟（WADE）对日本能源供需前景的预测，到2030年日本分布式发电比重将达到总发电量的20%。2.2国内市场发展我国微燃机行业的发展前景主要变现在以下两个方面：1）首先是，微型燃气轮机是第二代能源供应系统主要特征的表现。作为一种小型化、高效率和分散型的发电装置，他可能成为21世纪能源技术的主流。美国的能源专家称微型燃气轮机为第二代能源系统中的“个人电脑”，如个人电脑在互联网中的位置相当。具有极大的发展前景。我国微型燃气轮机主要潜在市场：建筑楼宇、小区、医院、车站、机场、金融、信息中心等国家重要设施；化工、木材加工、纺织等工艺用电、用热、用冷和用汽；农业设施的冷、热、二氧化碳供应；边防基地、军事设施等国防部门；西部开发、边远地区供电；城市垃圾处理场发电；通过模块式组装的微型燃气轮机群体中型电站；与燃料电池等先进技术联合发展下一代能源系统；汽车混合动力系统等。2）其次，天然气资源的充足供应，为微型燃气轮机发电提供了充足的能源保障。就天然气供给来说，过去大多会将我国的能源资源国情描述为“少油气多煤炭”，而如今随着一系列规划和勘探报告的问世，“缺气”的局面未来或会得到改观。首先，常规天然气产量持续增长，据统计已由2000年的300亿立方米左右增至2011年的1000亿立方米，年均增速在13%左右。其次，非常规天然气开发潜力巨大，远景资源量达到常规天然气的4倍左右。日前发布的《全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选》成果显示，我国页岩气可采资源潜力为25万亿立方米。除了页岩气，煤层气的开发也令人振奋。根据《煤层气（煤矿瓦斯）开发利用“十二五”规划》，2015年，煤层气（煤矿瓦斯）产量达到300亿立方米，新增煤层气探明地质储量1万亿立方米。在天然气供给不断增加的同时，输送通道的建设也随之跟上，我国天然气管网和LNG终端建设近年来实现快速发展，已基本形成了“西气东输，海气登陆”的供应格局。根据国家规划，到2012年我国沿海城市将建立12个LNG进口接收站，总量3500万吨，形成辐射东南沿海主要进口地的LNG接收网络。3）政策支持2012年底。国务院常务会议召开审议通过了《能源发展“十二五”规划》，明确提出重点任务之一“推动能源供应方式变革。大力发展分布式能源，推进智能电网建设，加强新能源汽车供能设施建设。”同时规划提出“加强国内资源勘探开发。安全高效开发煤炭和常规油气资源，加强页岩气和煤层气勘探开发，积极有序发展水电和风能、太阳能等可再生能源。”页岩气和煤层气的勘探开发为发展分布式能源提供了有力的资源保障。2011年10月，国家发改委、财政部、住建部、国家能源局联合发布了《关于发展天然气分布式能源的指导意见》，明确提出在“十二五”期间建设1000个左右天然气分布式能源项目，并建设10个左右各类典型特征的分布式能源示范区域，争取到2020年，实现装机规模5000万千瓦。上海市在2008年出台的项扶持政策。上海市发展改革委等五部门制订《上海市分布式供能系统和燃气空调发展专项扶持办法》（沪府办发〔2008〕48号），加大了对三联供项目的支持力度，纳入市推进计划的单机规模1万千瓦及以下的分布式供能系统项目和燃气空调项目的单位，分布式供能系统按1000元/千瓦补贴，燃气空调按100元/千瓦制冷量补贴，补贴额相当于总投资的5～10%。经核