動力發電家族中的新秀微燃機
有資料顯示,大型設施用于變電站、輸電線路、供熱管網和換熱站等的投資巨大,因此,20世紀末,大型燃機發電/熱電廠(站)進入發展高峰后,將被分布式電源及其綜合式能源互聯網所替代。期間,小型、微型燃氣輪機便應運而生,這種采用較為傳統的技術和現代電子控制技術相結合的技術,使其可靠性、靈敏度大增。
微燃機是近一、二年才開發出來的,在美國,首次用在汽車上,非常小、無污染、無噪音,并便于搬運和安裝,不但能提供質優的熱、電、冷能源,而且其分布式的發電總效率可達80%以上(大型發電廠僅只35%)。
25~300KW采用軸流技術的微燃機。其基本原理是,通過一個鑄有葉輪,并和永磁電機轉子連接的轉子的高速旋轉,葉輪一側為壓縮機,另一側為燃燒室和動力葉片,如此來帶動發電機發電。為了減少阻力,轉子是浮在空氣軸承上運行的,可達15~6萬轉/分種。一個典型的用于熱電聯產的80KW微燃機,由微機透平、功率調節控制和熱回收裝置三部分組成,長為3米,寬0.8米,高2.0米,總重僅1.9噸。其用天然氣作動力燃料燃燒后,NOx、CO、CO2的排放均小于10PPm,不但易于安裝、方便靈活,而且在最佳狀態下平穩運行,正常操作情況下,每年只花4個小時進行維修即可,壽命可達3萬小時。
高速交流發電機的功率高、轉速高,目前正研制2000KW的發電機。有獨特的設計軟件,可根據用戶不同需求進行計算之,效率高達98%以上,每分種轉速可達50萬轉~1萬轉(是普通發電機轉速的150倍),而且,是用先進的計算機予以控制的。
微燃機是一種典型的用戶或現場能源系統,所使用的燃料為天然氣、煤制氣、液化石油氣和柴油等??捎糜跇怯?、酒店、汽車旅館、休閑娛樂健身中心(兼為游泳池補給熱水)、醫院診所、超級市場、社區、學校等工程項目提供現場電力、熱力、制冷等能源。它采用了無人值守的智能化自動控制技術,可以跟蹤頻率予以調節,且保證了安全。
微燃機的回熱器為選裝設備。回熱循環發電效率在25~28%,且其排煙溫度降低到300℃以下時,熱電綜合效率為75%左右。
小型、分散化、多功能的微型燃氣輪機的出現,將推動“第二代能源系統”的迅速發展,使現已形成的熱電企業逐步從純生產型和只提供熱力、電力的單一產品向服務型企業過渡,以知識型經營代替產品型經營。
目前,國家電力公司動力經濟研究中心、中國電機工程學會熱電專業委員會、中國能源網正著力籌組一個戰略聯盟,逐步在有條件的區域,推動以小型、微型燃氣輪機引發的“第二代能源系統”的形成,并以此迎接以“西氣東輸”為前奏的我國廣泛利用天然氣資源的到來。