航改型燃机在天然气分布式能源中的应用

GE 5MW-110MW 燃气轮机在分布式能源项目中的应用GE Power© 2016, General Electric Company.GE Proprietary Information - The information contained in this document is General Electric Company (GE) proprietary information. It is the property of GE and shall not be used, disclosed to others or reproduced without the express written consent of GE, including, but without limitation, in the creation, manufacture, development, or derivation of any repairs, modifications, spare parts, or configuration changes or to obtain government or regulatory approval to do so. If consent is given for reproduction in whole or in part, this notice and the notice set forth on each page of this document shall appear in any such reproduction in whole or in part. The information contained in this document may also be controlled by the US export control laws. Unauthorized export or re-export is prohibited.All relative statements are with respect to GE technology unless otherwise noted.介绍提纲✓GE公司燃机产品线概览✓6F.01燃气轮机技术应用✓6F.03燃气轮机技术应用✓GE航改型燃机技术应用✓GE油气小型燃机技术应用GE发电集团燃机产品概览50 Hz 单机容量 - 简单循环集约化能源应用60 Hz 单机容量 - 简单循环分布式能源应用Nova LT5 -1— 重新推出的5.5MW 小燃机Nova LT16— 全新研发的16MW 级先进燃机GE10-1 MS5001PAMS5002E —已经大量应用的燃机GE 油气集团小型燃机产品概览33.8MW26.8 MW16.5 MW11.3 MW /与中航合作 MS 5002EMS 5001 Nova LT16 GE 10-1 29% 37%29% 37% 31% 效率 单轴 双轴5.5 MW /与中航合作 Nova LT 5-131%6F.01 燃气轮机技术及应用Imagination at work.。

第33卷第3期2020年9月Vol.33No.3Sep.,2020《燃气轮机技术》GAS TURBINE TECHNOLOGY分布式能源用SGT-700工业型燃气轮机与LM2500+G4航改型燃气轮机对比分析刘志敏1,谢大幸2,石永锋1（1.上海华电闵行能源有限公司，上海201104；2.华电电力科学研究院有限公司，杭州310030）摘要:为推进分布式能源项目用30MW等级燃气轮机选型工作，以Siemens公司典型工业型燃气轮机SGT-700和GE公司典型航改型燃气轮机LM2500+G4为研究对象，从结构特点、热力性能、污染物排放特性、燃料适应性、启动及运行特性、供热（冷）能力、检修维护等方面综合对比分析分布式能源用SGT-700工业型燃气轮机与LM2500+G4航改型燃气轮机的优缺点，为30MW等级分布式能源用燃气轮机主机选型提供参考依据。

LM2500+G4燃气轮机对于分布式供能方面具有一定的优势,SGT-700燃气轮机在检修维护上具有一定的优势。

关键词:分布式能源;工业型燃气轮机;航改型燃气轮机;30MW等级;选型;对比分析中图分类号:TK479文献标志码:A文章编号：1009-2889（2020）03-0008-06分布式能源系统（distributed energy system,DES）包括冷热电联产及热电联产等系统，可实现能的梯级、高效利用［1-2］。

区域分布式供能系统主要提供工业冷、热、电负荷,多采用轻型/中小型燃气轮机，可配置背压或抽凝式汽轮机构成联合循环实现热（冷）电联产［3］$燃气轮机是分布式能源系统的核心动力部分，目前主流的分布式能源用燃气轮机主要工型燃气轮机型燃气轮机$工型燃气轮机继承了发电和工业驱动设备的特点，工况稳定，维护间隔时间长，生产企业多出自汽轮机厂商;主流的航改型燃气轮机从航空发动机基础上改型而来，其轻质设计使其能够在高热应力梯度下有效运行，能在基本负荷和频繁启停时均保持高效稳定运行⑷$主流的30MI等级燃气轮机主要Siemens公司的SGT-700燃气轮机，GE公司的LM2500+G4航改机和MHPS公司的H-25燃气轮机。

第３２卷㊀第２期２０１９年６月«燃㊀气㊀轮㊀机㊀技㊀术»ＧＡＳＴＵＲＢＩＮＥＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶｏｌ ３２㊀Ｎｏ ２Ｊｕｎ.ꎬ２０１９收稿日期:２０１８￣０６￣２１㊀改稿日期:２０１８￣０８￣０２作者简介:刘培军(１９７４ )ꎬ男ꎬ湖北洪湖人ꎬ高级工程师ꎬ硕士ꎬ现主要从事燃气轮机研制和维修工作ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｌｉｕｐｅｉｊｕｎ＠ｙｅａｈ.ｎｅｔꎮ我国航改型燃气轮机发展现状及建议刘培军１ꎬ李辉全２ꎬ张凤梅２ꎬ谷思宇３ꎬ李顺勇４(１.中国科学院工程热物理研究所ꎬ北京㊀１００１９０ꎻ２.青岛中科国晟动力科技有限公司ꎬ山东㊀青岛㊀２６６４００ꎻ３.中国石油管道有限公司ꎬ河北㊀廊坊㊀０６５０００ꎻ４.中国石油西南管道公司ꎬ昆明㊀６５０２１７)摘㊀要:针对我国航改型燃气轮机的发展问题ꎬ首先从航改型燃气轮机和重型燃气轮机两个方面介绍了我国燃气轮机发展现状ꎬ分析了我国燃气轮机发展存在的问题ꎬ借鉴国外燃气轮机发展的经验ꎬ对我国发展航改型燃气轮机提出了建议:１)明确发展方向㊁优选攻关机型ꎻ２)军民融合㊁综合利用国内现有资源ꎮ关㊀键㊀词:航改型燃气轮机ꎻ发展ꎻ建议ꎻ军民融合中图分类号:ＴＫ４７２㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００９￣２８８９(２０１９)０２￣０００８￣０６㊀㊀燃气轮机被誉为 制造业皇冠上的明珠 ꎬ是各种类型航空喷气发动机及其衍生燃气轮机㊁重型(发电)燃气轮机㊁车辆与工业驱动燃气轮机㊁舰船动力燃气轮机及各种微型燃气轮机的总称[１]ꎮ燃气轮机与航空发动机在技术上一脉相承ꎬ轻型燃气轮机大部分由航空发动机改型研制ꎬ重型燃气轮机移植航空发动机技术研制[２]ꎬ航改型燃气轮机与原型航空发动机零件９０％以上是相同的ꎮ航改型燃气轮机主要应用于管线动力㊁循环发电和舰船等ꎬ目前中国石油管道已经安装的燃驱机组主要为德国西门子公司(ＳＩＥＭＥＮＳ)生产的ＲＢ２１１(原罗尔斯 罗伊斯公司生产ꎬ２０１４年德国西门子公司收购了其航改型燃气轮机和压缩机业务)和通用电气公司(ＧＥ)生产的ＬＭ２５００＋ＳＡＣ两型航改型燃气轮机ꎮ在国家发改委发布的天然气十三五规划中ꎬ我国的预计目标为到２０２０年ꎬ天然气占一次能源消费量的比例由２０１５年的５.９％ꎬ提高至８.３％~１０.０％ꎬ这其中的需求增量主要来自大气污染治理重点地区的气化工程㊁天然气发电及分布式能源工程㊁交通领域气化工程和节约替代工程等四大利用工程[３]ꎮ初步估计ꎬ２０２０年天然气发电装机将达到１.１亿ｋＷ以上ꎮ预计到２０２０年ꎬ我国将在规模以上城市进行天然气分布式能源的推广与普及ꎬ力争总装机规模达到５ˑ１０４ＭＷ[４]ꎮ由于中小功率的航改型燃气轮机在启停速度㊁单循环热效率㊁安装等方面都具有非常显著的优势ꎬ因此分布式能源主要采用中小功率的航改型燃气轮机[５]ꎮ未来十年ꎬ仅能源电力行业ꎬ燃气轮机的国际需求就高达５０００亿美元ꎬ如果考虑船舶和制造业等领域的需求ꎬ整个市场规模有望突破万亿美元大关ꎮ１㊀我国燃气轮机发展现状１.１㊀重型燃气轮机二十一世纪初ꎬ我国以 打捆招标㊁市场换技术 的方式ꎬ先后三次共引进了Ｆ级重型燃气轮机与Ｅ级重型燃气轮机５０多套ꎬ引进公司主要为美国通用电气公司(ＧＥ)㊁日本三菱公司(ＭＨＩ)和德国西门子公司(ＳＩＥＭＥＮＳ)ꎬ由哈汽 美国通用电气㊁东汽 日本三菱㊁上汽 德国西门子㊁南汽 美国通用电气四个联合体进行国产化制造ꎬ国产化机型为ＳＧＴ５－２０００Ｅ/４０００㊁Ｍ７０１Ｆ和Ｖ９４.３Ａ等[６－８]ꎬ由于国内主机厂商掌握的技术主要是燃气轮机分解装第２期我国航改型燃气轮机发展现状及建议配㊁冷端零件代加工㊁部分热端部件的代加工和外围的辅助系统配套ꎬ引进的技术中不包括燃气轮机的整机设计技术㊁热端关键件制造技术和控制系统技术ꎬ所以国内重型燃气轮机市场被国外企业垄断的局面没有任何改变ꎮ重型燃气轮机的分解和装配技术含量不高ꎬ在运行现场就能操作ꎻ冷端零件㊁部分热端零件的代加工和外围辅助系统配套也是依据外商的图纸进行的ꎬ不掌握知识产权ꎻ热端关键部件修理方面ꎬ国内目前有三家合资公司ꎬ分别是:通用电气 哈动力 南汽轮能源服务(秦皇岛)有限公司㊁华瑞(江苏)燃机服务有限公司和三菱重工东方燃气轮机(广州)有限公司ꎬ基本实现了重型燃气轮机热端关键零件修理本地化ꎬ但维修利润仍然主要掌握在外商手中ꎮ２０１４年ꎬ上海电气公司收购了意大利安萨尔多公司４０％的股份ꎬ成立了上海电气燃气轮机有限公司(ＳＧＣ)和上海安萨尔多燃气轮机科技有限公司(ＡＧＴ)两家合资公司ꎬ引进了重型燃气轮机的设计研发㊁制造和服务技术ꎬ为重型燃气轮机全面国产化创造了条件ꎬ下一步的关键是上海电气的技术人员能否全面消化吸收燃气轮机的设计技术㊁热端关键零部件的制造技术和控制技术ꎬ并在此基础上进行创新ꎮ上海电气公司希望用５~１０年的时间ꎬ真正掌握重型燃气轮机的设计技术㊁热端关键部件制造技术和控制技术ꎬ具备对现有机型进行优化㊁改进㊁升级和自主开发新型燃气轮机的能力ꎻ掌握重型燃气轮机的服务技术ꎬ具备为用户提供个性化定制服务的能力ꎻ具备为用户提供燃气蒸汽联合循环整体解决方案的能力ꎮ１.２㊀航改型燃气轮机我国航改型燃气轮机的发展起步于２０世纪５０年代ꎬ主要以前苏联的技术为基础进行仿制㊁测绘㊁研发㊁设计和实验ꎮ我国借用前苏联的技术仿制生产过ＷＰ５－ＷＰ８ꎬ在此基础上自主设计过ＷＰ１３Ａ和ＷＳ１３ꎬ１９７６年花费５亿英镑购买了英国罗尔斯 罗伊斯公司(ＲＲ)的ＳＰＥＹＭＫ２０２全套技术ꎬ在消化吸收的基础上研制了ＷＰ１４和ＷＳ９ꎬ借鉴俄罗斯的ＡＬ３１Ｆ和ＳＮＥＣＭＡ公司的ＣＦＭ５６发动机的技术研制了ＷＳ１０和ＷＳ２０ꎬ借鉴俄罗斯的技术目前正在研制的有ＷＳ１５和ＷＳ１８Ａꎮ这些航空发动机全部用于军用ꎬ但我国尚不能批量制造性能稳定的用于第四代和第五代战斗机的发动机ꎬ航空发动机产业与欧美相比仍有较大差距ꎮ目前形成批量生产的只有１９９３年从乌克兰引进的舰用燃气轮机ＧＴ２５０００ꎬ１９９８年开始以ＱＣ２８０型号进行国产化ꎬ在２００３年装备０５２Ｂ 武汉 驱逐舰试用ꎬ目前ＱＣ２８０已交付７０多台ꎬ返厂修理周期为５０００ｈꎬ而欧美同功率级别的燃气轮机返厂维修周期达到２５０００ｈꎬ两者差距较大ꎬ该型燃气轮机的稳定性也远不如欧美的产品ꎮ２００９年４月ꎬ国家能源局在沈阳召开天然气长输管道关键设备国产化工作会议ꎬ确定开展以西气东输二线工程建设为依托的燃驱压缩机组等天然气长输管道站场关键设备研制工作ꎮ对舰用ＧＴ２５０００的燃烧室㊁燃料喷嘴等进行设计改进ꎬ适用于天然气燃料ꎬ与国产离心压缩机及辅助系统配套使用[９]ꎬ２０１４年９月通过国家能源局组织的新产品专家鉴定[１０]ꎬ该机组目前已安装于烟墩压气站和衢州压气站ꎬ正在开展工业性试验ꎮ前期出现了一台轴流压气机叶片断裂导致压气机全部损坏ꎬ所以还需要花大力气研究ＧＴ２５０００设计存在的缺陷ꎬ因为当年乌克兰转让该燃气轮机的全套制造技术时ꎬ只生产了７台ꎬ并没有大规模的工业应用ꎬ还需要相关单位组织技术人员不断掌握外商的设计思想ꎬ针对工业试验出现的问题不断进行改进ꎬ真正做到不仅知其然而且知其所以然ꎬ掌握燃气轮机的设计技术ꎮ航改型燃气轮机国内主要用于长输天然气管道驱动ꎬ中国石油是ＬＭ２５００和ＲＢ２１１两个型号航改型燃气轮机的最大用户ꎬ迫于市场压力ꎬＧＥ公司和ＲＲ公司分别转让了两型燃气轮机的大修技术ꎬ包括燃气轮机的完全分解㊁装配和试车技术ꎬ零件的清洗㊁故检和除五大关键件(两级涡轮叶片㊁两级涡轮导向器叶片㊁燃烧室)以外的零件的修理技术ꎮ管道压缩机组维检修中心[１１]是中国石油下属单位ꎬ从事航改型ＧＥＬＭ２５００＋ＳＡＣ和ＲＲＲＢ２１１－２４Ｇ两型３０ＭＷ级燃气发生器大中修理㊁管道压缩机组远程监测与诊断服务㊁管道压缩机组运维技术服务和压缩机组运维人才培养任务ꎬ目前已经建立了两条修理生产线ꎬ培养了一个燃气轮机修理专业团队ꎮ西气东输各个地区公司积累了丰富的航改型燃气轮机的运行维护经验ꎬ经历了较多的故障排查过程ꎬ形成了自主的排故经验ꎬ基本摆脱了依靠外商现场服务的局面ꎮ９燃气轮机技术第３２卷㊀２㊀航改型燃气轮机发展存在的问题２.１㊀缺少核心技术燃气轮机的设计技术和试验技术不可能从国外企业引进ꎬ必须依靠我们自主研发ꎮ同时ꎬ燃气轮机不完全是设计㊁计算出来的ꎬ更为重要的是试验环节ꎬ主要包括涡轮㊁燃烧室㊁压气机等部件的性能试验以及整机的性能试验ꎮ这些试验环节不仅需要花费大量的资金ꎬ而且需要花费很长的周期ꎬ我国由于没有长时间的试验数据积累ꎬ基础技术薄弱制约了中国燃气轮机的快速发展[１２]ꎮ运行温度㊁运行压力㊁过载等问题一直制约着燃气轮机设计研发前进的步伐ꎬ解决这些问题的途径为ꎬ选用最先进的材料ꎬ采用最为适当的加工工艺ꎬ科学合理的设计与匹配以及正确的使用维护ꎮ近几年我国在材料和零件制造方面取得了一些进步ꎬ但在部件设计㊁系统集成和匹配㊁如何提高性能和可靠性方面仍然存在问题ꎮ随着燃气轮机燃气初温的提升ꎬ燃烧室的结构和材料以及排放㊁热声震荡㊁回火等在较低温度下没有暴露出来的这一系列问题都需要进行改进ꎬ因此ꎬ完善试验能力非常重要ꎮ要支持企业开展各个部件㊁单元体和整机试验ꎬ要反复试验㊁积累数据和经验㊁不断改进和完善设计ꎬ这需要大量的资金投入和长时间的试验ꎮ一般设计一款成熟的航空发动机大概需要２０~３０年ꎬ投入资金大概为数十亿美元ꎮ例如美国的 综合高性能涡轮发动机技术计划 (ＩＨＰＴＥＴ计划)ꎬ长达１６年ꎬ总投资为４５亿美元ꎮ２.２㊀研发力量分散ꎬ且没有与实践结合燃气轮机产业涵盖多个方面的专业领域ꎬ包括研发设计能力ꎬ金属材料制造加工能力ꎬ装配能力ꎬ试验能力等ꎬ需要不同专业领域人才的配合ꎬ以此形成从设备制造㊁材料制造到系统集成的整套产业链ꎮ这其中的设计㊁研发㊁制造㊁试验等各环节须整合国内各专业领域资源共同攻克ꎬ才能形成具有我国自主知识产权的燃气轮机ꎮ我国在２０１１年确定了燃气轮机和航空发动机两机专项ꎬ国内的许多企业㊁高校与科研院所(包括清华大学㊁上海交通大学㊁上海电气集团㊁东方电气集团等)成立了专门的燃气轮机研究院ꎬ其他科研院校也都相继成立了与燃气轮机研究以及发展密切相关的技术团队ꎮ但是截止到目前ꎬ进行燃气轮机研发的科研机构㊁高等院校㊁制造厂商都是分散着去努力ꎮ这些科研机构和企业分属于不同的行业ꎬ目前并没有具体措施将其进行整合ꎬ直接影响了 两机专项 中燃气轮机方面的实质性推进进程ꎬ这是目前燃气轮机产业发展需要改进的方面ꎮ此外ꎬ一些高校和科研院所开展了燃气轮机材料方面的课题研究ꎬ其研究成果在项目结题之后便就此搁置ꎬ并未将其应用于实际生产中ꎬ也很难找到相应的研发型号去实践ꎮ我国的燃气轮机主机厂商也处于竞争状态ꎬ厂商之间没有联合合作ꎬ这使得原先就比较薄弱的研发力量更加分散ꎬ也造成了许多重复性工作ꎬ这是目前行业体制上亟待解决的问题ꎮ现阶段ꎬ高等科研院校和科研院所必须与生产企业紧密结合联系才能形成合力ꎬ企业生产实践过程中的很多难题应有组织地分解到相关的研究机构和高等院校中ꎬ与此同时高等科研院所也应该主动深入企业ꎬ从企业实践生产所遇到的问题中提炼课题ꎬ并将科研课题成果转化为实际生产力ꎬ才能在整机设计上有较大的改进ꎮ我国 两机专项 的发起人师昌绪院士在研发九孔涡轮叶片的征程中ꎬ也是在贵州黎阳工厂长达一年多时间ꎬ与工厂技术人员和工人探讨每一项工艺和工序的改进ꎬ在实践中不断总结经验ꎬ最终成功研发制造出我国具有自主知识产权的九孔涡轮叶片ꎮ目前我国的各个科研院所与工厂是脱节的ꎬ科研人员没有与工厂技术人员和工人形成联动ꎬ理论和实践是脱节的ꎬ长期下去可能阻碍燃气轮机行业的发展ꎬ只有将这些研发力量整合起来ꎬ并且与工厂紧密结合形成推动行业前进的合力ꎬ才能推动燃气轮机行业健康发展ꎮ２.３㊀攻关机型技术落后我国目前所发展的大部分机型是借用俄罗斯的技术ꎬ由于设计思路的不同ꎬ俄罗斯的发动机的使用寿命明显要低于欧美的发动机ꎬ我国仿制或研制的发动机又略低于俄罗斯发动机的使用寿命ꎮ欧美的发动机中只有ＳＰＥＹＭＫ２０２是完整转让了技术ꎬ但它是ＲＲ公司二十世纪七十年代淘汰的产品ꎬ目前我国生产的ＷＳ９的使用寿命要略低于ＲＲ公司当时的水平ꎬＷＳ１０结合了俄罗斯和欧美的技术ꎬ但是目前发动机批量生产后质量还处于不稳定状态ꎬ还需要在使用的过程中总结经验ꎬ不断改进设计ꎬ确保ＷＳ１０能成为我国一款成熟的航空发动机ꎮ彻底改变我国军用航空发动机长期依赖采购俄罗斯发动机的历史ꎮ在民用航空发动机ꎬ我国目前还没有一款自己０１第２期我国航改型燃气轮机发展现状及建议生产的定型发动机ꎬ中国商发２００８年成立ꎬ目前攻关的机型主要有ＣＪ１０００和ＣＪ２０００ꎬ选择欧美的发动机为基础的技术方向上没有问题ꎬ需要长时间的试验才能不断完善设计ꎮ燃气轮机目前只是全部引进了乌克兰的ＧＴ２５０００的制造技术ꎬ并没有走完自主设计的全过程ꎬ加上这款机器在转让时只生产了７台ꎬ没有工业应用的长期积累ꎬ另外该款机器的效率和可靠性都较欧美的燃气轮机有很大的差距ꎬ所以前期选择的攻关机型技术落后也是制约我国燃气轮机快速健康发展的原因之一ꎮ３㊀国外发展燃气轮机的先进经验轻型燃气轮机通过航空改型发展的途径进行研发设计是一种最快捷㊁最经济㊁最可靠的发展途径ꎮ以燃气轮机为动力的舰船中有接近９５％的燃气轮机是航改型燃气轮机ꎮ如美国通用电气公司(ＧＥ)的ＬＭ２５００燃气轮机㊁英国罗尔斯 罗伊斯公司(ＲＲ)的ＷＲ－２１间冷回热燃气轮机㊁ＭＴ３０燃气轮机等ꎬ均由航空发动机改型发展而来ꎮ由于燃气轮机和航空发动机大部分的部件结构㊁整机系统㊁材料㊁装配工艺以及设计㊁制造㊁服务等体系可共享ꎬ所以航改型燃气轮机具有基础好㊁风险低㊁周期短和技术升级快等优势ꎮ这也是舰船用燃气轮机采用航空发动机改型的原因ꎮ美国通用电气公司(ＧＥ)在用于Ｂ－７４７/７６７和Ａ３１０/３３０飞机的ＣＦ６－８０Ｃ２发动机基础上ꎬ改型发展了ＬＭ６０００轻型燃气轮机㊁ＬＭＳ１００间冷循环燃气轮机以及ＭＳ９００１Ｇ㊁ＭＳ９００１Ｈ重型燃气轮机ꎬ充分体现出航改型燃气轮机的 一机为本㊁满足多用㊁缩短周期㊁节约成本㊁衍生多型㊁形成谱系 的特点ꎬ这使得航空发动机具有了更长久的生命力ꎬ形成了更新换代的良好发展态势ꎬ也保证了燃气轮机的可靠性㊁先进性ꎬ而且显著缩短了燃气轮机的研制周期ꎬ节约了设计㊁研发㊁试验以及制造成本ꎮ目前国际上主要的３０ＭＷ级的航改型燃气轮机见表１ꎬ其中ＬＭ２５００和ＲＢ２１１比其他型号燃气轮机具有明显的优势ꎬ不仅出力和效率较高ꎬ同时还具有高稳定性和可靠性ꎮ表１㊀国际上主要的３０ＭＷ级的燃气轮机型号生产厂家增压比压气机级数输出功率/ＭＷ热效率/％空气流量/(ｋｇ ｓ－１)排气温度/ħ销售业绩/台ＲＢ２１１－２４ＧＳｉｅｍｅｎｓ２１.０７＋６２９.５３８.０９４.５４９１>６００ＬＭ２５００＋ＳＡＣ美国ＧＥ２３.０１７３０.７３９.７９１.２４９７>２０００ＧＴ２５０００乌克兰２１.８９＋９２６.７３６.５８９.８４６５>１００ＦＴ８美国ＰＷ２０.４８＋７２６.３３７.０８７.１４５０>４００ＧＴＵ－２５Ｐ俄罗斯２８.５６＋１１２５.０３９.５８５.０４５１>２００㊀㊀ＬＭ２５００燃气轮机是美国通用电气公司(ＧＥ)研制的一型航改燃气轮机ꎬ由航空涡轮风扇发动机ＴＦ３９(军用型)及ＣＦ６－６(民用型)改制而成ꎮ自１９７０年装备美国海军后ꎬ目前已有超过７００台ＬＭ２５００燃气轮机应用于美国海军的１７０余艘各类舰船中ꎬ而在全世界范围内ꎬ被用于３０多个国家海军的推进系统ꎬ舰船和工业应用超过２４００台ꎮ在工业中ꎬＬＭ２５００系列机组总运行时间已超过４０００万ｈꎻ在舰船中ꎬＬＭ２５００系列燃气轮机机组总运行时间已超过５０００万ｈꎬ由于该系列机组的高性能㊁高可靠性和高利用率ꎬ使得其他任何一型燃气轮机都无法达到并超越ＬＭ２５００系列ꎮ由于设计研发和制造燃气轮机的难度较大ꎬ目前的研究趋势为在已研制成功的燃气轮机的基础上进行升级改进ꎬ提高其性能ꎬ目前的ＬＭ２５００系列就是这一趋势的典型案例ꎮＬＭ２５００燃气轮机的功率为２５.１ＭＷꎬ热效率达３７.５％ꎬ以ＬＭ２５００燃气轮机为基础ꎬ逐步发展出了ＬＭ２５００＋和ＬＭ２５００＋Ｇ４燃气轮机ꎮＬＭ２５０００＋燃气轮机的功率为３０.２ＭＷꎬ热效率达３８.９％ꎻＬＭ２５００＋Ｇ４燃气轮机功率为３５.３ＭＷꎬ热效率达３９.１％ꎬ燃气轮机的功率和热效率都得到了不断地提高ꎮＲＢ２１１系列发动机是由英国罗尔斯 罗伊斯公司(ＲＲ)投入巨额资金研制的发动机ꎬ但这种发动机的研制进程并不顺利ꎬ并导致罗尔斯 罗伊斯公司破产被收为国有ꎬ到１９８７年ꎬ罗尔斯 罗伊斯公司重新归为私有ꎮＲＢ２１１发动机设计中体现了 三高 设计思想ꎬ即高涵道比㊁高增压比和高涡轮前温度ꎬ较第一代涡扇发动机(斯贝㊁ＪＴ３Ｄ)推力大增㊁耗油率大幅度降低ꎮＲＢ２１１系列发动机从研制至今ꎬ已经推出了多种型号ꎮ１９７２年４月ꎬＲＢ２１１－２２发动机装备洛克希德１１燃气轮机技术第３２卷㊀Ｌ－１０１１ 三星 客机ꎬ正式投入运营ꎮ经过重新设计风扇和中压压气机的ＲＢ２１１－２２发动机ꎬ形成了ＲＢ２１１－５２４系列变推力发动机ꎮ其中ꎬＲＢ２１１－５２４Ｂ㊁ＲＢ２１１－５２４Ｃ㊁ＲＢ２１１－５２４Ｄ三款机型主要装备洛克希德Ｌ－１０１１㊁波音７４７经典型飞机ꎻ推力更大的ＲＢ２１１－５２４Ｇ㊁ＲＢ２１１－５２４Ｈ两款机型主要装备波音７４７－４００飞机和波音７６７飞机ꎮ目前在役的ＲＢ２１１－５２发动机约有４８０台ꎬ其中包括４４０台ＲＢ２１１－５２４Ｇ/Ｈ及其升级型ＲＢ２１１－５２４ＧＴ/ＨＴꎮ以此为原型机的ＲＢ２１１－２４Ｇ燃气轮机全球销量也超过６００台ꎮ所以以ＲＢ２１１为原型的系列发动机不仅衍生了多款成熟的航空发动机ꎬ也衍生出多款成熟的航改型燃气轮机ꎬ极大节约了研发经费和缩短了研制周期ꎬ让企业的最初研发技术焕发出了强大的生命力ꎮ目前ꎬＳｉｅｍｅｎｓ公司正在推广的工业燃气轮机还有ＲＢ２１１－Ｇｚ和ＲＢ２１１－ＧＴ３０等ꎮ４㊀对我国航改型燃气轮机发展的建议燃气轮机作为高科技的载体ꎬ国家高度重视行业发展ꎬ在２０１６年的全国两会期间ꎬ发改委公布 十三五 规划纲要ꎬ提出的１００个重大项目中ꎬ航空发动机与燃气轮机项目居于首位ꎮ２０１６年ꎬ在国家发展改革委㊁工业和信息化部㊁国家能源局共同组织编制的«中国制造２０２５－能源装备实施方案»中对燃气轮机的发展进行了详细规划ꎮ２０１６年８月２８日ꎬ中国航空发动机集团在北京挂牌成立ꎬ将整合全国的航空发动机研发力量ꎬ在发动机设计㊁整机实验验证㊁关键零件的制造和修理等核心技术上进行科研攻关ꎮ因此ꎬ在航空发动机㊁航改型燃气轮机的研发制造方面ꎬ建议以下两点:４.１㊀明确发展方向ꎬ优选攻关机型航改型燃气轮机可以最大程度的继承航空发动机的资源ꎬ具有节约资金成本㊁缩短研发周期㊁降低风险等诸多优势ꎬ是燃气轮机发展的一个最重要方向ꎮ在已研制成功的燃气轮机的基础之上ꎬ通过不断地升级改进ꎬ逐步改型派生出一系列的燃气轮机ꎬ这样不仅赋予了原型燃气轮机强大的生命力ꎬ而且也形成了更新换代的良性发展态势ꎬ同时也保证了后续燃气轮机研制试验的稳定可靠性㊁低风险㊁低成本㊁短周期ꎮ由于俄罗斯的发动机在使用寿命和稳定性方面要明显低于欧美发动机ꎬ从转为民用的航改型燃气轮机着手ꎬ借鉴欧美的先进发动机技术是更好的发展方向ꎮ国外企业升级燃气轮机的基本策略是保留并利用原型机的先进设计㊁结构㊁高性能的材料和涂层ꎬ在原型机的可靠性和利用率的基础之上ꎬ采用十分保守㊁很低风险的设计途径ꎬ以此来升级改进㊁加大功率ꎮ我们可以借鉴其先进经验ꎬ选择现有先进机型来攻关ꎬ并在该机型的基础上发展我国具有自主知识产权的航空发动机与航改型燃气轮机ꎮ４.２㊀军民融合ꎬ综合利用国内现有资源在２０１５年３月１２日举行的中国十二届全国人大三次会议解放军代表团全体会议上ꎬ我国第一次明确提出: 把军民融合发展上升为国家战略 ꎮ 十三五 规划明确提出ꎬ 实施军民融合发展战略ꎬ形成全要素㊁多领域㊁高效益的军民深度融合发展格局 ꎮ在民用领域像燃气轮机等国产高端装备的发展一直面临着工业试运行机会少㊁市场推广难的困境ꎬ严重制约了其发展ꎬ燃气轮机在民用领域的应用及市场推广作为国家战略予以支持ꎬ以真正实现其军民融合发展ꎬ是兴国之举㊁强军之策ꎮ我国从事航空发动机和燃气轮机的研发团队可以充分利用中石油的平台以及全国各地科研院所以及厂家的现有资源ꎬ深入消化航空发动机和燃气轮机的的设计思想ꎬ思考已有的设计改型文件ꎬ建立压气机㊁燃烧室和涡轮的试验台ꎬ通过实验积累数据ꎬ利用试车台的试验数据不断摸索不同的设计改动对燃气轮机性能和可靠性的影响ꎬ利用燃气轮机站场应用数据对设计改进进行验证ꎬ根据验证结果再去总结设计经验ꎬ争取做到不仅知其然而且知其所以然ꎬ尽快研制出自主知识产权的航改型燃气轮机ꎬ大幅度缩短母型机的研制时间ꎬ然后在此基础上缩小㊁放大㊁增加燃气初温㊁改善冷却效果㊁增加涂层耐高温程度ꎬ设计出涵盖１０~５０ＭＷ不同功率等级的燃气轮机ꎮ５㊀结语目前ꎬ我国航改型燃气轮机产业与欧美相比仍有较大差距ꎮ现阶段燃气轮机的设计技术和试验技术不可能从国外企业引进ꎬ必须依靠我们自主研发ꎮ我国核心技术缺乏ꎬ相关技术研发力量分散ꎬ且没有与实践结合ꎬ同时攻关机型技术落后等问题制约着我国燃气轮机产业的发展ꎮ针对以上问题文中对我国发展航改型燃气轮机提出了建议:１)明确发展方向㊁优选攻关机型ꎬ２)军民融合㊁综合利用国内现有资源ꎮ２１第２期我国航改型燃气轮机发展现状及建议参考文献:[１]蒋洪德ꎬ任静ꎬ李雪英.重型燃气轮机现状与发展趋势[Ｊ].中国电机工程学报ꎬ２０１４ꎬ２９(３４):５０９６￣５１０２.[２]李孝堂.加快发展保障能源安全的载体装备 研制自主知识产权燃气轮机的战略意义[Ｊ].开放导报ꎬ２０１７ꎬ１０(５):２９￣３３. [３]王震㊁薛庆.充分发挥天然气在我国现代能源体系构建中的主力作用 对«天然气发展 十三五"规划»的解读.天然气工业ꎬ２０１７ꎬ３７(３)::１￣８.[４]景春梅.中国能源环境政策最新进展[Ｊ].国际石油经济ꎬ２０１３(４):６５￣６７.[５]秦渊ꎬ陈昕ꎬ王华超.分布式能源站燃气轮机的选择[Ｊ].燃气轮机技术ꎬ２０１３ꎬ２６(２):３４￣３８.[６]张岳飞ꎬ王伟莉.ＳＧＴ５￣２０００Ｅ/４０００Ｆ燃气轮机国产化发展现状[Ｊ].热力透平ꎬ２０１４ꎬ４３(３):２３１￣２３３.[７]马少林ꎬ王为民.Ｍ７０１Ｆ重型燃气轮机国产化研制[Ｊ].电力设备ꎬ２００６ꎬ７(１０):１７￣２０.[８]陈富新.Ｖ９４.３Ａ燃气轮机国产化制造工艺分析与探讨[Ｊ].热力透平ꎬ２００５ꎬ３４(１):４８￣５４.[９]黄泽俊ꎬ高顺华ꎬ王世君.我国天然气管道核心装备国产化进程及应用展望[Ｊ].天然气工业ꎬ２０１４ꎬ３４(７):１￣６.[１０]谭东杰ꎬ李柏松ꎬ杨晓峥ꎬ等.中国石油油气管道设备国产化现状和展望[Ｊ].油气储运ꎬ２０１５ꎬ３４(９):９１３￣９１８.[１１]刘培军ꎬ谷思宇ꎬ常维纯ꎬ等.压缩机组维检修中心可持续发展的若干问题探讨[Ｊ].油气储运ꎬ２０１７(１):１２０￣１２５.[１２]李孝堂.燃气轮机的发展及中国的困局[Ｊ].航空发动机ꎬ２０１１ꎬ３７(３):５￣１１.ＣｕｒｒｅｎｔＳｔａｔｕｓａｎｄＳｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓｏｆＣｈｉｎａ ｓＡｅｒｏＤｅｒｉｖａｔｉｖｅＧａｓＴｕｒｂｉｎｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＬｉｕＰｅｉｊｕｎ１ꎬＬｉＨｕｉｑｕａｎ２ꎬＺｈａｎｇＦｅｎｇｍｅｉ２ꎬＧｕＳｉｙｕ３ꎬＬｉＳｈｕｎｙｏｎｇ４(１.ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｈｅｒｍｏｐｈｙｓｉｃｓꎬＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓꎬＢｅｉｊｉｎｇ１００１９０ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＴｓｉｎｇｔａｏＣＡＳＧｕｏＳｈｅｎｇＰｏｗｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＳｈａｎｄｏｎｇＱｉｎｇｄａｏ２６６４００ꎬＣｈｉｎａꎻ３.ＣｈｉｎａＰｅｔｒｏｌｅｕｍＰｉｐｅｌｉｎｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＨｅｂｅｉＬａｎｇｆａｎｇ０６５０００ꎬＣｈｉｎａꎻ４.ＣｈｉｎａＰｅｔｒｏｌｅｕｍＳｏｕｔｈｗｅｓｔＰｉｐｅｌｉｎｅＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＫｕｎｍｉｎｇ６５０２１７ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＩｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＡｅｒｏＤｅｒｉｖａｔｉｖｅＧａｓＴｕｒｂｉｎｅｉｎＣｈｉｎａꎬｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｇａｓｔｕｒｂｉｎｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎＣｈｉｎａｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｆｒｏｍｔｈｅａｓｐｅｃｔｓｏｆａｅｒｏｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｇａｓｔｕｒｂｉｎｅａｎｄｈｅａｖｙ￣ｄｕｔｙｇａｓｔｕｒｂｉｎｅꎬａｎｄｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｅｘｉｓｔｉｎｇｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＣｈｉｎａ'ｓｇａｓｔｕｒｂｉｎｅａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ.Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｏｆｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｇａｓｔｕｒｂｉｎｅａｂｒｏａｄꎬｓｏｍｅｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓａｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｅｒｏｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｇａｓｔｕｒｂｉｎｅｉｎｏｕｒｃｏｕｎｔｒｙ:Ｆｉｒｓｔꎬｔｏｍａｋｅｃｌｅａｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｄｉｒｅｃｔｉｏｎꎬｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｋｅｙｔｙｐｅｏｆｇａｓｔｕｒｂｉｎｅ.ＳｅｃｏｎｄꎬｔｏｉｎｔｅｇｒａｔｅｔｈｅｍｉｌｉｔａｒｙａｎｄｃｉｖｉｌｉａｎꎬａｎｄｔｏｍａｋｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｕｓｅｏｆｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎＣｈｉｎａ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ａｅｒｏｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｇａｓｔｕｒｂｉｎｅꎻｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔꎻｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓꎻｃｉｖｉｌ￣ｍｉｌｉｔａｒｙｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ３１。

考试序列号____论文题目：燃气轮机在分布式能源的应用及其效率优化课程名称：燃气轮机原理学院材料与能源学院专业班级 2012级热电2班学号 3112007145姓名陈志杰任课教师刘效洲2015 年12月19日目录0前言 (2)1燃气轮机 (3)2燃气轮机联产系统性能分析 (7)3冷热电三联产系统 (10)4分布式供能系统的特点 (15)5冷热电联产系统经济性分析 (19)6后续工作与展望 (21)燃气轮机在冷热电三联产的应用及其效率优化0前言分布式能源是世界能源发展的最新方向，通常都是多联产或多功能系统，其最主要的优点就是应用在冷热电联产中。

具有效率高、占地少、保护环境、变负荷特性灵活输电损失小、供电可靠性高、初投资低等优点。

作为分布式能源系统中的重要动力装置，以天然气为燃料的燃气轮机热电联产技术近年来发展迅速。

该系统不仅产出电能，还将发电后低品味的余热用来供热，大大提高了能源利用率，具有良好的社会效益、节能效益和环境效益。

燃气轮机热电联产系统既可以单独使用，承担给一栋大楼或一个小区同时提供热、电两种能量的任务;更可作为分布式电源的一种，以一个子系统的身份和其它的分布式电源一起在分布式能源系统中发挥作用。

“以电定热”和“以热定电”是燃气轮机热电联产系统两种常见的运行方式，两种运行方式各有其优缺点，具体选择哪种，要看哪种负荷对系统更重要和更有后备保障支持来决定。

对于热电联产，要解决的最关键问题就是尽可能满足用户在不同时段对热电的需求变化，也就是要合理解决联产系统热电产出比和用户对热电的需求比之间的矛盾，以使联产系统达到最佳的一次能源利用效率。

文章首先从理论角度对热电联产的节能机理进行了分析，并与热电分产进行了比较。

之后，在对联产系统“以电定热”和“以热定电”两种运行方式进行定量比较的基础上，提出了将燃气轮机热电联产系统与相关辅助设备结合以解决热电供需不平衡问题的优化方案，并通过相关算例证实了其合理性。

燃气轮机在分布式能源中应用技术解决方案Agenda•Solar Turbines Inc. Introduction 索拉透平国际公司简介•New Development of Gas TurbineTechnology燃气轮机新技术开发•Projects of CHP热电联供案例介绍Solar Turbines Inc. Introduction 索拉透平公司介绍Solar Turbines Inc. 索拉透平公司•Based in San Diego California总部在美国加州圣地亚哥•In business since 1927 成立于1927年•More than 15450 units operating in 120countries 超过15,450台燃气轮机运行在世界120个国家•Over 2.5 billion fleet operating hours 超过25亿小时的运行时间•World leading manufacturer of industrial gasturbines (1 to 22MW) and compressors 世界领先的工业型燃气轮机和压缩机制造商(1 to 22MW)•Subsidiary of Caterpillar Inc. since 1981 从1981年成为卡特彼勒的子公司Products of Gas Turbines 产品介绍SATURN1.2MWCENTAUR 3.5 –4.6MWTAURUS 5.6-7.5MWMARS9.5 –10.7MWTITAN15 –22 MWMERCURY4.6MW运行业绩ExperienceNew Development of Gas Turbine Technology燃气轮机新技术开发GT New Development•Low NOx combustion system, ultra low NOx level (15ppm to 3-5 ppm) 低Nox 燃烧系统燃烧系统，，超低排放•Continuous development of high efficiency 持续向高效率发展•Wide range fuel development 向更加宽广燃料发展−From NG to COG, Landfill gas (medium Btu) 从天然气向焦炉煤气向焦炉煤气，，沼气沼气（（中热值中热值））延伸−To burn low Btu synthesis gas in small GT 在小型燃机内烧低热值合成气New Development of Gas Turbine Technology 燃气轮机新技术开发Mercury 50 advanced gas turbine system •4600 kW Output•38.5% Efficiency•5 ppm NOx•10 ppm CO•Exhaust Temperature 365°CRECUPERATED CYCLE OBJECTIVESSimple Cycle 简单循环COMPRESSOR TURBINECOMBUSTOR LOADRecuperated Cycle –Mercury 50水星50回热器循环RECUPERATORCOMPRESSORTURBINE COMBUSTOR AIR INLETAIR INLET EXHAUSTEXHAUST•Increase Pressure Ratio •Increase Firing Temperature •Reduce Cooling Flow•High Efficiency Components •Improved Thermal Efficiency •Lower EmissionsLOADADVANCED GAS TURBINE MERCURY 50 FLOW PATH水星50先进燃机流程COMBUSTOR TURBINE COMPRESSOR GEARBOXRECUPERATORTurbine Configuration Optimized for Recuperated CycleSynthesis Gas from coal, municipal waste or biomass. 用煤，城市生活垃圾或生物质制造合成气O2 blow gasification process. 纯氧气化工艺LHV 2000-2600 kcal/NM3. 燃气热值大约2000-2600大卡/NM3Low emission, high efficiency, low GHG. 低排放，高效率，低温室气体排放Almost zero dioxin, ash. 二噁英排放，飞灰排放几乎为零Solar is the leader of small GT in synthesis gas. 索拉是小燃机应用合成气开发的领导者3 Gas fuel systemDual gas injectorsmanifoldsThe packageincludes a special3 fuel valve gasfuel deliverysystemProjects of CHP燃气轮机热电联供案例介绍上海浦东国际机场•一台半人马座50(CENTAUR 50)发电机•天然气燃料• 4.6 MW (ISO)•11 ton/hr HRSG•蒸汽驱动吸收式空调•开始运行日期: 8/1999•每天运行16 小时VPIPG-00-015成都国际会展中心• 2 X Mars 100，1XT130& 1 XTaurus 60•天然气燃料天然气燃料，，直供气•总容量43MW(ISO)•带蒸汽吸收式空调•投运时间: 3/2005•全部电力和余热都在内部消化全部电力和余热都在内部消化，，经济效益明显•根据负荷根据负荷，，调整开机台数VPIPG-00-016马来西亚吉隆坡双峰塔• 2 X Mars 100•天然气燃料•2X 10.65 MW (ISO)• 2 X 35 t/hr HRSG• 3 X 5000 RT 汽轮机驱动制冷机• 3 X 5000 RT 电动机驱动制冷机•覆盖面积176万平方米•运行日期: 4/1998•连续运行VPIPG-00-017金红叶纸业• 1 x Taurus 70•热空气直接进入杨克缸进行干燥，尾气部分再进入余热锅炉•杨克缸上的天然气燃烧器关闭•用于高端卫生纸Savings: 15-20% in Energy costs4Xt130 COG 联合循环（80MW ）燃气热值4000 大卡/NM3每年减排CO2大约40万吨注水降低氮氧化物注水降低氮氧化物，，满足国家环保标准120 mg/NM3过去火炬排空过去火炬排空，，项目建成后相当于每天赚一辆奔驰E230特种燃料-焦炉煤气结束语•分布式能源要考虑供热半径分布式能源要考虑供热半径，，距离过大会严重制约投资回报•发出的电能最好在系统内消化掉发出的电能最好在系统内消化掉，，向电网卖电非特殊情况不要考虑况不要考虑，，并网不上网•考虑把CHP 设计成一套装置设计成一套装置，，而非传统的发电厂概念•除传统天然气外除传统天然气外，，固废燃料气化后的合成气是值得开发的重要市场的重要市场。

天然气分布式能源技术开发与应用方案一、实施背景随着全球能源结构的转型，天然气作为一种清洁、高效的能源，正日益受到广泛关注。

根据《BP世界能源统计年鉴》数据显示，2019年全球天然气消费量增长1.7%，而我国天然气消费量也持续增长了13.7%。

天然气分布式能源技术作为一种高效、环保的能源利用方式，具有很高的应用价值和发展潜力。

二、工作原理天然气分布式能源技术是指将天然气通过分布式能源系统进行梯级利用，实现能源的充分利用和分散式供应。

该技术采用了先进的燃气轮机或内燃机技术，将天然气高效地转化为热能和电能，同时排放的污染物和温室气体较少，具有很高的环保性能。

此外，该技术还可以根据用户需求进行定制，提供电力、蒸汽、热水等多元化能源服务，提高了能源利用效率。

三、实施计划步骤1. 市场调研：了解当地天然气分布式能源市场需求及竞争情况，为项目可行性分析提供依据。

2. 项目选址：根据市场需求和资源状况，选择合适的项目地点。

3. 方案设计：根据项目实际情况，进行天然气分布式能源系统方案设计。

4. 设备采购与安装：选择合适的设备供应商，采购并安装燃气轮机、内燃机、余热回收等设备。

5. 调试与试运行：完成设备安装后进行系统调试和试运行，确保系统的稳定性和可靠性。

6. 正式运营：在试运行成功后，正式投入运营，为周边用户提供多元化能源服务。

四、适用范围该技术适用于各类工业园区、商业中心、医院、学校等人口密集或能源需求较大的区域。

同时，对于能源供应紧张的地区，采用天然气分布式能源技术可以缓解能源供应压力，提高能源安全性。

此外，该技术还可应用于可再生能源发电系统中，作为调峰和备用电源，提高电力系统的稳定性。

五、创新要点1. 高效燃气轮机技术：采用先进的燃气轮机技术，提高天然气利用率和发电效率。

2. 余热回收技术：利用燃气轮机或内燃机排放的余热，通过余热回收系统转化为其他形式的能源，进一步提高能源利用效率。

3. 能耗综合管理：采用智能能耗管理系统，实时监控能源消耗和设备运行状况，实现能源的优化配置和节能减排。

上海煤气2019年第1期〈〈21天然气分布式供能系统在机场领域的应用上海机场（集团）有限公司 陈超寅上海燃气工程设计研究有限公司 胡 瑛 钟 怡 汤 羹摘要：天然气分布式供能系统具有节能减排、能源高效利用、经济可持续等优势，适用于机场领域。

以华东地区某枢纽机场为例，分析该机场已有分布式供能系统的运行现状，根据机场的负荷特点建立模型，并研究该机场扩建工程新增分布式供能系统的方案，该模型及方案可在其他机场领域内推广应用。

关键字：天然气 分布式供能系统 机场 节能减排天然气分布式供能系统可以降低能耗、减少碳排放量以及实现清洁能源的高效利用率，是目前建设可持续发展和低碳社会最有效的工具之一，在很多领域已得到广泛应用。

机场用能负荷较大且波动较小，非常适合建设天然气分布式供能系统，目前国内外已有较多大型枢纽机场建设天然气分布式供能系统，如国外的肯尼迪机场、吉隆坡机场、素万那普机场，国内的黄花机场和本文的华东某枢纽机场。

根据民航业节能减排“十三五”规划及华东某枢纽机场战略发展规划要求，该机场将深入推进绿色民航发展，全面降低能耗，减少碳排放，提高清洁能源利用率。

除不断优化已建成的天然气分布式供能系统外，机场在扩建T3航站楼时将考虑新增一套天然气分布式供能系统。

本文通过分析该机场原有天然气分布式供能系统运行现状及T3航站楼的用能特性，建立T3航站楼用能负荷模型，并由此进行新天然气分布式供能系统的设计。

1 原天然气分布式供能系统运行现状华东地区某枢纽机场于1999年在1#能源中心建设了一套天然气分布式供能系统，该系统设计采用“大集中、小分散”的方案，对地理位置相对集中的T1航站楼，商务办公、宾馆、货运、航空食品加工企业进行集中供能。

此分布式供能系统配置1台4 000 kW 燃气（油）轮机，1台11 t/h 余热蒸汽锅炉及4台双效蒸汽溴化锂机组。

此天然气分布式供能系统所发电量采用并网不上网的方式。

用能单位优先使用分布式供能系统产生的蒸汽，若提供的蒸汽过量则通过溴化锂机组制冷，蒸汽、冷量需求不足时通过调峰设备补给。

航改型燃机分布式能源系统蒸汽系统的优化随着全球能源需求快速增长，燃烧化石燃料所产生的碳排放已成为一个严重的环境问题。

为了应对这一问题，越来越多的人开始关注可再生能源的使用。

然而，可再生能源的不稳定性和不可预测性可能会限制其在能源市场中的应用。

因此，研究如何更好地利用可再生能源是非常必要的。

航改型燃机分布式能源系统是一个备受关注的系统，并已在实际应用中取得了一定的成果。

本文将讨论如何优化航改型燃机分布式能源系统蒸汽系统，以最大限度地利用可再生能源。

航改型燃机航改型燃机是一种能够利用天然气等混合燃料的高效热发电机组。

与传统的燃气轮机相比，它的发电效率更高，而且减少了对环境的影响。

航改型燃机还可以与可再生能源如太阳能、风能等进行组合，从而形成分布式能源系统，以更好地管理电网负荷。

蒸汽系统在分布式能源系统中，蒸汽系统是一项非常重要的组成部分。

它可以收集燃烧废气和蒸汽，用于发电和加热。

同时，蒸汽系统还可以通过利用排放热量或余热，将其转化为有用的能量，从而进一步提高整个系统的效率。

优化方案为了提高分布式能源系统的效率，我们需要优化航改型燃机分布式能源系统蒸汽系统。

以下是实现此目标的可能方案。

1. 最佳化蒸汽制造过程通过对蒸汽制造过程进行最佳化，可以在获得更多能量的同时，减少能量损失。

具体的措施可以包括减少传导和辐射损失，降低管道阻力，提高蒸汽压力、温度和流量等。

2. 优化燃烧废气的回收和利用燃烧废气和排放蒸汽的回收和利用是提高分布式能源系统效率的重要措施之一。

通过回收和利用这些废气和蒸汽，可以为系统提供更多的能量，同时减少对环境的影响。

3. 采用储能设备以平衡能量供需由于可再生能源的不稳定性，我们需要采用储能设备来平衡能量的供求情况。

这些储能设备可以是电池、储氢罐、超级电容器等。

通过使用这些设备，我们可以更好地管理能源存储和释放，有效平衡能量的需求与供给。

4. 采用先进控制系统分布式能源系统需要一个先进的控制系统来确保整个系统的高效运行。

天然气在航空领域的应用近年来，天然气逐渐成为航空领域的一项新兴能源，其应用前景备受关注。

天然气作为一种清洁、低碳的能源，具有丰富的储量与广泛的应用领域，被认为是未来替代传统石油航空燃料的主力之一。

本文将探讨天然气在航空领域的应用现状及发展潜力。

一、天然气在航空领域的应用现状目前，天然气在航空领域主要有两种应用方式：一是天然气为动力的航空发动机，二是天然气为燃料的航空发动机。

通过这两种方式，天然气在航空行业的应用正逐渐走向成熟。

1. 天然气为动力的航空发动机天然气为动力的航空发动机是指直接利用天然气进行燃烧来提供动力的发动机。

相比传统的喷气式发动机，天然气发动机具有热效率高、噪音低、排放少等优点，并且可以在高海拔和极地环境中运行。

目前，一些航空公司已经开始引入天然气发动机的试飞工作，取得了一定的成果。

2. 天然气为燃料的航空发动机天然气为燃料的航空发动机是指通过将天然气转化为液态天然气（LNG）或压缩天然气（CNG）作为燃料来驱动航空发动机。

与传统的航空燃油相比，天然气燃料具有更低的碳排放和减少有害气体排放的特点。

一些航空公司已经开始将部分飞机的燃料替代为天然气，以降低飞机的环境影响。

二、天然气在航空领域的发展潜力天然气在航空领域的应用具有巨大的发展潜力，主要体现在以下几个方面：1. 环境友好性天然气相比传统航空燃油，其燃烧排放的废气中二氧化碳和氮氧化物的含量更低，对环境的污染更小。

随着全球对环境问题的日益关注，将天然气作为航空燃料的使用将成为一种趋势。

2. 资源丰富性天然气是一种储量丰富的能源资源，许多国家拥有丰富的天然气储量。

将天然气应用于航空领域可以减少对传统石油资源的依赖，保障航空业的长期可持续发展。

3. 成本优势天然气作为一种较为廉价的能源，其价格相对稳定。

将天然气作为航空燃料可以降低航空公司的运营成本，提高航班效益。

4. 技术进步随着技术的不断进步，天然气在存储、输送和供应方面的技术正在不断完善，天然气作为航空燃料的技术难题也在逐渐解决。

天然气燃烧在航空领域的应用前景天然气作为一种清洁且高效的能源，其在航空领域的应用前景备受关注。

随着对环境友好型航空燃料的需求不断增加，天然气作为一种潜力巨大的替代燃料逐渐受到重视。

本文将探讨天然气在航空领域的应用前景及其相关挑战。

第一部分：天然气燃烧技术的发展近年来，随着航空业对环境友好的要求提高，天然气燃烧技术得到了广泛研究和应用。

天然气能够在低温和高温环境下稳定燃烧，同时可以提供高功率输出，这使得它成为一种理想的航空燃料。

天然气在航空领域的应用主要有两种形式：液化天然气（LNG）和压缩天然气（CNG）。

目前，LNG在长途飞行中的应用较为广泛。

航空公司开始使用液化天然气作为燃料，来减少航空燃料的消耗和碳排放。

而CNG则主要应用于短途飞行，例如地区航班和货运飞机。

第二部分：天然气在航空领域的优势与传统的航空燃料相比，天然气在航空领域具有诸多优势。

首先，天然气相对于石油燃料来说更加环保。

燃烧天然气排放的二氧化碳和氮氧化物的含量相对较低，能够显著减少航空业对全球温室气体的贡献。

其次，天然气在储存和运输过程中更加安全可靠。

LNG通过冷却和压缩可以变为液态，体积较小，便于储存和运输。

再次，天然气在价格上具有竞争优势。

随着天然气开采技术的进步，其价格相对稳定并且低于传统航空燃料的价格，有利于航空公司降低运营成本。

第三部分：天然气在航空领域的挑战尽管天然气燃烧技术在航空领域具有巨大的应用潜力，但仍然面临一些挑战。

首先是LNG和CNG的储存和供应链问题。

由于LNG需要在极低温下储存，运输和供应链的建设需要巨大的投资和技术支持。

其次，天然气燃烧技术需要更加完善的发动机和燃烧系统来适应天然气的特性。

这需要航空公司和发动机制造商进行深入合作和技术研发。

此外，由于天然气在航空领域的应用仍处于起步阶段，相应的法规和标准也需要进一步完善和制定。

第四部分：天然气在航空领域的未来发展方向尽管天然气在航空领域的应用面临一些挑战，但其发展前景仍然广阔。

燃气内燃机在楼宇型天然气分布式项目中的应用浅析摘要：通过对燃气内燃机的结构、余热来源、余热温度进行分析，研究燃气内燃机余热利用的方式，并以常州港华调度中心大楼的实际工程为例，探讨楼宇型天然气分布式项目的设备配置和燃气内燃机的容量选型依据。

关键词：燃气内燃机天然气分布式余热利用引言天然气分布式项目以天然气为原料，1000℃以上高温段能量用于发电，500℃以下中低温段能量用于制冷、采暖、产蒸汽等，实现能源梯级利用，综合利用率在70%以上[1]。

天然气分布式对打造以新能源为主的新型电力系统有着重要的补充作用[2]，由于靠近能源用户端，有效减少能源输送中的损耗，具有优异的节能性、经济性和环保性，它与分布式光伏、分布式风电、储能、能源控制系统等共同构成城市能源互联网。

楼宇型天然气分布式多用于医院、工厂、办公楼、商场等对电、冷、热都有需求的用能场景，一般采用燃气内燃机或微型燃气轮机，单机容量一般不超过10MW[3]。

燃气内燃机适用于单机容量在50kW到6MW的楼宇型天然气分布式项目，发电效率在35% 到45%之间[4]，余热利用效率高且利用模式多，在天然气分布式项目中得到广泛应用。

1燃气内燃机的结构燃气内燃发电机组除了发电机、控制柜外，原动机部分主要包括运动机构、配气机构、燃料系统、启动系统、点火系统、润滑系统和冷却系统。

空气经滤清器过滤后与天然气在配气室中混合，通过涡轮增压器增压，中冷器冷却后，由进气歧管分到每个气缸中，气缸内火花塞点火，混合气燃烧膨胀推动活塞做功。

天然气的化学能先转化为热能，后热能又转化为机械能，推动活塞做功带动连杆转动，连杆经联轴器带动发电机转子转动，机械能转化为电能输出，三相交流电输出后，经过并网柜接入用户用电侧。

楼宇型天然气分布式项目一般接入10kV或400V电网。

气缸中的高温烟气经过排气歧管和涡轮增压器换热后排出燃气内燃机。

2燃气内燃机的余热种类燃气内燃机的余热主要包括中冷水、缸套水和高温烟气。

燃气轮机在分布式能源系统中的应用及其对环境的影响研究研究主题：燃气轮机在分布式能源系统中的应用及其对环境的影响研究1. 研究问题及背景随着全球能源需求的增加和环境保护的要求，传统集中式能源系统面临着一系列的挑战。

分布式能源系统作为一种新的能源模式被广泛研究和应用。

在分布式能源系统中，燃气轮机作为一种高效、灵活的发电设备，被认为具有潜力满足分布式能源系统对电力的需求。

然而，在引入燃气轮机的同时，其对环境的影响也成为关注的热点问题。

本研究旨在探究燃气轮机在分布式能源系统中的应用，并分析其对环境的影响，为进一步推广分布式能源系统和燃气轮机的应用提供科学依据。

2. 研究方案方法2.1 数据采集首先，收集相关的燃气轮机和分布式能源系统的背景信息和技术发展现状，包括燃气轮机的工作原理、性能参数和适用范围，分布式能源系统的定义、组成和运行模式等。

其次，收集燃气轮机在分布式能源系统中的应用案例和实践经验，包括不同尺度、不同行业的应用情况，并获取其相关数据。

2.2 环境影响评估基于收集到的燃气轮机数据，采用环境影响评估方法对其在分布式能源系统中的环境影响进行分析。

主要包括以下几个方面：2.2.1 温室气体排放分析通过对燃气轮机不同工况下的燃烧特性和燃料消耗率等参数进行测试和分析，计算其二氧化碳、氮氧化物等温室气体的排放量。

结合分布式能源系统的特点，评估其对全球气候变化的影响。

2.2.2 大气污染物排放分析通过测量燃气轮机燃烧产生的颗粒物、硫化物、一氧化碳等大气污染物的排放浓度，分析其对环境空气质量的影响，并与国家相关排放标准进行对比。

2.2.3 声音影响评估对燃气轮机在运行过程中产生的噪音进行测试和分析，评估其对周边居民的声音影响，并与国家相关噪音标准进行对比。

2.3 数据分析和结果呈现通过对采集到的数据进行统计和分析，得出燃气轮机在分布式能源系统中的应用情况及其对环境的影响。

3. 结论与讨论综合分析燃气轮机在分布式能源系统中的应用及其对环境的影响，得出以下结论：3.1 燃气轮机在分布式能源系统中具有广泛的适用性和灵活性，能够满足不同尺度、不同行业的电力需求。

基于国产航改燃机的工业园区分布式能源站运行方案分析潘志勇;刘惠萍;黄峰;薛飞【摘要】目前,我国基于用户端的分布式能源系统发展已从试点走向全面推广应用阶段,但推广的技术经济服务瓶颈之一是量大面广的中小型燃气轮机国产化问题,而中国新型航空发动机为国产航改燃机提供了核心技术保障.以上海首个工业园区天然气分布式能源国产航改燃机应用的示范项目为例,重点对比分析了设备能源利用效率、多种设备组合运行、蒸汽过热度和燃机进风预热等因素对国产航改燃机的工业园区分布式能源站运行经济性的影响,以期为优化工业园区分布式能源系统设计和运行提供借鉴.【期刊名称】《电力与能源》【年(卷),期】2017(038)005【总页数】4页(P590-593)【关键词】分布式能源;航改燃机;工业园区【作者】潘志勇;刘惠萍;黄峰;薛飞【作者单位】上海同祺新能源技术有限公司 ,上海 201399;上海市发展改革研究院 ,上海 200032;上海同祺新能源技术有限公司 ,上海 201399;上海同祺新能源技术有限公司 ,上海 201399【正文语种】中文【中图分类】TM61在工业领域的分布式能源系统中，由于燃气轮机功率密度大、热电比高、维护工作少、运行成本低等特点，使燃气轮机成为工业型分布式能源的主要原动机。

目前中国已在燃气轮机、内燃机等原动机领域开展了持续的技术攻关，但部分领域仍以进口设备为主。

在原动机这一关键设备领域中我国尚未完全掌握核心技术，限制了国内燃气分布式能源行业的发展，但近年不断涌现的中国新型航空发动机为国产航改燃机提供了核心技术保障。

开发基于国产航改燃机的工业型天然气分布式能源技术价值主要体现在以下三点：系统研究国产航空燃机机型的再制造和再利用方式；形成国产航改型燃机分布式能源系统适应性改进与维护体系技术规范；建立基于工业区区域能源管理的多用户特征的微型智能能源网。

基于此，以针对工业园区清洁能源替代和企业转型升级的内在需求，基于航空燃气轮机技术研发可用于城市天然气分布式供能领域的陆用热电联产系统，并引入智能能源网的管理控制模式，实现工业区分布式能源系统运营维护的可靠性和经济性，为上海以及其他地区的工业园区清洁能源替代，分布式能源系统的推进提供技术、产业和运行经验都具有现实的意义。

航机改型燃气轮机的应用与发展苗森【摘要】本文围绕燃气轮机的应用等相关内容展开,分析航机改型燃气轮机的发展,探索其发展过程中需要解决的问题和未来的发展展望,进而推进航机改型燃气轮机的进一步发展,并深化其在各领域的应用.【期刊名称】《现代制造技术与装备》【年(卷),期】2017(000)008【总页数】2页(P128-129)【关键词】航机改型燃气轮机;发电用燃机;舰船用燃机【作者】苗森【作者单位】上海华电闵行能源有限公司,上海201108【正文语种】中文我国的航空发动机技术相对而言比较成熟。

与其他动力装置相比，航机改型燃气轮机的简单循环效率更高，安装更加简单方便，且在使用过程中对能源物质的消耗较少，环保效能高。

近年来，随着我国经济社会和科学技术的进一步发展，航机改型燃气轮机中融入了更多新材料和新工艺，大大提升了其在污染控制和节能方面的性能。

由此可见，航机改型燃气轮机具有广阔的应用前景。

经过近半个世纪的发展，航机改型燃气轮机技术取得了巨大进步。

如今，航机改型燃气轮机已经运用在发电、机械、舰船、坦克及机动车等领域。

1.1 发电方面的应用分析航机改型燃气轮机在发电方面的应用已有约70年。

经过漫长的发展和改进，航机改型燃气轮机各方面的性能都得到了很大提升。

将航机改型燃气轮机用于发电中，能够有效弥补蒸汽轮机的不足，且在环保、节能和成本耗费等方面优势明显。

在不同规模的电站中，使用航机改型燃气轮机，能够满足不同的用电需求。

当前，在可持续发展和环保节能发展理念的相关要求下，航机改型燃气轮机走向联合循环、热电联供以及IGCC等方向。

具体而言，在21世纪的电力工业中，航机改型燃气轮机的联合循环发电已经成为主力军。

煤电中，IGCC的清洁度更高，不仅能够降低发电费用，还能有效保护生态环境。

1.2 机械驱动方面的应用分析在我国的石油、天然气等化工领域，各种油气物质开采和输送的动力主要是航机改型燃气轮机提供。

航机改型燃气轮机不仅具备较高的可靠性，还具备较适宜的功率范围，并且在维修和安装方面比较便捷。

天然气分布式能源在某机场项目中的设计应用徐静静;张珍;杨竹;宋洪涛【摘要】以某机场分布式能源项目设计为例,分别从负荷分析、主设备选型、系统运行经济性等角度对天然气分布式能源系统设计进行了介绍,分析了机场冷、热、电负荷的变化特点及趋势,论证了机场应用分布式能源比传统供能方式具有较大优势.【期刊名称】《华电技术》【年(卷),期】2016(038)003【总页数】4页(P71-73,76)【关键词】分布式能源;机场;负荷分析;运行经济性【作者】徐静静;张珍;杨竹;宋洪涛【作者单位】华电分布式能源工程技术有限公司,北京 100070;华电分布式能源工程技术有限公司,北京 100070;华电分布式能源工程技术有限公司,北京 100070;国家能源分布式能源技术研发中心,北京 100070【正文语种】中文【中图分类】TM91自20世纪70年代能源危机以来，能源问题已成为世界科学家们重点关注的问题之一，尤其对于中国，如何实现能源、环境和经济的协调发展已成为困扰人们的重大课题。

分布式能源系统是相对于传统的集中式能源生产与供应模式(主要代表形式是大电厂加大电网)而言的，是靠近用户端直接向用户提供各种形式能量的中小型终端供能系统。

天然气分布式能源作为分布式能源的重要形式，以天然气为燃料，通过冷、热、电三联供等方式实现能源的梯级利用，综合能源利用效率在70%以上，是实现天然气高效利用和结构优化的重要途径。

目前，欧美国家正在启动“智慧能源”革命，天然气分布式供能是其核心技术。

分布式供能系统已被作为《国家科学技术中长期规划》能源领域四项前沿技术之一，同时也被列入我国战略性新兴产业发展规划，是实现“十二五”期间大幅节能的重要技术[1-3]。

机场的冷热负荷相对稳定，建筑物比较集中，负荷需求时间较长，适合采用天然气分布式能源的供能方式。

目前，国内外已有很多机场采用了天然气分布式能源的先进供能方式：国外有马德里Barajas机场、纽约JFK机场、底特律Mc Namara机场、米兰linate机场、伦敦Heathrow机场等，国内有长沙黄花机场、上海浦东国际机场等。