【深度分析】燃气轮机产业现状与技术发展趋势-北极星火力发电网

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导读：燃气轮机(以下简称燃机)产业是国家战略性高技术产业，发展燃机产业，对于推动国家产业结构调整与转型升级，提升经济发展质量和效益具有重大战略意义。在介绍燃气轮机工作原理和特点的基础上，论述了燃气轮机主要关键技术。通过综述国内外燃气轮机产业的发展现状，总结了我国燃气轮机产业的主要差距，论述燃气轮机技术发展趋势，提出了四川省燃气轮机产业发展的措施建议。

燃气轮机广泛应用于发电、船舰和机车动力、管道增压等能源、国防、交通领域，是关系国家安全和国民经济发展的高技术核心装备，属于市场前景巨大的高技术产业。燃气轮机技术水平是代表一个国家科技和工业整体实力的重要标志之一，被誉为动力机械装备领域“皇冠上的明珠”。正是基于燃气轮机在国防安全、能源安全和保持工业竞争能力领域的重大地位，发达国家高度重视燃气轮机的发展，世界燃气轮机技术及其产业发展迅速，目前重型燃气轮机已基本形成以GE、西门子、三菱、阿尔斯通等公司为主导，航空燃气轮机(包括工业轻型燃气轮机)以GE、P&W、R&R等航空公司为主导的格局。

我国发展燃气轮机发展虽然已经有50年的历史，但30年的发展断层让我国燃气轮机技术错过了国外高速发展的时期，迅速与国际水平拉大了差距。随着我国天然气资源大规模开发利用，西气东输、近海天然气开发、液化天然气(LNG)引进、可燃冰开发、煤层气的综合利用、分布式电源建设等工程进展，国家能源结构调整已进入实施阶段，燃气轮机在我国迎来了前所未有的发展机遇。

1 燃气轮机工作原理与特点

1.1 燃气轮机定义

燃气轮机是一种以连续流动的气体作为工质、把热能转换为机械功的旋转式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机，其典型结构如图1。

图1 燃气轮机典型结构

1.2 燃气轮机的工作原理

压气机从外部吸收空气，空气从燃气轮机进气口进入，通过压气机叶片将其压力升高，压缩后送入燃烧室，同时燃料(气体或液体燃料)也喷入燃烧室与高温压缩空气混合，在定压下进行燃烧。生成的高温高压烟气燃烧受热后膨胀，进入透平区经过一级一级的叶片，推动动力叶片高速旋转，直至从出气口排出，成为废气，废气排入大气中或再加利用(如利用余热锅炉进行联合循环)。

叶片转动后带动轴也转动，轴带动负荷的机械转动，实现热能和机械能的转换。通常，将压气机、燃烧室、透平称为燃气轮机的三大核心部件。

1.3 燃气轮机特点

燃气轮机产品本身具有以下特点：

最大效率，最优效益。随着高温材料的不断进展，以及涡轮采用冷却叶片并不断提高冷却效果，透平前燃气的初温逐步提高，加之研制级数不断减少压缩比越来越高的压气机和各个部件效率的提高，使燃气轮机效率不断提高。

体积较小，使用便捷。燃气轮机动力部件设计构造衍生于涡轮增压器和辅助动力装置，结构简单、紧凑。与传统设备相比，燃气轮机设备规模、体积比传统的锅炉、蒸汽轮机小，占地面积小，便于移动。

减少燃煤，清洁环保。燃气轮机可以采用天然气、丙烷、油井气、煤层气、沼气、汽油、柴油、煤油、酒精等煤炭以外的燃料。而且燃气轮机通过在燃烧过程中控制NOx的生产，或在NOx 生成后排入余热锅炉时进行尾部烟气脱硝，达到超低的NOx排放效果，而且能够实现资源充分循环利用，真正达到零排放。

噪声最小，安全可靠。燃气轮机运行时产生的低频份量很低。而且可以通过采用数字式遥控的联网离网变换装置，弥补其它设备在安全稳定性方面的不足。

2 燃气轮机关键技术

从燃气轮机研发的角度来分析，当代燃气轮机主要关键技术难点如下：

2.1 燃气轮机基础技术方面：

燃气轮机总体技术，高效高负荷压气机设计应用技术，高效稳定低污染燃烧室设计技术、高效流动、高效换热、高寿命透平设计技术，燃气轮机设计软件技术，燃气轮机现代控制理论与技术，燃气轮机振动、寿命与可靠性关键技术。

2.2 燃气轮机设计体系的规范、软件和数据库方面：

燃气轮机总体、燃气轮机压气机、燃气轮机燃烧室、燃气轮机涡轮、燃气轮机换热器、燃气轮机控制系统、燃气轮机附属系统、燃气轮机装置、燃气轮机可靠性、燃气轮机仿真、燃气轮机试验等的规范、软件和数据库。

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原标题：燃气轮机产业现状与技术发展趋势

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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