轻型燃气轮机调研分析报告

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1、.轻型燃气轮机调研报告..目录轻型燃气轮机调研报告1一、概述41.1燃气轮机的基本原理51.2燃气轮机的分类61.3轻型燃气轮机的起源及发展61.4燃气轮机技术优势及应用前景91.5燃气轮机产业概况13二、研制燃气轮机的目的、意义142.1国外相关技术发展过程152.2国家燃气轮机的相关发展计划172.3国际及国家能源战略安全需要192.4轻型燃机的市场分布及用户群202.5燃气轮机的经济性考量212.6调研目的及意义27三、技术发展现状及趋势273.1透平涡轮设计及制造技术273.2压气机部件的设计、制造及试验283.3高温合金材料研制29

2、3.4高速无油支承技术313.5多燃料燃烧室技术353.6回热器设计、制造和试验技术363.7电力电子逆变技术363.8高速永磁发电机技术373.9系统集成及控制技术413.10国内相关燃气轮机技术成果43四、燃气轮机生产厂家及产品技术特点444.1概述444.2索拉公司（Solar）44..4.3阿尔斯通公司(Alstom)464.4GE公司474.5德国西门子公司(Siemens)494.6日本三菱514.7日本日立524.8国内燃气轮机及配件生产厂家53五、研制工作的模式和流程565.1研制工作的模式565.2研制工作的基本流程57六、

3、相关附件及参考资料57..一、项目概述天然气是一种埋藏于地下的可燃性气体，无色无味，主要成分中85~95%为甲烷（CH4），比重轻于空气，极易挥发，并在空气中扩散迅速。天然气与空气混合浓度在5~15%时遇明火或大于天然气燃点530℃时即燃烧，属可燃可爆性气体。在-162℃常压下可液化，称液化天然气（LNG），液化后体积缩小到1/600。天然气属于清洁燃料，几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，燃烧时产生二氧化碳少于其他化石燃料，造成温室效应较低。如果将天然气的温室效应系数定为1，则石油为1.85，煤为2.08。地球上已探明的天然气地质储量超过140

4、万亿立方米，年开采2万多亿立方米，可采68年。而天然气的勘探、开采和利用还又许多工作可做。专家们证实，占天然气主要成份的甲烷不仅可以有机生成，也可以无机合成。早在地球形成之初，甲烷就已经存在于地壳之中，天文学家也发现一些星球可能是被甲烷大气层包围着，这一理论大大拓展了天然气资源的勘探领域。此外，海洋学家发现在大洋深处的海底由于海水的压力作用，可能存在着大量的液态甲烷，其数量之大将可支撑人类数百年的文明。天然气作为一种清洁高效的能源，在世界能源需求中占有较大的比重，非常规天然气由于其巨大的资源潜力和经济效益而被各国政府及能源公司所重视。非常规天

5、然气在发达国家能源结构中的贡献在逐步增大，随着勘探开发技术的进步，其必将成为新一代环保、高效的优质替代能源。非常规天然气相对于常规天然气而言，是指储量大、难以开发，必须依靠大规模增产措施或者特殊的开发方法以及先进勘探开发技术才能以有经济价值的产量生产的天然气藏。通常所说的非常规天然气包括致密砂岩气、煤层气、页岩气、天然气水合物（可燃冰）等。中国正致力于提高天然气在能源结构中的比例，也在大力发展页岩气，这些因素都为轻型燃气轮机以及分布式能源的发展提供了良机。2012年前7个月，国内生产天然气623亿立方米，同比增长5.9%；进口天然气233亿立

6、方米，增长38.6%；国内总消费量828亿立方米，增长12.8%。在进口快速增长的情况下，前7个月天然气对外依存度达到28%。在天然气消费量上升，依存度升高的背景下，国内开发非常规油气资源也逐渐成为我国有关部门的重点。美国开采页岩气成功的经验激励着国内业界。今年3月份发布的《页岩气“十二五”规划》提出2015年页岩气开采65亿立方米的目标。传统上，中国是“缺油少气”的国家，就目前数据衡量，“十二五”页岩气开发目标一旦达到，占到天然气消费量的比例还很低。不过国家能源局此前释放的消息称，“十二五”主要是寻求开采技术突破，为将来打好基础。..1.1

7、燃气轮机的基本原理燃气轮机整个系统由透平、压气机、燃烧室、回热器、发电机及电子控制部分组成。燃气轮机动力装置由压气机、燃烧室和透平三个基本部分组成，如图。图1燃气轮机工作原理图图2燃气轮机结构简图..空气首先进入叶轮式压气机中，压缩到一定压力，从压气机出来的高压空气先在回热器内接受透平排气的预热燃烧室，和燃料混合燃烧，燃气温度通常可高达1800—2300K，这时二次冷却空气（约占总空气量的60—80%）与高温燃气混合，使混合气体降低到适当的温度，而后进入燃气轮机。在燃气轮机中混合气先在由静叶片组成的喷管中膨胀，形成高速气流，然后冲入固定在转子

8、上的动叶片组成的通道，形成推力推动叶片，使转子转动而输出机械功。燃气轮机作出的功除用以带动压气机外，剩余部分（净功量）对外输出。燃气轮机可与余热锅炉、蒸汽轮机、烟气