微型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)進(jìn)展及應(yīng)用展望

微型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)進(jìn)展及應(yīng)用展望【摘要】微型燃?xì)廨啓C(jī)是一類新型熱機(jī)，近年來隨著全球范圍內(nèi)的能源與動力需求結(jié)構(gòu)特別是電力系統(tǒng)的放松控制以及環(huán)境保護(hù)等要求的變化，得到了高度關(guān)注和迅速發(fā)展。先進(jìn)微型燃?xì)廨啓C(jī)提供了清潔、可靠、高質(zhì)量、多用途、小型分布式發(fā)電和熱電聯(lián)供的最佳方式。本文著重結(jié)合國外微型燃?xì)廨啓C(jī)的研發(fā)及應(yīng)用情況，綜述了先進(jìn)微型燃?xì)廨啓C(jī)的技術(shù)進(jìn)展，探討了微型燃?xì)廨啓C(jī)在我國的應(yīng)用前景，提出了對微型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的研發(fā)建議，供有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)部門和同行參考。

【關(guān)鍵詞】微型燃?xì)廨啓C(jī)分布式發(fā)電熱電聯(lián)供徑流式葉輪機(jī)械燃料電池混合動力汽車

0引言

微型燃?xì)廨啓C(jī)（Microturbine或Micro一turbines）是一類新近發(fā)展起來的小型熱力發(fā)動機(jī)，其單機(jī)功率范圍為25～300kWDL基本技術(shù)特征是采用徑流式葉輪機(jī)械（向心式透平和離心式壓氣機(jī)）以及回?zé)嵫h(huán)。近年來隨著全球范圍內(nèi)的能源與動力需求結(jié)構(gòu)特別是電力系統(tǒng)的放松控制（Deregulation）以及環(huán)境保護(hù)等要求的變化，微型燃?xì)廨啓C(jī)得到了電力、動力等有關(guān)部門的高度重視，特別是在美、歐等國發(fā)展迅猛，大有與大中型燃?xì)廨啓C(jī)共占市場的勢頭[2-6]。先進(jìn)微型燃?xì)廨啓C(jī)具有多臺集成擴(kuò)容、多燃料、低燃料消耗率、低噪音、低排放、低振動、低維修率、可遙控和診斷等一系列先進(jìn)技術(shù)特征，除了分布式發(fā)電外，還可用于備用電站、熱電聯(lián)產(chǎn)、并網(wǎng)發(fā)電、尖峰負(fù)荷發(fā)電等，是提供清潔、可靠、高質(zhì)量、多用途、小型分布式發(fā)電及熱電聯(lián)供的最佳方式，無論對中心城市還是遠(yuǎn)郊農(nóng)村甚至邊遠(yuǎn)地區(qū)均能適用。鑒于我國目前的電力發(fā)展及其分布不很均衡以及微型燃?xì)廨啓C(jī)的技術(shù)特點(diǎn)及其優(yōu)越性，微型燃?xì)廨啓C(jī)將在我國得到廣泛的重視與應(yīng)用。此外，微型燃?xì)廨啓C(jī)在民用交通運(yùn)輸（混合動力汽車）以及軍車以及陸海邊防方面均具有優(yōu)勢，受到美、俄等軍事大國的關(guān)注，因此，從國家安全看發(fā)展微型燃?xì)廨啓C(jī)也是非常重要的。本文結(jié)合國外微型燃?xì)廨啓C(jī)的研發(fā)及應(yīng)用情況，綜述了先進(jìn)微型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的進(jìn)展，探討了微型燃?xì)廨啓C(jī)在我國的應(yīng)用前景，并在此基礎(chǔ)上提出了對微型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的研發(fā)建議，供有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)部門和同行參考。1微型燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展概況微型燃?xì)廨啓C(jī)的雛形可追溯到60年代，但作為一種新型的小型分布式能源系統(tǒng)和電源裝置的發(fā)展歷史則較短。1995年在美國動力年會上，AlliedSignal、Capstone與Elliott公司展示了25～75kW微型燃?xì)廨啓C(jī)樣機(jī)。其后發(fā)展迅速，每年（包括其它公司，如NREC等）均有樣機(jī)推出。為此，美國能源部（DOE）于1998年12月主持召開了微型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)高峰會（MicroturbineTechnologySummit），專門討論有關(guān)微型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)研發(fā)以及與政策和市場相關(guān)的問題，為制訂微型燃?xì)廨啓C(jī)研發(fā)計(jì)劃提供思路和建議。會議明確指出：微型燃?xì)廨啓C(jī)市場很大，工業(yè)應(yīng)用競爭激烈，其中未來電力市場結(jié)構(gòu)將是影響微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展因素之一；微型燃?xì)廨啓C(jī)的廉價(jià)高效，性能可靠對其發(fā)展十分重要，同時(shí)，燃料處理。燃?xì)鈮嚎s，回?zé)嵯到y(tǒng)以及電力電子技術(shù)對提高微型燃?xì)廨啓C(jī)的可靠性及降低造價(jià)也很重要，并且，廉價(jià)耐用可靠的高溫材料將是微型燃?xì)廨啓C(jī)在熱效率和環(huán)保方面取得進(jìn)展的關(guān)鍵；微型燃?xì)廨啓C(jī)分布式發(fā)電的聯(lián)網(wǎng)是其特殊技術(shù)問題。美國ASME副主席LeeS.Langston在1999年度和2000年度燃?xì)廨啓C(jī)工業(yè)綜述回顧中，專門對微型燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展進(jìn)行評述和預(yù)測[2，3]。Langston預(yù)計(jì)，隨著電力系統(tǒng)放松控制的深入和加速，微型燃?xì)廨啓C(jī)的潛在市場將達(dá)到每年80～100億美元。為了對照，給出關(guān)于全球燃?xì)廨啓C(jī)市場的一組數(shù)據(jù)：1997年為240億美元；1998年為280億美元，比1997年增長17％；1999年達(dá)350億美元，比1998年增長21％。由此可見，微型燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展?jié)摿褪袌龇蓊~都很大，有專家曾指出[2]：微型燃?xì)廨啓C(jī)在未來電力工業(yè)中的地位猶如微機(jī)（PC）在曾以大型機(jī)為主的計(jì)算機(jī)工業(yè)中的地位。盡管這種比喻不很妥當(dāng)，但確確實(shí)實(shí)深刻反映出了微型燃?xì)廨啓C(jī)在未來電力工業(yè)中的重要作用和地位。2000年5月ASMEIGTI（美國機(jī)械工程師協(xié)會國際燃?xì)廨啓C(jī)研究院）在德國慕尼黑召開的ASME第45屆國際燃?xì)廨啓C(jī)和航空發(fā)動機(jī)大會，展覽及用戶會議上，首次設(shè)立了關(guān)于微型燃?xì)廨啓C(jī)的分組會議（SessionM-04：Mic-roturbineOperationaIExperiences），其中美國的CapstoneTurbine，ElliottEnergySystems，HoneywellPowerSystems，NorthernResearch&EngineeringCorp.，SouthernCaliforniaEdison，OakRidgeNationalLaboratory，加拿大的CANMETEnergyTechnologyCentre，以及瑞典的TurbecAB報(bào)告了各自的研發(fā)結(jié)果和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。IGTI的車用和小型燃?xì)廨啓C(jī)分會主席MaryGerstner撰寫報(bào)告指出：1999年微型燃?xì)廨啓C(jī)市場有很大發(fā)展，數(shù)家公司開始進(jìn)行商業(yè)生產(chǎn)和銷售。Capstone的一臺客戶機(jī)組運(yùn)行已達(dá)6000小時(shí)的記錄。其它公司宣布在2000年開始生產(chǎn)微型燃?xì)廨啓C(jī)。先期產(chǎn)品功率范圍在25～100kW，近期熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組發(fā)展具有代表性，系統(tǒng)總效率可達(dá)80％以上?？傊?，近年來微型燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)展顯著，特別是美國微型燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展達(dá)到高潮[1～10]。Capstone公司在2000年11月已推出第1000臺微型燃?xì)廨啓C(jī)裝置。2微型燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展動力一分布式發(fā)電微型燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展源于分布式發(fā)電。分布式發(fā)電主要是由電力市場的放松控制所驅(qū)動的，同時(shí)還得益于天然氣市場的放松控制。電力市場的放松控制是世界范圍內(nèi)的發(fā)展趨勢，它使得用戶可以選擇向誰買電或允許用戶自行發(fā)電，就地供電（現(xiàn)貨電力）成為向用戶提供最低廉用電的主要競爭武器之一。當(dāng)前幾乎所有的美國公用電網(wǎng)建立了其能源服務(wù)公司（ESCO），以充分利用電力市場放松控制的優(yōu)點(diǎn)，一個(gè)公司如果能夠做到在電價(jià)高漲時(shí)發(fā)電而電價(jià)降低時(shí)停機(jī)，則在供電競爭中將具有明顯的優(yōu)勢。分布式發(fā)電的發(fā)展為微型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)發(fā)展和市場擴(kuò)展提供了極好的平臺。目前，美、英等國電力市場已從控制發(fā)電轉(zhuǎn)向分布式發(fā)電的競爭。小型發(fā)電廠在分布式電網(wǎng)中的應(yīng)用，已成為一種日益增長的可行選擇。這種發(fā)電方式能夠?yàn)橛脩魷p緩電網(wǎng)擁擠，增加電網(wǎng)機(jī)動性，降低送電損失和成本，改善電力質(zhì)量。微型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的發(fā)展及其商用推出大大增加了分布式發(fā)電面向較小用戶的可能性，微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置的緊湊性，可靠性和遙控運(yùn)行以及環(huán)境友好等特點(diǎn)，意味著它們特別適合分布式發(fā)電的區(qū)域性應(yīng)用，例如可以置于非?？拷脩暨\(yùn)行，圖1為置于住宅墻外的微型燃?xì)廨啓C(jī)家用電源。

顯然，它不再需要常規(guī)電網(wǎng)的長達(dá)數(shù)以千米以上且價(jià)格昂貴的輸電線路，而這一點(diǎn)在以往恰恰被忽視了?？紤]到目前全球還有20億人口還在完全沒有電的條件下生活，微型燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用，可以加速實(shí)現(xiàn)這些地區(qū)人民的生活和生產(chǎn)的電力化?？梢韵胂?，對于在無電區(qū)生活的他們而言，通過裝備微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置，簡單地從電源插座獲得可靠而高質(zhì)量的電力，確實(shí)令人激動。在分布式發(fā)電應(yīng)用領(lǐng)域，微型燃?xì)廨啓C(jī)將直接與柴油機(jī)發(fā)電進(jìn)行競爭。與內(nèi)燃機(jī)發(fā)電相比，微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電有明顯優(yōu)越性，例如：一臺45kW微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置的成本約13,500美元（包括熱交換器），而整套柴油發(fā)電裝置約9,000美元。但燃?xì)廨啓C(jī)具有更低的循環(huán)壽命成本，第一代微型燃?xì)廨啓C(jī)壽命為45,000小時(shí)，而同功率等級柴油機(jī)僅為4000小時(shí)，不足燃?xì)廨啓C(jī)的1/10。而且燃?xì)廨啓C(jī)排放低于柴油機(jī)，有利于環(huán)境保護(hù)，可以相信，隨著微型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，其成本將接近于柴油機(jī)發(fā)電裝置，而工作壽命更長。當(dāng)然，目前微型燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率還低于同等功率的柴油機(jī)，但在低負(fù)荷應(yīng)用時(shí)其熱效率和燃料費(fèi)用在整個(gè)發(fā)電成本中相對維修費(fèi)用并不重要；而在高負(fù)荷時(shí)性能良好，在線維護(hù)僅需幾個(gè)小時(shí)，費(fèi)用可以大大節(jié)省，這也是微型燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動分布式發(fā)電市場進(jìn)步的技術(shù)優(yōu)勢。由于微型燃?xì)廨啓C(jī)相應(yīng)于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的這些優(yōu)點(diǎn)，全球范圍內(nèi)特別是具有大規(guī)模燃機(jī)市場的美國，對微型燃?xì)廨啓C(jī)有極大的興趣，微型燃?xì)廨啓C(jī)-ESCO的發(fā)展勢頭非常猛。由于某些地區(qū)電力不能滿足峰時(shí)需求時(shí)，發(fā)電廠可調(diào)高峰時(shí)電價(jià)，因此隨著大多數(shù)公司追求尖峰負(fù)荷的收入，預(yù)計(jì)放松控制市場后的發(fā)電量將比壟斷市場更大。需要指出，盡管微型燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用焦點(diǎn)是分布式發(fā)電市場，但對汽車領(lǐng)域有一定影響。1999年有兩種微型燃?xì)廨啓C(jī)投入于商用混合動力汽車，汽車行業(yè)由于日益嚴(yán)格的排放控制，對燃?xì)廨啓C(jī)超低排放這一優(yōu)點(diǎn)有著極大興趣。3微型燃?xì)廨啓C(jī)的技術(shù)及進(jìn)展

圖2給出了Capstone公司生產(chǎn)的微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置。該裝置功率為30kW，其中圖2a為單個(gè)裝置，其外觀形如冰箱；而圖2b則為其多臺集成裝置，經(jīng)10臺機(jī)子集成后功率達(dá)300kW。圖3為其它公司生產(chǎn)的70～75kW微型燃?xì)廨啓C(jī)，目前微型燃?xì)廨啓C(jī)的最大單機(jī)功率為80～200kw。圖4示出了Capstone微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置的部件示意圖，其主要部件包括離心式壓氣機(jī)，單筒形燃燒室、向心式透平、回?zé)崞饕约鞍l(fā)電機(jī)。微型燃?xì)廨啓C(jī)動力部件設(shè)計(jì)構(gòu)造衍生于渦輪增壓器和輔助動力裝置，概括來說，它是以徑流式葉輪機(jī)械為技術(shù)特征的。通過采用徑流式葉輪機(jī)械，即向心式透平與離心式壓氣機(jī)，可使裝置結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，便于移動。這一類葉輪機(jī)械的特點(diǎn)是流量小，功率低，轉(zhuǎn)速高，效率限制因素較多。因此必須采用回?zé)嵫h(huán)才有競爭力。當(dāng)透平葉輪采用金屬材料且非冷卻時(shí)，透平的進(jìn)氣溫

度大致為840～930℃，此時(shí)裝置效率稍低于或等同于同等功率的柴油機(jī)。表1給出了國際上幾個(gè)公司研發(fā)的第一代微型燃?xì)廨啓C(jī)的技術(shù)參數(shù)，其功率為28～75kW，效率為22.5％～33％。因此，在新一代微型燃?xì)廨嗮囍校谕ㄟ^引人高新技術(shù)如陶瓷材料部件（陶瓷葉輪等），以大大提高效率。研究表明進(jìn)氣溫度為1350℃的微型陶瓷燃?xì)廨啓C(jī)的效率可達(dá)40％。如：日本通產(chǎn)省于1990年啟動的“100kW車用陶瓷燃?xì)廨啓C(jī)”的七年研發(fā)計(jì)劃，透平進(jìn)口燃?xì)鉁囟葹?300～1400℃，設(shè)計(jì)熱效率40％（100,000r/min），實(shí)測試驗(yàn)結(jié)果為35.6％（90,000r/mjn）為進(jìn)一步了解先進(jìn)微型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)，表2示出了微型燃?xì)廨啓C(jī)與常規(guī)熱力發(fā)動機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)比較，表3對先進(jìn)微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電與柴油機(jī)發(fā)電的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了比較，表4則給出了Capstone公司2000年度白皮書公布的微型燃?xì)廨啓C(jī)燃用天然氣時(shí)的排放數(shù)據(jù)及其與內(nèi)燃機(jī)的比較[5]，Capstone特別強(qiáng)調(diào)其中的NOx排放數(shù)據(jù)是能夠確切保證的。微型燃?xì)廨啓C(jī)裝置的潔凈，可靠，高質(zhì)量源于以下技術(shù)：通過采用貧燃料預(yù)混合技術(shù)，可使排放降低，通常NOx排放低于12ppm（燃用天然氣或丙烷燃料時(shí)為9ppm），噪聲低于70dB；通過采用空氣軸承，不需維修或維修性好，設(shè)計(jì)大修周期為40,000～50,000小時(shí)甚至更高；通過采用數(shù)字式遙控的聯(lián)網(wǎng)離網(wǎng)發(fā)電變換裝置，可以確保發(fā)電質(zhì)量和電網(wǎng)安全。同時(shí)，微型燃?xì)廨啓C(jī)也具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，目前售價(jià)為250～350美元/kW。

因此，先進(jìn)微型燃?xì)廨啓C(jī)提供了清潔可靠高質(zhì)量多用途分布式小型發(fā)電的最佳方式。圖5概括了先進(jìn)

微型燃?xì)廨啓C(jī)具有的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，特征以及在發(fā)電領(lǐng)域中的不同用途。表5則示出了Capstone微型燃?xì)廨啓C(jī)的先進(jìn)技術(shù)特性?？梢娢⑿腿?xì)廨啓C(jī)不僅具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，而且應(yīng)用范圍廣泛。進(jìn)一步，微型燃?xì)廨啓C(jī)可以直接與未來的先進(jìn)發(fā)電方式一燃料電池實(shí)現(xiàn)聯(lián)合發(fā)電，例如采用固體氧化物燃料電池（SOFC）與微型燃?xì)廨啓C(jī)（MGT）結(jié)合，其聯(lián)合裝置效率可達(dá)60％以上，而NOx排放低于1ppm。這也是目前世界上最為先進(jìn)的高效潔凈發(fā)電方式[6]。1997年以來，美國的SiemensWestinghousePowerCorporation的技術(shù)中心進(jìn)行了有關(guān)試驗(yàn)。2000年1月，至今最為雄心勃勃的SOFC-MGT計(jì)劃通過初步評審。新型SOFC系統(tǒng)的工作壓力為3bar，與一臺NREC的50kW微型燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合運(yùn)行，功率可達(dá)250kW。由美國能源部和南加州Edison資助，這一系統(tǒng)將于2000年在加州大學(xué)的國家燃料電池研究中心進(jìn)行廣泛的試驗(yàn)。據(jù)報(bào)道，另一座320kW的SOFC-GMT聯(lián)合電廠將在2001年在德國投運(yùn)。此外，微型燃?xì)廨啓C(jī)用于混合車輛動力（為電動車提供動力以及為蓄電池補(bǔ)充電力），已成為21世紀(jì)“混合動力汽車”的新模式。2001年2月，Capstone宣布該公司生產(chǎn)的用于混合動力汽車的微型燃?xì)廨啓C(jī)剛剛獲得CARB（TheCaliforniaAirResourceBoard）頒發(fā)的國際第一個(gè)證書。據(jù)報(bào)道，其30kw微型燃?xì)廨啓C(jī)燃天然氣時(shí)的排放僅為新一輪重型汽車的最低排放標(biāo)準(zhǔn)的80％。

4我國微型燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用前景和研發(fā)基礎(chǔ)眾所周知，先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)是21世紀(jì)能源動力系統(tǒng)中的核心關(guān)鍵技術(shù)，對于我國相關(guān)領(lǐng)域如能源、電力、航空、航天、艦船、車輛、軍事等國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)中的高新技術(shù)發(fā)展和移植有著重大作用，同時(shí)也是目前世界上一個(gè)國家工業(yè)基礎(chǔ)先進(jìn)程度的重要標(biāo)志，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)在我國興起才十余年，但相對于燃煤發(fā)電技術(shù)，在熱效率和環(huán)境保護(hù)等方面均具有明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，微型燃?xì)廨啓C(jī)輪機(jī)作為小型分布式發(fā)電技術(shù)或動力裝置，具有更為靈活、安全、潔凈、廉價(jià)的發(fā)電和熱電聯(lián)供方式，符合對能源供給多樣化的發(fā)展需求；而且由于不需要水，可以應(yīng)用于我國嚴(yán)重缺水地區(qū)，所有這些都特別符合我國21世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思想。我國目前的電力發(fā)展及分布很不均勻，而經(jīng)濟(jì)發(fā)展又極不平衡，這種情況在西部地區(qū)比較突出。鑒于微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組可以提供分散的電力，形成與中心電站相應(yīng)的分布式電網(wǎng)，這對急需電力和缺電地區(qū)具有十分重要的作用和意義。我國西部地區(qū)地域廣大（相應(yīng)的邊境線很長），人口相對稀少，分散，應(yīng)用常規(guī)的發(fā)電輸電技術(shù)既不可能也無必要。例如，據(jù)統(tǒng)計(jì)目前我國新疆仍有無電村1680個(gè)，無電戶46萬，無電人口279萬人，這種情況已引起政府部門的高度重視。但新疆人口居住極為分散，常規(guī)電網(wǎng)的供電覆蓋面有很大的局限性，輸電距離遠(yuǎn)（以11萬伏線路為例，1996年每公里輸電線路的造價(jià)為22萬元，目前投建的33萬伏線路，每公里造價(jià)則高達(dá)33．6萬元）、功率小、損耗大（線損率最高可達(dá)40％），可見技術(shù)經(jīng)濟(jì)性很差。因而，企圖利用電網(wǎng)完全解決邊遠(yuǎn)分散地區(qū)人民生活和生產(chǎn)用電很不現(xiàn)實(shí)。一個(gè)可行的解決辦法是利用微型燃?xì)廨啓C(jī)的分布式發(fā)電或熱電聯(lián)供，解決這些地區(qū)的人民生活和生產(chǎn)用電甚至用熱問題。而且，我國目前電力結(jié)構(gòu)以燃煤火電為主，面臨著日趨嚴(yán)竣的資源枯竭和環(huán)境保護(hù)的雙重壓力，而燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)有利于保護(hù)環(huán)境，沒有對水的特別需求，進(jìn)一步還可以結(jié)合新能源與可再生能源的利用，建立相對獨(dú)力穩(wěn)定的供電系統(tǒng)，從而強(qiáng)化能源綜合利用，改善生態(tài)環(huán)境，走上可持續(xù)發(fā)展之路。我國正在實(shí)施的西部大開發(fā)的“西氣東輸”工程，將對我國燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的發(fā)展起到重要的推動作用，微型燃?xì)廨啓C(jī)也不例外，同時(shí)微型燃?xì)廨啓C(jī)作為分布式發(fā)電及熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)和動力裝置也將推動西部大開發(fā)各項(xiàng)工作的實(shí)施，從發(fā)展的態(tài)勢看，西部將根據(jù)地區(qū)資源和地域特點(diǎn)，發(fā)展集生活與工作一體的中小型規(guī)模的居住地，即中小型城鎮(zhèn)。因此，具有分布式電源之稱的微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組特別是熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，將以其特有的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，隨著“西氣東輸”工程的推進(jìn)，沿線就地取“燃天然氣”，具有明顯的發(fā)展優(yōu)勢和應(yīng)用潛力，因此，在國內(nèi)研發(fā)先進(jìn)微型燃?xì)廨啓C(jī)及其熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組勢在必行。我國微型燃?xì)廨啓C(jī)的市場需求也很大，特別是隨著西部大開發(fā)及其“西氣東輸”工程的實(shí)施以及能源供給的多樣化發(fā)展趨勢的日益明顯，一方面電力和動力作為基礎(chǔ)設(shè)施，在我國需求規(guī)模很大（特別是西部大開發(fā)）；另一方面我國具有比較豐富的天然氣資源（近期內(nèi)蒙古大氣田的探明），因此，微型燃?xì)廨啓C(jī)在我國具有廣泛的應(yīng)用前景。此外，從國家安全和國防應(yīng)用看，微型燃?xì)廨啓C(jī)也是十分重要的，無論是飛機(jī)、艦船輔助動力，還是軍用車輛動力，甚至武器（導(dǎo)彈）發(fā)電設(shè)備，或國家重要公共設(shè)施如機(jī)場、車站、郵電、銀行、醫(yī)院、軍營。重要住宅區(qū)等常規(guī)機(jī)組或緊急備用機(jī)組等等，都需要應(yīng)用微型燃?xì)廨啓C(jī)這樣一類新型的小型分布式發(fā)電和動力裝置。我國燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)研發(fā)由于歷史原因，與國外相比差距很大。對于微型燃?xì)廨啓C(jī)的研發(fā)，總體上比較系統(tǒng)的研究和研發(fā)尚未深人進(jìn)行，但已有相對較好的技術(shù)儲備和工作基礎(chǔ)，對于徑流式葉輪機(jī)械，國內(nèi)西安交通大學(xué)等單位近二十年來進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研發(fā)工作，發(fā)展了一整套設(shè)計(jì)理論和方法，提出了新型的設(shè)計(jì)，建立了具有世界先進(jìn)水平的實(shí)驗(yàn)和加工設(shè)備，取得了很好的研究業(yè)績，具有很好的技術(shù)儲備和研發(fā)特色，在此基礎(chǔ)上經(jīng)過努力完全有可能在微型燃?xì)廨啓C(jī)的先進(jìn)徑流式葉輪機(jī)械研發(fā)方面達(dá)到國際水平。在高溫材料和高溫高速軸承方面，國內(nèi)也有非常出色的研究工作基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)條件，例如西安交通大學(xué)在潤滑理論及滑動軸承技術(shù)研究方面居國內(nèi)領(lǐng)先地位。對于低污染燃燒室和高效緊湊回?zé)崞鞯难芯亢脱邪l(fā)，國內(nèi)尚沒有開展深入的工作，特別是高效緊湊式回?zé)崞?，國際上在這一領(lǐng)域的競爭十分激烈，有關(guān)研究報(bào)道十分少見。目前西安交通大學(xué)正在從事這方面的預(yù)研工作，力爭在短期內(nèi)攻克有關(guān)技術(shù)。綜上所述，我國開展微型燃?xì)廨啓C(jī)的研發(fā)和研制已具備較好工作基礎(chǔ)和條件。首先，已有了相對較好的技術(shù)儲備和研究積累；其次，微型燃?xì)廨啓C(jī)部件少，尺寸小，耗材少，試驗(yàn)臺建設(shè)等研發(fā)費(fèi)用投入相對較低，而且研發(fā)周期短（相對大型燃?xì)廨啓C(jī)而言）。第三，微型燃?xì)廨啓C(jī)的研發(fā)隊(duì)伍規(guī)模相對較小，人員相對集中，便于進(jìn)行組織集中攻關(guān)。鑒于微型燃?xì)廨啓C(jī)未來在我國電力，動力系統(tǒng)以及國家安全方面的重要作用，以及我國已具備較好的研發(fā)基礎(chǔ)和條件，并且可為大型燃?xì)廨啓C(jī)研發(fā)提供技術(shù)儲備和寶貴經(jīng)驗(yàn)，為此，建議我國有關(guān)部門在“十五”期間組織力量攻克并發(fā)展微型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)，通過一臺典型機(jī)組的研發(fā)，解決微型燃?xì)廨啓C(jī)的小型化關(guān)鍵技術(shù)，多燃料低污染燃燒關(guān)鍵技術(shù)，高效緊湊換熱器關(guān)鍵技術(shù)，工作可靠性和長壽命關(guān)鍵技術(shù)以及高溫高強(qiáng)度材料（包括陶瓷部件）。高溫高速軸承及其軸系支撐系統(tǒng)和微型燃?xì)廨啓C(jī)自動控制等一系列重要技術(shù)問題，從而逐步形成自己的研究、設(shè)計(jì)、制造體系和創(chuàng)新機(jī)制，為產(chǎn)業(yè)化鋪平道路。5結(jié)論微型燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展源于分布式發(fā)電。分布式發(fā)電得益于電力市場的放松控制（世界范圍內(nèi)的發(fā)展趨勢）和天然氣市場的放松控制。先進(jìn)微型燃?xì)廨啓C(jī)提供了清潔。可靠、高質(zhì)量，多用途，小型分布式發(fā)電及熱電聯(lián)供的最佳方式，預(yù)計(jì)在21世紀(jì)將得到廣泛應(yīng)用，此外，微型燃?xì)廨啓C(jī)作為小型電源和動力裝置，還將在21世紀(jì)的先進(jìn)發(fā)電方式一“燃料電池。燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)”以及汽車領(lǐng)域的“新型混合動力汽車”方面取得革命性的進(jìn)展。我國有關(guān)部門和行業(yè)對微型燃?xì)廨啓C(jī)的這些應(yīng)用和發(fā)展，應(yīng)予以高度重視。微型燃?xì)廨啓C(jī)在未來我國電力，動力等國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域和國家安全等方面具有重要作用和戰(zhàn)略意義，特別是隨著西部大開發(fā)“西氣東輸”工程的實(shí)施以及能源供應(yīng)多樣化的發(fā)展趨勢，國內(nèi)對微型燃?xì)廨啓C(jī)具有明確的需求和產(chǎn)業(yè)化前景；同時(shí)通過微型燃?xì)廨啓C(jī)研發(fā)，可為大型燃?xì)廨啓C(jī)研發(fā)提供技術(shù)儲備和經(jīng)驗(yàn)，因此建議我國在“十五”期間研發(fā)微型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)，逐步形成自主的研究、設(shè)計(jì)、制造體系和創(chuàng)新機(jī)制，為產(chǎn)業(yè)化鋪平道路。參考文獻(xiàn)

1JamesH，Watts，Microturbines：ANewClassofGasTurbineEngines，ASMEInternati