200kW微型燃机技术开发可行性分析 及开发规划.doc

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1、200kW微型燃机技术开发可行性分析及开发规划目 录1. 背景11.1 微型燃机概述11.1.1 定义11.1.2 特点21.1.3 我国应用前景21.2 国外概况31.3 国内概况52. 目标机选择62.1 国内市场机型62.2 目标机选择分析62.3 目标机指标83. 目标机开发的技术路线93.1 技术路线规划93.2 核心技术103.2.1 离心式压气机103.2.2 向心涡轮103.2.3 燃烧室113.2.4 回热器113.2.5 轴承113.2.6 核心部件工艺113.2.7 控制和电力变换系统123.3 重点突破技术123.3.1 总体设计基础薄弱123.3.2 高转速气动轴承1

2、23.3.3 高性能紧凑式回热器134. 微型燃机产品开发路线134.1 方针134.2 规划134.2.1 技术路线134.2.2 合作路线145. 总结161. 背景分布式供能主要指分布式供电及冷热电联供，是相对于传统的集中供电方式而言的，是指将发电系统以小规模、分散式的方式布置在用户附近，可独立地输出电、热或（和）冷能的系统。当今的分布式供电方式主要是指燃用液体或气体燃料的微型燃气轮机、各种工程用的燃料电池和内燃机。随着微型燃气轮机技术的不断完善，微型燃气轮机发电机组已成为分布式供电的主力。近几年来，全球范围内1MW以下的微型燃气轮机系统的研究和开发及市场销售成为一个热点。1.1 微型燃

3、机概述1.1.1 定义微型燃气轮机是一种新发展起来的小型热力发动机，其单机功率范围为25300kW，主要由压气机、燃烧室、涡轮、回热器、发电机及电子控制部分组成，以天然气、甲烷、汽油、柴油等为燃料。基本技术特征是采用径流式叶轮机械（离心式压气机和向心式涡轮），在转子上两种叶轮为背靠背结构，应用高效板式回热器，大多数机组采用气动轴承，无需润滑油系统，燃气轮机和发电机设计成一体，高速交流发电机和微型燃气轮机同轴，结构简单，尺寸小重量轻。图1.1 微型燃气轮机结构1.1.2 特点（1）环保，超低排放NOx，不高于9ppm。（2）寿命长，首次维修时间可在8000h以上，日常维护工作量少。（3）移动性好

4、，重量轻，基础结构简单，易拆卸。（4）可靠性高，运动部件少，故障率低，内置式保护与诊断监控系统，提供了预先排除故障的手段，在线维护简单。而且，发电机组多采用气动轴承和空气冷却，无需更换机油和冷却介质。（5）噪声小，排汽温度低，红外辐射小。（6）负荷调节范围广，单机能够在0100%范围内调节负荷，且具有多模块集成组合特征，支持负荷特性智能调节运行。（7）燃料多样化，能够燃用多种液体、气体然燃料，甚至含硫比例高达7%的酸性气体。（8）输配电损失小，因通常设置在用户端，输配电损失低，用户自主控制程度高。1.1.3 我国应用前景国内微型燃气轮机发电机组的主要潜在应用市场：建筑楼宇、小区、医院、车站、机

5、场、金融、信息中心等国家重要设施；化工、木材加工、纺织等工艺用电、用热、用冷场所；边防基地、军事设施等国防部门；西部边远地区及其他缺点地区、用电安全性要求高的地方供电；城市垃圾处理场沼气发电；通过模块式组装的微型燃气轮机群体中型电站；与燃料电池等先进技术联合发展下一代能源系统。总体来讲，微型燃气轮机发电机组与分布式热冷电联供能源系统的市场需求密不可分。我国非常重视热电联供事业的发展，2010年4月，国家能源局在国家能源局关于对发展天然气分布式能源的指导意见征求意见的函指出，到2015年，我国拟建设1000个天然气分布式能源项目；到2020年，在全国规模以上城市推广使用分布式能源系统，装机容量达

6、到5000104 kW，并拟建设10个左右各类典型特征的分布式能源示范区域。国家还将在财税和金融等方面专门出台相关的扶持政策，并考虑在电价补贴、接入系统投资、节能奖励等方面给予优惠政策，制定和完善行业技术标准和并网运行管理体系，从而推动智能电网建设。2011年10月，国家发改委等四部委发布了关于发展天然气分布式能源的指导意见（发改能源20112196号）。该意见明确指出：推动天然气分布式能源，具有重要的现实意义和战略意义。天然气分布式能源节能减排效果明显，可以优化天然气利用，并能发挥对电网和天然气管网的双重削峰填谷作用，增加能源供应安全性。目前，我国天然气供应日趋增加，智能电网建设步伐加快，专

7、业化服务公司方兴未艾，天然气分布式能源在我国已具备大规模发展的条件。我国对分布式能源系统的研究应用起步较晚，目前正处于探索、试点阶段。据不完全统计，目前我国分布式能源站总装机容量约500104 kW，分布式能源站装机容量在我国的分布情况见表1.1。表1.1 各地区分布式能源站装机容量（2013年统计）地 区已投产即将投产（kW）上海市0.901041.11104北京市90.4110491.43104广东省216.33104225.09104四川省10.6810413.20104其他地区152.00104164.50104随着国家对天然气分布式能源系统鼓励支持政策的逐步明朗，近期以5家发电集团为

8、代表的大型央企开始快速布局。中国华电集团近50个前期项目正积极推动；中国电力投资集团开发了珠海横琴岛、上海高培中心等项目；中国华能集团开发了惠州东江高新区等项目；中国大唐集团开发了四川广元等项目；中国国电集团正在开发深圳、舟山等项目。其他一些大型企业如中国海油等也在积极筹备，成立专门公司进军天然气分布式能源系统。由此可见，微型燃气轮机必将借助分布式能源大力发展的契机在国内燃气轮机市场占有一席之地。1.2 国外概况微型燃气轮机作为一类新型的小型分布式能源系统和电源装置的发展历史较短，现已有多家公司研制和生产微型燃气轮机，主要集中在北美、瑞典和英国。（1）凯普斯通Capstone凯普斯通公司于90

9、年代初开始开发微型燃气轮机发电机元件，1994年研制成24kW样机，1996年小批量生产了37台样机供现场试验。1997年30kW样机进行现场试验，之后又推出60kW发电机组和45kW车用机组。2000年左右生产出125200kW机组。（2）英格索兰Ingersoll Rand英格索兰公司生产的是PowerWorks系列的微型燃气轮机，功率范围是30200kW，这一系列的微型燃气轮机开发项目始于80年代初，是由NREC的能源系统业务部主持开发的。1999年投入小批量生产。（3）联信Allied Signal联信公司从1998年底开始生产75kW微型燃气轮机，1999年开始批量生产。（4）易利达

10、Elliot易利达公司开发了3种微型燃气轮机，功率分别为45kW、80kW和200kW，最大功率计划为500kW。（5）宝曼Bowman宝曼公司是1994年成立的一家英国公司，起初将易利达公司的微型燃气轮机成套后销售到欧洲市场，其中的高速发电机和调节控制系统是由宝曼公司设计和制造的。1999年开始自主设计和生产功率分别为45kW、60kW、80kW和200kW的微型燃气轮机，未来会将功率范围扩展到500kW。（6）TurbecTurbec公司是1998年成立的一家瑞典公司，其第一个产品是100kW机组，2000年投放市场。之后模化了40kW的机组。（7）普惠（加拿大）P&W Canada普惠（

11、加拿大）公司基于PW6XX航空发动机技术，开发了ST5系列微型燃气轮机，功率范围是250600kW，比目前市场上多数微型燃气轮机的功率要大。目前，国际上微型燃气轮机的先进技术和产品研发主要集中在北美、欧洲和日本，针对微型燃气轮机的未来发展，各地区都制订了相应的战略发展规划，以期在未来的分布式能源市场中抢占先机。美国能源部在“Version21”中，计划到2015年，将以煤为燃料的系统发电系统效率提高到60以上，以天然气为燃料的系统效率提高到75以上，SOx和NOx的排放接近于0。燃料电池以及燃料电池燃气轮机联合循环系统以其高效、低排放的突出优点为达到这个目标提供了可能和保证。日本的多家公司都在

12、积极开发不同功率等级的高效率微型燃气轮机产品，其陶瓷燃气轮机开发计划也是以节能和环保为目标，主要发展过程经历了900的金属涡轮、1200的陶瓷涡轮、1350的陶瓷涡轮三个阶段，并正在向工程实用化方向发展。目前欧共体研发微型燃气轮机的基本方向是燃料电池与微型燃气轮机联合循环技术、低NOx技术、适应多种燃料的微型燃气轮机技术。欧共体各国开展了多项研发计划，如：高效微型燃气轮机能源系统计划：该计划旨在调查基于电功率在20kW至200kW的微型燃气轮机热电联产机组潜在市场，从技术经济的角度与其他形式的热电联产系统进行对比。高效联合循环系统计划：该计划旨在研发高效部件如内冷带回热器的350kW燃气轮机机

13、组。生物质能燃气轮机计划：该计划旨在研究生物燃料在微型燃气轮机应用的前景。汽车用先进燃气轮机计划：该计划以触媒燃烧器、向心式陶瓷涡轮、热交换器为主要发展方向。在燃料电池与微型燃气轮机联合循环技术发展方面，高温燃料电池燃气轮机混合系统的主要发展方向是以固体氧化物燃料电池为基础的联合循环系统。由于固体氧化物燃料电池电解质是固体，可以设计成不同几何结构、可以承受更大的工作压力，其使用寿命长、输出功率范围广，而且可以与燃气轮机、蒸汽轮机组成更大的联合循环系统应用于未来集中式大功率发电，所以固体氧化物燃料电池自2000年以后得到了各国更多的重视和发展。目前世界各研究机构和厂商进行商业化应用研究方向主要是

14、固体氧化物燃料电池燃气轮机混合系统，并朝着输出功率更大的方向发展。因此我国开展高温燃料电池燃气轮机混合系统研发应该首先从固体氧化物燃料电池和微型燃气轮机联合循环混合系统开始。1.3 国内概况我国的微型燃气轮机大力研制主要借助“十五”期间开展的863计划专项“l00kW级微型燃气轮机研制”课题的推动。通过哈尔滨东安发动机有限公司、中科院工程热物理所和西安交通大学等多家单位的联合研发，已经设计和制造了高速涡轮试验台、压气机试验台、小型燃烧室高温进气试验台、箔片式气体动压轴承试验台、高速转子系统试验台、原表面回热器试验台、变频系统试验台、高速永磁电机试验台、整机平衡试验台以及微型燃气轮机热电联供试验

15、台等装置，并完成了核心部件的研发和性能试验工作，获取了相关试验数据，根据研制要求进行了性能优化设计。完成了l00kW微型燃气轮机验证机的设计和制造，正在进行整机测试工作。除参与国家863计划的各单位之外，我国燃气轮机研发、设计和生产的其他高校研究所和企业也都不失时机地开展了微型燃气轮机相关产品的研制工作。中航工业沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司正在进行功率为95kW的微型燃气轮机研制，其压气机、涡轮选用J80涡轮增压器叶轮。中国航空动力机械研究所（608所）测绘仿制了俄罗斯产75kW军用微型燃气轮机机组，研制工作已通过交付验收。上海交通大学和上海理工大学建成以微型燃气轮机为核心的能源岛供

16、能系统试验研究基地。2. 目标机选择2.1 国内市场机型目前，国内市场上使用的微型燃气轮机发电机组几乎均为国外进口，大多使用在分布式热（冷）电联供系统中。2013年统计数据表明，进入中国市场的微型燃气轮机发电机组品牌主要为凯普斯通（Capstone）、Turbec和英格索兰（Ingersoll Rand）。其中凯普斯通（Capstone）微型燃机属于量产设备，国内应用近200台；Turbec国内应用约3台；英格索兰（Ingersoll Rand）MT250机型国内应用约10台，目前已被Flex Energy能源公司收购。国内市场以上三种品牌机型统计详见表2.1。表2.1 各品牌微型燃气轮机发电

17、机组机型统计品牌型号功率kW频率Hz电压V效率%CapstoneC303050400-48026C656550400-48029TA10010050/60400/48029C20020050400-48033C60060050400-48033C80080050400-48033C1000100050400-48033TurbecT10010050/6040030Flex EnergyMT25025050/60400/48030除以上三家进入中国市场的微型燃气轮机供应商外，国际知名微型燃气轮机供应商还包括联信（Allied Signal）、易利达（Elliot）、NREC、宝曼（Bowman）

18、、GE、霍尼韦尔（Honeywell）。目前，这些公司都有30200kW不同发电功率等级的微型燃气轮机产品。2.2 目标机选择分析综合对比各公司的机型发现，在30100kW功率等级范围内，各公司都有多款不同功率的微型燃气轮机产品，而且功率等级间隔小，机型密集，如30kW、35kW、40kW、50kW、60kW、65kW、75kW、80kW、100kW都有对应的产品，而在100300kW功率等级范围内，可能出于联网布局灵活性的考虑，各公司微型燃气轮机大功率机型很少，主要集中在200kW左右，但是随着分布式能源产业的发展，大功率微型燃气轮机的需求可能会有所增加，而且单台大功率微型燃气轮机的建设成本

19、也要低于多台小功率微型燃气轮机联网，这也是大功率微型燃气轮机的优势。 （a）C200 （b）C600（或C800、C1000）图2.1 Capstone微型燃气轮机C200C1000从现阶段国内市场的微型燃气轮机数量和型号来看，凯普斯通（Capstone）占据了绝对高的市场份额而且机型多样，表2.1和相关资料表明，凯普斯通（Capstone）单机最大功率为200kW（型号：C200），功率600kW、800kW和1000kW是以200kW的C200机型为单元模块的并联运行组合机型，如图2.1。我国在“十五”期间863燃气轮机专项计划中提出的微型燃气轮机功率为100kW，整机指标见表2.2。目前

20、，哈尔滨东安发动机有限公司、西安交通大学、中科院工程热物理研究所、上海交通大学等国内企业、院校和研究所正在联合研发100kW微型燃气轮机，已经进入样机试验阶段，预计将会填补国内100kW功率等级的微型燃气轮机市场。表2.2 “十五”期间863微型燃气轮机整机指标技术指标功率效率排放噪声运行工艺100kW本体发电带回热29%热电联供80%燃用天然气9ppm燃用轻柴油35ppm65 dB（10m）连续400h小批量生产经济指标：不低于国际市场2000年的水平综合目前对国内外微型燃气轮机机型的分析认为，100kW以下的微型燃气轮机机型多样、技术成熟、竞争激烈；100kW左右的微型燃气轮机在国家项目支

21、持下正处于国产化后期，研发、设计和加工工艺等方面已有基础，未来市场定位明确；100kW以上的微型燃气轮机机型相对较少，结合单机大功率建设成本优势、市场差异化、避免与国家项目重复投资等因素，将未来所要研发的微型燃气轮机功率等级定在200kW，目标机型定为凯普斯通（Capstone）C200。2.3 目标机指标微型燃气轮机目标机以凯普斯通（Capstone）C200机型为参考，具体技术和经济指标见表2.3。表2.3 200kW微型燃气轮机整机指标技术指标1. 发电性能指标参数功率效率频率电压相位运行指标200kW本体发电带回热33%热电联供80%50Hz400480V三相四线单机或联网2. 燃气发

22、生器性能指标参数压比燃料涡轮进口涡轮出口回热出口指标4 : 1天然气柴油1143K913K553K参数转速噪声寿命形式NOx排放指标45000rpm65 dB（10m）40000h单轴燃用天然气9ppm燃用轻柴油35ppm经济指标： 不低于国际市场2010年的水平下表我公司样机量产后预计价格及凯普斯通公司主要相关产品的价格，供以后市场考察参考。表2.4 样机主要经济指标（人民币）样机C30C65TA100C200万元/台63-6711-1224.2-25.540-41.570-74元/千瓦3150-33503900-42003700-39504000-41503500-37003. 目标机开发

23、的技术路线3.1 技术路线规划技术路线规划以设计路线为主，试验和合作部分相并行。首先，根据参考机型选定目标机参数，进行总体设计；以四大核心部件（压气机、燃烧室、涡轮和回热器）的设计为先导，之后对关键技术逐一突破，调节和控制等外围系统相应设计，最终完成整机匹配。在设计的同时，同期开展整机和核心部件试验台建设，为样机试验做好准备。在技术路线发展的过程中，不失时机地广泛开展国内国际合作，加快我公司自主研发微型燃气轮机的进度。在典型样机研制成功后，进入产品系列化阶段。技术路线规划如图3.1所示。图3.1 技术路线规划3.2 核心技术目前，我国微型燃气轮机发电机组研发与国外相比还存在较大的差距，但已有相

24、对较好的技术储备和工作基础。特别是从“十五”开始，国内对发展微型燃气轮机技术逐渐重视，国家863计划提出了微型燃气轮机专项，由哈尔滨东安发动机有限公司、中科院工程热物理所和西安交通大学等单位联合研制100kW微型燃气轮机，大力推动了国内微型燃气轮机的研发。在“十五”研发工作的基础上，“十一五”规划中又提出攻克100kW级微型燃气轮机及发电机组关键技术，主要开展气动轴承及其耐温涂层关键材料、核心部件延寿及提高整机可靠性、高效紧凑式回热器及高速永磁电机、微型燃机发电机组的优化设计与集成技术、冷热电联供系统匹配技术和工程试验、特种用途微型燃机移动发电机组、微型燃机与燃料电池混合循环发电技术等几项关键

25、技术研究。“十二五”期间，我国仍着重发展微型燃气轮机技术，针对“十一五”期间研发的典型机组，全力解决小型化、可靠性、长寿命、多燃料低污染燃烧、高效紧凑换热器和高温高强度材料等尚未完全突破的关键技术。100kW微型燃气轮机是我国首次开展拥有独立自主知识产权的微型燃机研发专项课题，其进展程度代表了现阶段国内微型燃机的发展水平，在其整个研发过程中所取得的成果、积累的经验和遇到的问题都对我公司研发200kW微型燃机具有极其重要的借鉴价值。由此，在我公司200kW微型燃机的研发技术分析中，特别关注了当前100kW微型燃机课题的进展情况，以此作为未来200kW微型燃机研发的基础和瓶颈预测。3.2.1 离心

26、式压气机微型燃气轮机主要采用离心式压气机，压比多在3.04.0之间，在满足高效率的同时，还要拓宽高效区范围和稳定工作区范围。尽量采用全三维气动计算方法设计叶轮及通流部分，压气机样机需经过全参数气动试验。作为100kW微型燃气轮机的核心部件之一，离心式压气机的设计和试验工作从“十五”微型燃气轮机专项立项后便由西安交通大学和中科院工程热物理研究所共同承担。目前，压气机的研发工作进展顺利，成功解决了多项技术问题，已经研制出满足100kW微型燃机的压气机，并通过了整机性能试验测试，达到既定目标。3.2.2 向心涡轮微型燃气轮机主要采用向心涡轮。其叶轮成型采用先进全三维设计技术，出力满足设计要求。叶轮采

27、用高温合金材料，并采用耐高温涂层和新型密封技术。涡轮需进行全参数气动试验，进行调整和改进。100kW微型燃机的向心涡轮研发由西安交通大学承担，现已完成了叶轮气动、强度及重量综合优化设计，建立了向心涡轮气动性能试验系统，完成了涡轮性能试验，结果达到设计指标，满足设计要求。3.2.3 燃烧室燃烧室能兼烧气体燃料和轻质液体燃料，火焰筒壁面不超温，污染物排放不超标。燃烧室经过全工况热态试验。100kW微型燃机的燃烧室研发由中科院工程热物理研究所承担，现已完成全部的设计和试验工作（点火试验、燃烧特性试验、甩负荷试验和空载试验），燃烧效率、总压恢复系数和NOx排放等指标都已满足要求，达到设计指标。3.2.

28、4 回热器采用高换热系数、低流动损失的板翅式或三元无定向翅片管回热器设计计算技术，并达到最小容积和流阻，回热器具有良好的抗疲劳、防泄漏和防沾污性能。回热度可变以适应分布式热（冷）电联供系统负荷变化需要。100kW微型燃机的回热器由西安交通大学和中科院工程热物理研究所共同承担，现阶段已完成整机和部件冷态阻力测试试验和部件热态试验，结果部分满足设计要求，但是在总压损失、焊接工艺、紧凑性和小型化等方面仍需要进一步优化。回热器研发仍是100kW微型燃机在“十二五”期间亟待解决的问题之一。3.2.5 轴承主要包括气膜轴承动力特性、气膜厚度、气膜稳定性和测试技术。目前，国际先进微型燃机都采用气动轴承轴系，

29、但是该种轴承的多项技术对我国进行封锁。100kW微型燃机的轴承研发由西安交通大学和中国航空动力机械研究所共同承担，在该项技术问题上采用了两种轴承轴系，即滚动轴承轴系和气动轴承轴系。两种轴承轴系均已完成试验台的搭建，试验结果表明，现阶段滚动轴承轴系能够在额定转速45000r/min下带载稳定运行，高速动平衡试验中的弹支应变、转子位移、轴承温度和支座振动等参数均远小于限制值；气动轴承轴系未达到额定转速，最高转速16000rpm，主要问题集中在箔片和联轴器振动方面。气动轴承轴系的研发仍是100kW微型燃机在“十二五”期间亟待解决的问题之一。3.2.6 核心部件工艺包括压气机、涡轮机加工成型技术，燃烧

30、室激光切割、等离子焊接技术、高温部件热障材料喷涂工艺，回热器薄板连续焊接工艺等。100kW微型燃机核心部件工艺由哈尔滨东安发动机有限公司承担，从核心部件的试验结果来看，压气机、涡轮和燃烧室的制造工艺基本达到100kW微型燃机需求，但是在回热器焊接工艺方面仍存在问题，试验过程中发生内部泄漏；同时，在涡轮应用高温高强度材料方面有待改善和提高。3.2.7 控制和电力变换系统控制系统包括控制策略和控制器（软件和硬件）的研制，制定控制参数和保护参数值，实现运行控制和系统保护，满足系统控制的各项要求。电力变换系统受电力控制系统的控制。100kW微型燃机的控制和电力变换系统由哈尔滨东安发动机有限公司承担，控

31、制系统现已完成与整机联调，结果满足要求。电力变换系统已完成试验室试验，正在进行安装调试。3.3 重点突破技术国内二十多年来，对微型燃机进行了比较系统的研发工作，发展了一整套设计理论和方法，提出了新型的设计，建立了具有世界先进水平的实验和加工设备，取得了很好的研究业绩，具有很好的技术储备和研发特色，在此基础上经过再努力完全有可能达到国际水平。但是，现阶段仍存在较大的差距。通过对国家863计划提出的100kW微型燃机研制现状的分析认为，我公司200kW微型燃机研发仍将面对的主要技术难题包括总体设计基础薄弱、高转速空气轴承和高性能紧凑式回热器。3.3.1 总体设计基础薄弱总体设计技术主要包括两个方面

32、，即性能总体设计和结构总体设计。其中，性能总体设计针对整机总体方案、节点参数和全工况性能；压气机、燃烧室、涡轮及回热器等核心部件的热力参数匹配和最优化技术；旋转部件轴系稳定性；高效减噪音技术等。结构总体设计针对紧凑、合理的结构设计；进排汽系统设计；外形设计；整套发电系统控制核心装置设计等。目前，我国的100kW微型燃机尚处于样机试验阶段，距产品化还有一定差距，除各部件性能考虑了总体匹配外，其他很多问题尚缺乏总体设计意识，而这部分技术问题可能是100kW微型燃机未来产品化过程中即将面对的难点之一。我公司200kW微型燃机研发和产品化同样面对总体设计经验不足的问题。3.3.2 高转速气动轴承目前，

33、我国针对100kW微型燃机自主研发的气动轴承所能承受的转速远低于设计指标，尚不能满足100kW功率等级的微型燃机。所以，我公司200kW微型燃机研发和产品化受现阶段国内高转速气动轴承整体研发水平的限制，仍是需要重点突破的技术难题。3.3.3 高性能紧凑式回热器微型燃机的回热器材料必须选择不锈钢做基体，结构上选择板翅或原表面的高效紧凑式。目前，我国对不锈钢板翅式和原表面式回热器均未研制出适合微型燃机使用的成熟产品。100kW微型燃机的回热器样机体积庞大，其换热性能远不满足微型燃机的需求，而且在加工制造工艺方面仍难以保证回热器的性能。所以，高性能紧凑式回热器仍是我国微型燃机发展的瓶颈之一，也是我公

34、司200kW微型燃机研发和产品化的瓶颈。4. 微型燃机产品开发路线基于对微型燃气轮机应用背景的认识、市场机型的对比和研发技术的分析，我公司200kW微型燃气轮机以凯普斯通（Capstone）C200机型为蓝本，在研发条件具备时，可遵循本节草拟的开发路线开展工作。4.1 方针（1）以国内微型燃机研发技术水平为基础，充分借鉴当前微型燃机的研发经验，与国内具备微型燃机研发力量的高校、研究所和企业广泛合作，在短期内初步构建起我公司自己的微型燃机研发平台，为加快今后微型燃机产品开发速度提供必要的条件。（2）以培养微型燃机研发队伍为先导，逐步形成我公司自己的具备研发、设计、试验、工艺和制造的微型燃机科研力

35、量，为自主研发和先进技术引进储备人才。（3）以国际合作和技术引进为契机，通过合作学习优秀设计理念和先进制造工艺，通过引进弥补短期无法突破的技术瓶颈，保障微型燃机研发进度，加快目标机的成型和制造步伐，尽早达到国内微型燃机整体研发水平。（4）以抢占市场份额为根本，不断完善和优化目标机性能，先开发出一款完备的典型机型，投放市场，创造业绩，与此同时，着手系列化产品的开发，丰富产品型号，拓宽适用范围。4.2 规划微型燃机的研发以五年（2015.012020.01）为规划时限，分技术和合作两条路线，两条路线并行，最终达到目标机的产品定型。4.2.1 技术路线（1）2015.012015.06（6个月）：微

36、型燃机核心技术学习和概念机设计。主要进行相关设计理论的补充学习和样机各部件设计方案论证，完成概念机设计。（2）2015.072016.12（6个月）：微型燃机虚拟机设计和样机初期设计。主要基于计算机仿真平台将概念机设计实体化，进行性能匹配的计算、校核和改进，逐渐细化设计，将虚拟机设计过渡到样机初期设计，完成样机初期设计。（3）2016.012016.12（12个月）：样机核心部件加工制造和试验，完成样机设计定型。（4）2017.012017.06（6个月）：定型样机加工制造；配套辅助系统设计和外协。（5）2017.072017.12（6个月）：完成样机的整机装配、调试和试验。（6）2018.0

37、12018.06（6个月）：完成样机的优化和产品机型结构设计。（7）2018.072018.12（6个月）：生产产品机和试运行。（8）2019.012019.12（12个月）：进行产品机型的初步系列化设计。4.2.2 合作路线（1）2015.012015.06（6个月）：与国内高校、研究所和企业洽谈合作事宜及技术合作单位。（2）2015.072016.12（18个月）：开展技术合作，在合作单位的配合下完成技术路线中该时间期限内的各项工作。（3）2017.012017.06（6个月）：与国外微型燃气轮机供应商咨询、洽谈产品的引进和技术合作。（4）2017.072018.06（12个月）：引进产品

38、和技术，消化吸收，部分应用到我公司自主研发的微型燃气轮机的产品机型中。（5）2018.072019.06（12个月）：销售引进机型，创造业绩；同期，建立我公司自主研发的同款机型示范基地。（6）2019.072019.12（6个月）：我公司自主研发首台套微型燃气轮机发电机组营销，展出系列化机型样机。165. 总结本报告从微型燃气轮机的研发背景及应用、目标机选择和技术分析角度论述了我公司200kW微型燃气轮机产品开发的可行性，基于以上论述提出了200kW微型燃气轮机产品开发技术路线规划。通过本报告的调研得出以下结论：（1）微型燃气轮机已经成为分布式能源的主力，随着我国以及全球范围内分布式能源应用的

39、多样化发展，分布式能源必将成为与传统能源并立的能源利用形式而得以推广，由此，微型燃气轮机的市场需求势必随之增加，前景广阔。（2）北美和欧洲的微型燃气轮机历经二十年发展至今，技术、产品和市场相对成熟，为全球微型燃气轮机的发展奠定了基础，积累了大量的可借鉴的经验；我国的微型燃气轮机已有近十五年的大力发展，虽然尚无商业化产品，但已突破大部分核心技术，建立起整套的设计和试验体系，为我公司微型燃气轮机的研发铺平了道路。（3）全球范围内，微型燃气轮机机型的功率等级集中在30100kW，机型多样；100300kW功率等级的机型相对较少，现阶段高功率需求以多台低功率单机并联方式满足，各公司都有高功率单机技术储

40、备和发展规划，面对日益激烈的市场竞争，高功率低建设成本的机型可能会得到更广阔的应用。由此，我公司自主研发的微型燃气轮机功率拟定为200kW，并依据市场成熟机型提出了技术和经济指标。（4）通过对微型燃气轮机核心部件的拆解，根据国家863计划100kW微型燃气轮机现阶段的研制水平，评估了核心技术的成熟度，提出了三个重点突破技术。基于以上对技术现状的分析，认为国内微型燃气轮机研制水平已有较大提升，大部分核心技术日趋成熟，具备产品化基础，部分瓶颈技术正在突破之中，有望得以解决。（5）基于报告内容，提出了我公司开发微型燃气轮机产品的战略方针“以国内技术水平为基础，以培养研发队伍为先导，以技术引进为契机，以抢占市场为根本”；拟定了20152020年的五年规划，以技术路线为驱动、合作路线为助力，力争五年达到“生产200kW成熟机型、初步其他功率等级机型系列化”的目标。