摘要：本文簡單分析了小型燃汽輪動機與傳統(tǒng)發(fā)動機的性能特點，并介紹小型燃氣輪動機為動力的輔機電站技術(shù)的研究情況，并對相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的可行性進行分析，旨在提高小型燃動輪機的整體節(jié)能效果，提升能源使用效率。

關(guān)鍵詞：小型燃氣輪機；輔機電站技術(shù)

隨著人們節(jié)能意識不斷覺醒，高效、節(jié)能逐漸成為人們?nèi)粘Ｉ钪嘘P(guān)注的重點，小型車輛是人們?nèi)粘Ｉ钪兄匾M成部分，其節(jié)能、生產(chǎn)效果得到更多人的關(guān)注。小型燃氣輪機屬于一種新興電源裝置，其分布式能源系統(tǒng)運行能力強，能滿足車輛不同行駛情況下的需要?，F(xiàn)階段，人們對小型燃氣輪機的研究不斷深入，小型燃氣輪機的單機功率已從傳統(tǒng)的數(shù)十千瓦發(fā)展到數(shù)百千瓦甚至更多，它作為典型的軍民兩用裝置快速發(fā)展，在國防、經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮重要作用。本文以此為基礎(chǔ)，對小型燃氣輪機為動力的輔機電站技術(shù)進行簡單分析。

1.小型燃汽輪動機的性能分析

與傳統(tǒng)的發(fā)動機相比，燃氣輪動機的優(yōu)勢較為明顯，本文簡單統(tǒng)計幾種發(fā)動機的性能，具體數(shù)據(jù)見表1。

表1 幾種發(fā)動機性能統(tǒng)計

組別 （小型）燃氣輪動機 柴油機 轉(zhuǎn)子機

優(yōu)點 ①體積小，質(zhì)量輕，方便攜帶，能滿足多種情況下的行車要求；②使用壽命長，安全可靠；③不受氣候影響；④可使用多種燃料 ①經(jīng)濟性能好，燃料費較低；②相關(guān)配套技術(shù)相對完善，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛發(fā)動機的系統(tǒng)化處理；③安全可靠 ①質(zhì)量較輕，且體積相對較小；②安全可靠；③維修方便，且維修費用較低；④采購費用低

缺點 ①采購費用較高 ①質(zhì)量大，且體積較大；②在寒冷地區(qū)需要注意啟動加熱問題；③只能使用采油 ①在寒冷地區(qū)需要注意啟動加熱問題

由表1可發(fā)現(xiàn)，燃汽輪動機除采購費用較高外，對環(huán)境的適應(yīng)能力、發(fā)動機體積等均優(yōu)于其他發(fā)動機，具有較高的應(yīng)用價值。

2.小型燃氣輪機為動力的輔機電站關(guān)鍵技術(shù)分析

軍用車輛由于性質(zhì)不同，因此往往裝備輔助電站，保證能在車輛電力不足的情況下為車輛提供備用電力。與此同時，輔助電站與渦輪增壓系統(tǒng)的工作參數(shù)具有相似性，為進一步減小體積，本文結(jié)合相關(guān)資料，提出渦輪增壓系統(tǒng)與車載輔助微型燃氣輪機電站一體化的方案（下文簡稱為ITSGS），對輔助電站關(guān)鍵技術(shù)進行簡單分析。

2.1 ITSGS工作原理

本文統(tǒng)計ITSGS工作原理，該系統(tǒng)在運行過程中，電控單元輸出裝置能根據(jù)相關(guān)信號，掌握燃氣輪機運行情況（主要指虛線區(qū)的功能切換）。當(dāng)車輛啟動或加速時，通過電動機輔助驅(qū)動系統(tǒng)，能夠進一步提高系統(tǒng)進氣壓力；在大負荷運轉(zhuǎn)時，渦輪的一部分動能就會通過發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能，并被儲存。

在整個系統(tǒng)中，該系統(tǒng)能根據(jù)小型燃氣輪機工況，通過燃燒室燃燒所產(chǎn)生的能量實現(xiàn)功率輸出，產(chǎn)生電能；而產(chǎn)生的電能接受逆變、濾波等處理后，完成電能儲存，最終為負載提供使用能源。

2.2 ITSGS系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)階段外匯熱氣研究結(jié)果與生產(chǎn)技術(shù)，本文所分析的ITSGS系統(tǒng)主要采用簡單燃氣輪機熱力系統(tǒng)，符合當(dāng)前小型燃氣輪機的技術(shù)要求。

考慮車輛廢氣排放的相關(guān)要求，在渦輪葉輪與壓氣機之間設(shè)置蝸殼體，蝸殼體之間還要設(shè)置相應(yīng)的潤滑管路與軸承，葉輪不采用背靠背的布置方式，保證渦輪側(cè)無法向多數(shù)小型燃氣輪機一樣，不會出現(xiàn)燃燒室空間過大的情況。由于小型燃氣輪機的噴油量較小，若采用傳統(tǒng)的多管燃燒室，會導(dǎo)致各管間所分配到的噴油量減少，最終導(dǎo)致噴嘴在工作過程中更容易出現(xiàn)堵塞、腐蝕的現(xiàn)象，不利于提高ITSGS系統(tǒng)運行效率。因此，本文所選擇的燃燒室為小型單管燃燒室，通過在渦輪機體上水平布設(shè)燃燒室，靈活確定燃燒室容積，有利于進一步提高工作效率與檢修效率。從造價方面來看，本文所介紹的ITSGS系統(tǒng)熱效率較低，但與傳統(tǒng)的車載電站的發(fā)動機動力源相比，該技術(shù)在成本、改善車輛功能等方面具有明顯優(yōu)勢，可以做進一步推廣。

2.3 ITSGS系統(tǒng)可行性分析

根據(jù)性能、質(zhì)量等因素，評價ITSGS系統(tǒng)可行性。按照燃氣輪機工作流程與既定的（可行性研究過程中所選擇的目標(biāo)）部件工作效率，取當(dāng)前渦輪燃氣溫度與氣壓機增壓比，計算燃氣輪機各方面參數(shù)（包括溫度、比熱度、輪機壓力等），根據(jù)所要達到燃氣輪機功率確定空氣流量，也可以根據(jù)上述數(shù)值確定燃氣輪機功率。

3.結(jié)束語

本文簡單分析了小型燃氣輪機為動力的輔機電站關(guān)鍵技術(shù)。從小型燃氣輪機的優(yōu)勢入手，分析其在車輛運行過程中所發(fā)揮的積極作用；之后根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準與資料，分析ITSGS系統(tǒng)，討論ITSGS系統(tǒng)運行原理、基本內(nèi)容與設(shè)計可行性。從分析效果來看，上述設(shè)計內(nèi)容具有一定的可行性，但對設(shè)計人員而言，應(yīng)根據(jù)車輛功能要求，選擇合理系統(tǒng)，保證關(guān)鍵功能設(shè)置的科學(xué)性。

參考文獻：

[1]衛(wèi)琛喻，臧述升，葛冰，等.小型燃氣輪機濕空氣透平循環(huán)變工況性能[J].上海交通大學(xué)學(xué)報，2013，47（03）：346-351.

[2]馬莘源.“育鯤"輪燃氣輪機冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的方案設(shè)計與研究[D].大連海事大學(xué)動力機械及工程專業(yè)碩士學(xué)位論文，2012，6：9-10.

作者簡介：馬明軒（1988.7-），男，漢，河北省滄州市，學(xué)歷，大學(xué)本科，職稱，助理工程師，主要研究方向或所學(xué)專業(yè)，輪機工程。