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7kW级微型燃气涡轮发电机

成果类型:: 新技术

发布时间: 2022-08-12 11:24:22

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”智能技术体系化应用专业科技服务团| 毕光元 | 2022-11-07 17:10:02
7kW级微型燃气涡轮发电机是一种便携式动力和发电设备,可广泛用于单兵便携式电源、电动汽车增程器、微小型无人机动力、地面应急电源、太阳能光热发电等诸多领域。目前,国内外已有的7kW级动力和发电系统均基于活塞式发动机,由于活塞发动机转速较低导致整个动力和发电系统的重量和体积均较大、便携性较差,同时由于整个系统比较复杂,使得系统的可靠性和维修性较差、寿命较低。而微型燃气涡轮发电机则可以完美解决活塞式内燃机动力和发电系统的上述固有问题,具有结构简单、体积小、重量轻、寿命长、环保性好、可靠性高、维修性好等特点,是活塞基动力和发电系统的“终结者”。目前相同功率量级微型燃气涡轮发电机国外尚处于研制阶段,并无成熟产品;国内其他单位尚未开展7kW级微型燃气涡轮发电机的相关研究,已有的30kW级微型燃气涡轮发电机多以模仿国外产品为主,自主知识产权性较差。
本项目研制的7kW级微型燃气涡轮发电机将燃气涡轮发动机和发电机同轴布置,利用燃气涡轮发动机直接驱动高速发电机,同时在研制过程中还采用了先进的气动和结构设计技术、燃烧技术以及回热技术,使得产品的油耗仅为0.46kg/(kW·h),并可以采用航空煤油、柴油、天然气等多种燃料,重量是现有微型发电机的1/10,而寿命则是现有微型发电机的6倍,且整个产品的零部件数量不超过50个,大大提高了可靠性、维修性。产品综合性能及各项指标在国内外均处于绝对领先地位,且具有完全的自主知识产权。

我国微小型燃气轮机的研制起步较晚,从发展阶段来看,我国的微小型燃气轮机尚处于系统研发、产品研制与示范阶段,尚需关键技术研发、试验验证与市场认可。面临的主要问题有:

系统设计及关键技术有待提高。微小型燃气轮机的研发需要具备一套完整的设计、试验和制造体系。作为市场中的后来者,我国自主知识产权燃气轮机要在市场上有立足之地,既要规避国外燃机已有的专利及受保护技术成果,还要在性能上达到或接近国外新产品的水平。然而我国开展微小型燃气轮机研制时间较短,研制经验不足,基础研究还不充分,系统设计研发能力较薄弱。

装备制造基础有待提升。微小型燃气轮机的发展涉及多种学科,与国家基础工业的发展水平密切相关,受机械制造、材料工艺、冶金、电子信息和试验测试等技术发展的影响很大,我国需要继续加强相关材料及工程化基础研究。

北航工研院相关研发团队,已获得授权国家发明专利2项,另有11项发明专利、1项实用新型专利均已受理。

加强战略研究。客观认识我国微小型燃机的研发能力及差距,坚定自主研发决心,加强战略研究,加速形成我国微小型燃气发展完整、明确、稳定的发展规划及思路。

积极发挥企业创新主体作用。微小型燃气轮机市场竞争激烈,应积极营造支持燃气轮机产业发展的政策环境,充分利用税收、金融等市场经济手段对燃气轮机给予必要的扶持。建议对燃气轮机研制项目和示范工程实行优先审批制度,利用税收及首台(套)设备等优惠政策,鼓励技术研发,积极推进示范工程建设。

以具有自主制造能力的企业为主体,建立团结协作、集智攻关、“产学研用”相结合的创新研制体制,充分发挥企业的主观能动性,把企业的发展目标和国家燃气轮机的发展目标紧密结合,形成可持续发展的能力。

国家给予支持。微小型燃气轮机是国家的战略性产业,国家应给予资金支持。建议两机专项高度跟踪关注微小型燃气轮机后续相关工作。建议科技成果转化引导基金予以支持,形成必需的试验验证条件,为微小型燃气轮机研制提供必要的技术支持。

加强人才队伍建设和国际技术合作。贯彻以人为本的理念,深入实施人才战略,加大对燃气轮机人才培养和引进的支持,加强国际技术合作。

该产品可以技术合作,技术转让等模式合作。