微型燃气轮机是一类新近发展起来的小型热力发电机，其单机功率范围为25～300kW。根据调研，现阶段微型燃气轮机生产制造技术主要由美国凯普斯通(Capstone)、蝗虫动力(Locust Power)等欧美企业控制并在国外军用装备、民用船舶中得到应用。我国在微小型燃气轮机领域，特别是150kW以下微型燃气轮机，尚缺少成熟的自主研发产品。2019年，嘉兴市高新技术企业浙江意动科技股份有限公司自主开发了NH-15-Z型15kW微型燃气轮机。基于其产品参数和我国民用船舶技术特点，对产品在国内民用船舶领域应用的可行性进行初步探索。
产品技术参数
跟随美军行进测试的“机器骡子”
作为行业的领军人物和各项核心专利的拥有者，在黄若教授项目成果对外发布后，前来咨询和洽谈合作的络绎不绝。日前黄教授团队已经接到了来自航空航天、兵器与燃气轮机企业的订单意向。
微型燃气轮发电机大小与微波炉相当，可以产生超过其重量十倍的最大推力。KW Micro Power通过 Velo3D的几乎无需支撑设计的金属粉末床3D打印技术开发微型燃气轮机，计划2020年年初商业化。
老式燃气轮机
微型陶瓷燃气轮机便在车辆电动化发展大趋势的今天解决了这一难题，开辟了新的应用场景。
持续一年的项目运营，验证了ENN100微型燃气轮机的可靠性。新奥动力根据客户反馈，持续对燃机机组进行优化和升级，系统目前已实现智能化，能够完成一键启动、自动运行、无人值守、远程监控等功能，并实现了孤岛运行、并网与孤岛模式自由切换等功能。
按照功率等级，燃气轮机可分为微型、小型、中型和重型。其中：发电功率为1 MW以下的称微型燃气轮机，1~10 MW为小型燃气轮机，10~100 MW为中型燃气轮机，100 MW以上为重型燃气轮机;10 MW以下可统称为微小型燃气轮机，10 MW以上可统称为中重型燃气轮机。
ENN100微型燃气轮机2018年3月25日在浙江省金华市兰溪贝斯特铝制品有限公司首次进行商业化示范运行，截止目前稳定运行一周年。贝斯特有电和蒸汽需求，原提供蒸汽的燃煤锅炉已不能满足当地排放指标，且电力负荷经常超标。ENN100微型燃气轮机和余热锅炉组成的热电联产系统代替原有的燃煤锅炉，不仅提供生产所需的全部蒸汽和部分电力负荷，而且完全满足排放要求。
一、关于微小型燃气轮机
与中重型燃气轮机相比，微小型燃气轮机应用面更广、需求量更大，是分布式供能、天然气发电、工业驱动、军用电源、直升机动力和车船动力等领域的核心装备，对提高能源利用效率、降低PM2.5、NOx及SO2等污染物的排放，以及提升武器装备技术水平与作战能力具有重要意义。
二、国际发展现状与趋势
在微型燃气轮机技术与产品方面，Capstone公司处于绝对领先地位，占有世界微型燃气轮机市场80%以上的份额。Capstone公司成立于1988年，自1998年第一台微型燃气轮机成功投入商业用途，至今已有超过5000台机器在世界各地运行，累计运行时间已超过1500万小时。作为最早研发也是目前最成功的微型燃气轮机，Capstone微型燃气轮机集航空涡轮发动机技术、高效军用回热器技术、空气轴承技术、高速永磁发电技术、清洁的超低排放技术、高度集成的数字电力转换技术等核心技术于一体。整台机组只有一个运动部件，使得结构更加紧凑;机组采用空气冷却，无需润滑油和冷却液，几乎无运行维护费用;另外，机组能够适应多种燃料，排出的烟气具有较高的余热，可以回收利用;全部采用模块化设计，便于自由组合使用。Capstone微型燃气轮机功率范围覆盖30~1000 kW，有C30、C65、C200、C600、C800和C1000等系列。
Solar公司致力于小型燃气轮机研发生产，生产的10 MW以下机组占有世界60%以上的市场份额。Solar公司创建于1927年，现有13890多台燃气轮机机组在96个国家运转，是世界上最大的工业用燃气轮机(1~22 MW)生产厂商。Solar公司现已形成了Mercury(水星)、Centaur(人马座)、Taurus(金牛)、Saturn(土星)、Mars(火星)和Titan(大力神)等6个燃气轮机产品系列，主要用于备用电源、连续发电、热电联供及动力驱动产品。核心产品包括Mercury50(4.2 MW)、Centaur40(3.6 MW)、Centaur50(4.6 MW)、Saturn20(1.2 MW)和Taurus60(5.6 MW)等。
三、我国发展现状与面临的主要问题
四、对策建议
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Velo3D的另一个差异化是使用变化的激光功率，大多数3D打印设备在整个零件层中使用相同的激光功率，Velo3D可以将20多种方案应用于每个层中的零件特定部分。结果带来较少的应力，更高的零件精度和更快的构建时间。
微小型燃气轮机的核心技术：一方面，是热端部件材料及制造工艺、低污染燃烧技术等与其他功率等级燃气轮机所面对的同样关键技术问题;另一方面，则是由于微小型燃气轮机具有尺寸小和转速高的特点，具备一些特有的技术难点，如紧凑式回热器、高速空气轴承和高速电机等。
NH-15-Z型15kW燃气轮机是对标美国凯普斯通公司产品，自主开发的一款具有高效一体式转子系统、高性能燃烧室、紧凑轻质回热器、高减速比减速器等诸多核心技术的15kW级微型燃气涡轮发动机。发动机主体包括两部分：涡轴发动机本体(带环抱式回热器)和行星齿轮减速器。产品主要性能参数如表1。
从民用的汽车火车飞机，到军用的坦克舰船飞行器，实现长距离的移动都离不开动力机械装置。
在一定的外部环境和受力下，气体在叶轮内流动会形成一定的“气体流动轨迹曲线”，而“流线隧道轮”设计使得各方向受力更均衡，将“气体流线孔”尽可能趋近理想的“气体流动轨迹曲线”，以提高气体流动性能，进而提高整机性能。
燃气轮机是涉及国家能源和国防安全的战略性产业，是能源动力装备领域的最高端产品，代表装备制造业的最高技术水平。
根据3D科学谷的了解，在制造“宇宙飞船”这个核心零件的过程中，Velo 3D的设备发挥了作用。
电动化的重型卡车
据了解，该机组投运后，年回收放空天然气将达约673.2万立方米，减少碳排放1.26万吨，折算节省外购电费超1200万元。
据悉，国产小型燃气轮机利用海上油田生产的伴生气进行发电，将以往受限于处理设施而无法外输的天然气充分利用，实现了保护生态环境、避免资源浪费、创造经济效益的三重利好，是中国第一大原油生产基地——渤海油田实施绿色低碳发展战略的重要实践及响应国家“双碳”号召的务实举措，为中国海上油气生产平台加快节能减排、清洁生产、提质增效作出了关键尝试。
与船舶动力适用性
现阶段微型燃气轮机在国内民船未得到实船应用，其安全性尚缺乏实践检验和有效论证。
制造的挑战是微型燃气轮机的内部通道。大多数增材制造技术，特别是基于粉末床的金属3D打印技术，需要一系列类似脚手架的支撑设计，以防止工件在制造过程中下垂和翘曲。虽然昂贵且耗时，但是在构建后加工或磨削这些支撑已经成为行业惯例。Velo 3D的设备则大量减少这些支撑部分的设计，这给复杂零件的设计进一步带来了灵活性。