一、燃气轮机发电在世界上已进入高度发展的时代 
　　燃气轮机发电问世半个多世纪，就象一切先进的科学技术一样，初生时就显示其有生命力，为人注目，经几代人精心培育，这一技术日趋完善，得到了广泛应用，并达到高度发展的境地。 

　　燃气轮机利用燃烧产生的燃气直接做功，完成布雷顿（B11］41tOn）循环，不同于常规蒸汽轮机由燃烧加热产生蒸汽，蒸汽做功完成朗肯（Rankine）循环。蒸汽循环参数的提高受到限制，蒸汽轮机发电效率也受限制。燃气轮机可提高燃气初温来提高效率。因此，燃气轮机就有效率高、重量轻、结构紧凑，以及机动灵活等一系列优点而广为人们重视。

　　我国以钱学森先生和已故吴仲华先生等为代表的一大批专家和科学家，在开创燃气轮机学说理论上起到奠基人的作用，在国际上都享有盛誉。我国已有几代燃气轮机的专业人员在设计、制造、应用等方面作出过重大贡献。 

　　目前就世界范围而言，燃气轮机发电已是电力结构中的重要部分，而在新增发电容量中更占主要成份。以1996年6月至1997年5月为例，世界燃气轮机订货量达892台，总功率28，552 MW。美国能源部能源信息中心（DOE·EIA）的最新统计资料表明，截止到1998年1月1日止，美国Utility燃气轮机及联合循环的装机容量达79，355 MW，机组共1，751台（套），占美国Utility总装机容量754，925 MW的10.5％。又据统计，发达国家每年新增的联合循环总装机容量约占火电新增容量的40％～50％。

　　简单归纳燃气轮机五十多年来已发展的水平为：

　　（一）透平前燃气的进口温度由早期的600～700℃，到现在一般水平都已超过1，100℃，有些已投入商业应用的机组，燃气进口温度达到1，288℃，高的甚至达1，430℃。

　　（二）燃气轮机简单循环的热效率已由早期的16％～25％，现已提高到36％以上，高的达38％一39．5％。

　　（三）燃气轮机高温部件（涡轮喷咀、动叶）的材料，由最早的GJP450、U500、In738等一般合金材料，发展到合金金相结构控制的材料，出现了同向结晶或定向结晶的GTD111、DS GTD111，最新材料已使用单晶工艺。金属材料的进步还表现在涂层的应用上。涂层减轻了腐蚀和氧化，使用寿命增长了10一20倍，早期有铂铝（Pr Al）涂层，后来又发展等离于保护GT一29和GT一29IN一PLUS TM等。先进材料和涂层的应用使透平前燃气进口温度提高150～200℃左右。

　　（四）高温部件在改进材料的同时又不断改进冷却技术。早期喷咀和动叶采用对流、冲击等空气冷却，现已广泛采用气膜冷却、发散冷却。先进的冷却技术可使透平前燃气进口温度再提高500一800℃。

　　（五）燃气轮机简单循环单机功率由早期的几千千瓦发展到100 MW以上等级的大机组，近年来250～300 MW的机组也己投入商业应用。

　　（六）燃气轮机发电已广泛应用能量的综合利用，循环方式多样化，特别是燃气：蒸汽联合循环发电技术更为完善，装置净效率已提高到58％～60％，出现了燃气、蒸汽集为一体的单轴机组。

　　随着燃气轮机技术的不断成熟，燃气轮机发电在世界电力结构中的比例不断增加。据统计，自1968年至1995年，世界范围销售发电用燃气轮机13，373台，总装机容量达37．7517万MW，而其中机组数的32.24％，装机容量数的43.58％是在1990年至1995年短短的六年中的增长量。 

　　据美国能源部能源信息局（DOE EIA）预测，1998年～2007年十年内，计划新装机52，044 MW，其中燃煤机组2,559 MW（4.9％），燃油机组1,444 MW（2.8％），燃气机组46,181 MW（88.7％），燃油及燃气机组大部分是燃气轮机及联合循环机组。

　　表1代表当代最新技术水平的燃气轮机

国外主要公司 GE ABB Siemens（kwu） 西屋 三菱 
简 
单

循

环
 机型 MS9001FA MS9001G GT26 V94.3A 701F 701G 
输出功率（MW） 226.5 282.0 265 240 246 310 
压比 14.7 23.2 30 16.6 17 21 
透平前燃气温度（℃） 1,288 1,430 1,260 1,190 1,290 1,415 
热效率（％） 35.7 39.5 38.5 38 37 39 
高温一级动叶材料和涂层 DS GTD-111(同向结晶) GT-29IN PLUS TM(涂层) 　 　 MGA 1400 MGA 2400
 
高温一级动叶的冷却技术 空气冷却
 空气冷却 气膜冷却 空气冷却 
排放量控制（PPM） ﹤25 ﹤25 ﹤25 ﹤25 
工艺流程特点 　 两段燃烧技术 　 　 
联合循环 机型 S109FA S109G KA26-1 GUDIS.94.3A 　 MPXP1(TOIGI) 
联合循环输出功率（MW） 348.5 420 396.0 359 　 420 
联合循环效率（％） 56.3 58 58.5 58.1 　 58 

　　二、世纪燃气轮机发电更将成为世界各国经济可持续发展的动力

　　“可持续发展”是21世纪的发展战略。可持续发展不仅指满足当代人的需要，还要充分考虑不对后代人满足其需要的能力构成危害。可持续发展包括经济和社会的发展，也包括保持和建设良好的生态环境。根据可持续发展战略，21世纪世界电力的发展更将体现能源的高效、洁净利用，合理的电力结构，以及良好的环境保护。燃气轮机发电技术能满足可持续发展战略的选择。 

　　（一）燃气轮机能满足新世纪高效率。高性能的要求 

　　国外一些燃气轮机厂商已推出“先进级”燃气轮机及其联合循环。其中有美国GE的MS7001H、MS9001H，美国西屋的501ATS，以及德国Siemens／kwu的V94.3A等。这些机型简单循环的效率﹥40％。这些代表21世纪的高新技术，主要包括： 

　　1．透平通流部分采用完善的三元流动设计。

　　2．高温部件（喷咀和动叶）采用超级镍基、钻基高温合金和定向结晶库晶体成形材料结构，应用陶瓷耐热层。

　　3．高温部件采用闭式蒸气冷却。

　　4．在燃气轮机热力循环工艺上也有改进。瑞士ABB公司的GT一24、GT一26采用二次燃烧，德国Siemens的V94.3A采用压气机中间冷却技术。

　　（二）采用燃气一蒸汽联合循环和能源综合利用的总能系统概念

　　燃气-蒸气联合循环兼顾了燃气轮机Bragton循环高温加热的优势和蒸汽轮机Rankine循环低温排热损失小的优点，形成了总能系统新概念，使热力循环的效率大大提高。不仅汇集燃气轮机的先进技术，在余热锅炉和汽轮机部分又吸取常规汽轮机发电的优点，例如采用三压锅炉、亚临界参数，以及蒸气再热循环等，使联合循环发电的效率﹥60％。

　　联合循环还能电热并供、三联供、多联产等，在电力、石化、冶金等部门广泛应用。

　　目前新的循环方式还在不断出现，其中一种称为Kalina循环，其特点是采用变浓度的氨水混合物为工质，通过控制氨浓度来达到基本等温放热，增加作功量。Ka1ina循环排汽是过热蒸汽，因而没有Rankine循环中凝汽透平湿蒸汽损失和冲刷侵蚀叶片的问题。另有一种是利用某些临界参数较低的有机工质（如R113、R114等），可在工作温度不太高的情况下，仍达到超临界蒸汽参数匹配，避免余热锅炉节点温度差的限制。其他还有湿空气透平循环（HAT）、燃料电池-燃气-蒸汽联合循环等。尽管这些技术处于发展的初期阶段，但初步研究成果表明它具有高效率、大比功、低污染、低成本及变工况性能良好等特点，尤其是与洁净煤燃烧技术相结合时，前景十分广阔。