引言
要使燃气轮机的更好更快的满足生产力需求，需要对其核心部件进行系列分析，从而优化和改良燃气轮机的结构与功能。十四五规划中明确提出，我国正在大量建设可再生的新型清洁能源，但由于诸多新能源领域自身局限，使得最终能量形式的电力供应系统备受考验，在达到相关新能源储备运输技术市场化之前的这段时间，燃气轮机可以凭借其良好的大功率能力与储能形式形成很好的过渡补充，达到国家战略能源高质量发展的要求。
一.燃气轮机的基本概述
1.燃气轮机的研究背景
从世界上第一台燃气轮机投入生产工作开始，燃气轮机便成为热动力设备中最典型。先进的燃气轮机技术对国民经济持续发展有着重要的影响，代表着国家的基础工业水平，更体现综合国力在国际上的战略地位。它的特点是体积重量适中、工作效率好、使用方便拆装快捷。自从推广后，特别是在重工业例如航空航天、海陆空交通、能源、军工等方面受到各行各业的广泛好评。
根据基本原理可以得知燃气轮的工作介质是空气，它高温热部件的冷却也是用的空气。因此，所以着重研究空气质量对燃气轮机的功能影响尤为重要。要保证进入燃气轮机的空气质量不会给燃气轮机的正常工作带来某些程度的影响。于是研究分析燃气轮机的进气空气质量，进而确保燃气轮机能够安全、高效、持续地运行就显得尤为重要。
燃气轮机还具有占地小、可靠性好、效率高、能够快速启停等优点，其发电、调峰、备用电源的功能更适应工业化发展，是目前以新能源为主体的新型电力系统底层布置的最优选择。
2.燃气轮机的基本结构
燃气轮机是一种以空气作为工作介质，将热能转换为机械功的动力机械设备。燃气轮机的结构一般为进气系统，压气机，燃烧室和动力叶片这四大大部件组成的燃气轮机循环。
在空气和燃气的主要流程中，主要是空气先由进气道进入，进行过滤够，再由压力机将空气压缩、加热后在透平中膨胀，靠高温燃气推动涡轮（透平）机械做功，将热能转换为机械能的高速回转式大功率、高性能动力机械。此过程主要由进气系统、气压机、燃烧室和涡轮四大部件构成，再配以排气、控制、传动和其他辅助系统。燃气轮机的工作循环是由空气进入，压缩空气、燃料燃烧和透平做功等四个步骤构成的循环原理。其中降温降压的气体经排气装置直接排入大气，或引入废热锅炉，回收部分余热后再排入大气。燃气在透平中所做的功，用来带动压气机，剩下的功，则通过机组的输出用来带动外界的各种负荷，如发电机、螺旋桨等。
3.燃气轮机的发展概况
燃气轮机正在向着高自动化、高压、高温、高效率、大功率的方向发展。在十一五规划期间，我国以招标，市场交换技术等方式引进美国，日本的F/E重量级燃气轮机，交由上汽，410厂联合生产，才真正弥补了我国燃气轮机核心技术空白的缺失。但是挑战与机遇共存，在新形势下，我国的燃气轮机市场一定大有可为。要想掌控核心技术，必须坚定不移的走自主创新的道路。坚持核心派系列化发展，重点突破核心关卡。在经过最近两个“五年计划”的发展后，国内在燃气轮机的引进消化吸收、产品研制生产、自主创新等方面取得了较大的进展，迄今全国已成功研制了数十几种型号海陆空用途的各类型燃气轮机。我国科技工作者在四十多年时间里，所取得的成就是巨大的。目前航空、舰艇、机车、移动电站、石油、天然气及化工等方面的燃气轮机工业已初具规模并逐渐完善。相信在不久的将来，我们一定会克服种种困难，加入世界先进行列。
二.燃气轮机技术的降碳路径实施
1.燃气轮机技术降碳的思路构建
本世纪中叶许多发达国家作出双碳承诺，旨在保护地球生态，构建命运共同体。在制定国家能源战略时，从考虑可行性、安全性以及可持续性三个层次其实行。如何同时驾驭这三驾马车，需要确定清洁的目标能源，这其中风能和太阳能是重要部分，它们可以通过转换提供相关电力能源。据相关科学家测算，到2035，这一份额将占领一定的市场比例。于是在这期间更需要需要一种即时的、高效的、可调控的能源为发展中的国家提供一种节能高效的能源形态。思考从环境能源和热电力的解决方案中去提供电力，燃气轮机技术便应运而生，能够满足所有需求，使用无碳分子燃料，如氢气、合成甲烷或其他可再生燃料。燃气轮机效率高、可靠性强、操作灵活、排放低，可使用气体燃料混合物。这些属性为其赢得了能源转型过程中重要的降碳机遇。
燃气轮机的响应性和可调峰性，结合现有的天然气基础设施和季节性储能解决方案，为大规模的间歇性可再生能源提供安全的电力，而且构建的智能电网十分稳定。
2.燃气轮机技术降碳的方法实施
要解决能源储备运输的一揽子问题需要整体性解决方案。可以通过整合所有耗能行业来实现，例如建筑物业，运输业和工业，以及发电商。满足不同需求，比如电、热、天然气，赋能技术需要将之并入一个单一的输送系统中，通过能源互补方案消除缺陷。在这样的系统中，鉴于可调峰性和燃料灵活性，燃气轮机起着至关重要的作用。热电联供、冷热电三联供、发电、机械驱动、供冷或供热，满足多种需求。燃烧可再生能源或脱碳燃料的燃气轮机有助于帮助能源密集型工业脱碳。
3.燃气轮机在碳中和社会的持续发展
目前世界各国已经汇集了整个燃气轮机价值链体系。许多国家共同参与致力于在2035年前开发出安全、可靠、客负担和可调峰的碳中和能源解决方案，2050 年全球实施。燃气轮机的可调峰性、脱碳选择性和功率密度等特性，加上应用行业广泛，有潜力为降碳社会提供电和热的需求，并通过以下方面表明在达成碳中和社会过程中持续发展提供诸多可行性。例如燃气轮机技术与可再生能源和储能的结合;例如提高能源效率和性能 (热电联产)，提高操作灵活性；例如减少现有资产的碳排放等。有些国家甚至为充分发挥零碳燃气轮机技术的潜力，政府资助计划鼓励制造商、终端用户和学术界的合作有助于从技术准备阶段发展到技术示范阶段。力求在现实环境中部署技术解决方案来克服挑战，在全球范围内鼓励示范项目之间适当合作。在全球为环保、社会效益和经济增长做出贡献。
结语
综上所述，“十四五”迎来开局，能源行业将推动整个社会低碳转型，燃气轮机是未来能源的重要驱动力量，其构建以新能源为主体的新型电力系统不可或缺，汽电能源将进入新时代。环保科技深度延伸，技术与市场的交互融合，能源服务向多元化加速演变，全社会必将大力推动综合能源服务，减低全社会碳排放边际成本，为实现双碳目标提供重要支撑，燃气轮机技术将在碳中和图景中有着至关重要的地位。
