微型燃气轮机是一种新型热力发动机，其功率范围在25～500kW，通常采用回热循环，主要由离心压缩机、向心涡轮机、燃烧室、回热器、空气轴承等组成（见图3-1），以天然气、甲烷、汽油、柴油等为燃料。其基本技术特征是采用径流式叶轮机械（向心式涡轮机和离心式压缩机），在转子上两种叶轮为“背靠背”结构，采用高效板式回热器，大多数机组还采用空气轴承，不需要润滑油系统，结构简单。它的工作原理是：先在回热器内用涡轮机排气所带的热量，预热从压缩机出来的空气；然后被预热的空气进入燃烧室与燃料混合，燃烧生产高温高压燃气；最后高温、高压燃气进入燃气涡轮机膨胀做功。大多数微型燃气轮机的发电机与压缩机、涡轮机同轴，由燃气涡轮机直接驱动内置式高速发电机。本章主要介绍组成微型燃气轮机的离心压缩机、向心涡轮机、燃烧室、回热器、空气轴承等关键零部件的典型结构、工作原理与设计计算。

图3-1 微型燃气轮机结构(www.daowen.com)

早期的微型燃气轮机一般采用单级离心压缩机，单级向心或单级轴流涡轮机，发电机在离心压缩机端通过减速器相连，燃烧室有环型和单管燃烧室两种，支撑系统大多采用滚珠轴承和滚柱轴承，整个机组需要润滑系统。有些机组由于不带回热装置，因此其耗油率较高，机组的经济性较差。随着技术的发展，微型燃气轮机的结构发生了很大变化。高速永磁发电机的出现，使发电机与压缩机之间的连接不再需要减速机构，这使整个机组的重量大大减轻，尺寸大大减小，成本也降低很多。与此同时，采用空气轴承代替滚动轴承。由于空气轴承不需要润滑系统，导致机组零件大幅度地减少，制造成本也进一步降低。为了提高机组的热效率，普遍采用高效紧凑型回热器，其回热效率高达90％，这样可使微型燃气轮机发电机组循环效率达30％左右。