生物质气微型燃气轮机不仅可以节约化石能源,并且可以减少对环境的污染。论文建立了微型燃气轮机模型及联合循环整体模型,以天然气为燃料,基于C60微型燃气轮机的基本数据对模型进行了合理性验证,然后对燃用生物质气情况下的微型燃气轮机及其联合循环特性进行研究。主要内容如下:（1）分析了燃气轮机的热力学过程、平衡理论以及影响因素,并构建了微型燃气轮机压气机、燃烧室、透平、回热器和发电机模型。并基于C60微型燃气轮机基本参数,用设计燃料天然气对建立的微型燃气轮机模型进行了验证,结果表明所建立的模型能够正确反应燃气轮机的运行状态和特性。（2）研究了燃料种类、燃料初温、环境温度以及机组负荷等条件变化时微型燃气轮机的性能。保持压气机运行工况不变,在机组输出功率为60 k W时,随着生物质气热值减小,燃烧室出口温度最大降低了68K,机组热效率稍有降低;随着燃料初温升高,当保持额定输出功率时,燃烧室出口温度升高和机组热效率增大,节省了燃料量;当保持额定燃烧室出口温度1145 K时,机组输出功率和机组热效率降低;随着环境温度升高,机组输出功率和机组热效率逐渐降低。在利用生物质气燃料时,可以通过调节压气机压比来适应机组新的运行工况。当维持输出功率为60 k W时,随着生物质气热值的降低,燃烧室出口烟温降低,机组热效率升高;当维持燃烧室出口烟温为1145K,机组输出功率和热效率增大。（3）建立了微型燃气轮机控制系统模型,分别使用天然气和干牛粪气为燃料,在环境温度和负荷扰动条件下,通过改变燃料流量对微型燃气轮机进行调节,使燃气轮机达到新的稳定状态。降负荷扰动发生时,机组转速先升高,然后在控制系统的作用下,转速降低至额定转速,燃料流量同时减少,机组负荷降低;升负荷扰动时过程相反。当存在环境温度扰动时,使机组输出功率保持额定值60 k W,环境温度升高,转速先降低后升高到额定值,燃料流量增大;环境温度降低过程相反。（4）构建了回热循环微型燃气轮机及余热锅炉联合循环系统模型,研究使用天然气、沼气、松木气和干牛粪气为燃料时联合循环的性能。生物质气燃料与天然气相比,由于燃气流量的增大,余热锅炉给水流量和给水吸热量增加,余热锅炉效率和联合循环效率降低。在燃气轮机输出功率为60k W时,四种燃料的余热利用效率分别为61.97%、61.85%、60.80%和60.60%,其联合循环效率可以达到59%以上。当外界负荷由额定值逐渐减小到空载,燃料消耗量分别相对减少了48.54%、48.61%、48.61%和48.58%,余热利用效率分别减少7.07%、7.05%、6.66%和6.53%,联合循环效率分别降低了12.95%、12.95%、12.99%和12.98%。