簡單發電

由燃氣輪機和發電機獨立組成的循環系統也稱為開式循環其優點是裝機快起停靈活多用于電網調峰和交通工業動力系統目前的最高效率的開式循環系統是GE公司LM6000PC 輕型燃氣輪機效率為43%

發電

由燃氣輪機及發電機與余熱鍋爐共同組成的循環系統它將燃氣輪機排出的功后高溫乏煙氣通過余熱鍋爐回收轉換為蒸汽或熱水加以利用主要用于熱電聯產也有將余熱鍋爐的蒸汽回注入燃氣輪機提高燃氣輪機出力和效率最高效率的前置回注循環系統是GE公司LM5000-STIG120 輕型燃氣輪機效率為43.3%前置循環熱電聯產時的總效率一般均超過80%為提高供熱的靈活性大多前置循環熱電聯產機組采用余熱鍋爐補燃技術補燃時的總效率超過90%

熱電聯產

燃氣輪機及發電機與余熱鍋爐蒸汽輪機或供熱式蒸汽輪機抽汽式或背壓式共同組成的循環系統它將燃氣輪機排出的功后高溫乏煙氣通過余熱鍋爐回收轉換為蒸汽再將蒸汽注入蒸汽輪機發電或將部分發電作功后的乏汽用于供熱形式有燃氣輪機蒸汽輪機同軸推動一臺發電機的單軸聯合循環也有燃氣輪機蒸汽輪機各自推動各自發電機的多軸聯合循環主要用于發電和熱電聯產發電時的最高效率的聯合循環系統是ABB公司GT26-1效率為58.5%

整體化循環

由煤氣發生爐燃氣輪機余熱鍋爐和蒸汽輪機共同組成的循環系統也稱為IGCC主要解決使用低廉的固體化石燃料代替燃氣輪機使用氣體液體燃料提高煤炭利用效率降低污染物排放可作為城市煤氣電力集中供熱和集中制冷以及建材化工原料綜合供應系統GE公司使用MS7001F技術組成的整體循環系統發電效率可達到42%

聯合循環

由燃氣輪機余熱鍋爐和核反應堆蒸汽輪機共同組成的發電循環系統通過燃氣輪機排出的煙氣再熱核反應堆輸出的蒸汽主要為提高核反應堆蒸汽的溫度壓力提高蒸汽輪機效率降低蒸汽輪機部分的工程造價目前處于嘗試階段

輔助循環

在以煤油等為燃料的后置循環發電汽輪機組中使用小型燃氣輪機作為電站輔助循環系統為鍋爐預熱鼓風改善燃燒提高效率并將動力直接用于驅動給水泵1947年美國第一臺工業用途燃氣輪機就是采用該種方式參與發電循環系統運行的

燃氣煙氣

由燃氣輪機和煙氣輪機組成的循環系統利用燃氣輪機排放煙氣中的剩余壓力和熱焓進一步推動煙氣輪機發電該系統與燃氣蒸汽聯合循環系統比較可完全不用水但煙氣輪機造價較高還未能廣泛使用[5]

燃氣熱泵

由燃氣輪機和煙氣熱泵燃氣輪機煙氣輪機和煙氣熱泵或燃氣輪機余熱鍋爐蒸汽熱泵以及燃氣輪機余熱鍋爐蒸汽輪機和蒸汽煙氣熱泵組成的能源利用系統該系統在燃氣輪機煙氣輪機余熱鍋爐蒸汽輪機等設備完成能量利用循環后進一步利用熱泵對煙氣蒸汽熱水和冷卻水中的余熱進行深度回收利用或將動力直接推動熱泵這一工藝可用作熱電聯產熱電冷聯產熱冷聯產電冷聯產直接供熱或直接制冷使用該系統熱效率極高如果用于直接供熱熱效率可達150%是未來能源利用的主要趨勢之一

混合燃料電池

美國能源部宣布開發出了世界第一個將燃料電池和燃氣渦輪機結合在一起的發電設備這種設備能更有效地產生電力并大大減少環境污染據了解這一設備的燃料電池由1152個陶瓷管構成每個陶瓷管兼做一塊電池電池以天然氣為燃料能放出高溫高壓的廢氣流燃氣渦輪機則用燃料電池產生的熱廢氣流制第二輪電力由于燃料電池中沒有燃燒過程只是通過化學分解天然氣燃料來產生電力因此可以大幅度減少污染 設備不會產生二氧化硫其反應產物中的氮氧化物含量不及天然氣發電設備的2%二氧化碳排放量則減少了15%而且只要有天然氣和空氣存在燃料電池就能工作新型發電設備的發電功率為220千瓦能為200戶人家提供電力其發電效率達到55%這意味著來自天然氣燃料的能量中有55%轉化成了電能遠遠高于燃煤發電設備的35%發電效率也高于燃氣渦輪機50%的發電效率