國內(nèi)外燃氣輪機發(fā)電技術(shù)進展前景

1、國內(nèi)外燃氣輪機發(fā)電技術(shù)進展及遠景國內(nèi)外燃氣輪機發(fā)電技術(shù)進展及遠景8/8國內(nèi)外燃氣輪機發(fā)電技術(shù)進展及遠景1990國內(nèi)外燃氣輪機發(fā)電技術(shù)的進展與遠景序言跟著社會生產(chǎn)力水平的不停提升和經(jīng)濟的快速增添，關(guān)于能源的需求也在快速增添。當前，世界火電站汽輪機長久占統(tǒng)治地位的場面已開始搖動，“大型電站以結(jié)合機組為主，中、小型機組以熱電并供居多”已經(jīng)是好多工業(yè)發(fā)達國家電站發(fā)展的主要格局。燃氣輪機擁有極強的適配性，可以作為多種發(fā)電模式，以成為現(xiàn)在世界發(fā)電的主要形式之一，因為該裝置，特別是結(jié)合循環(huán)發(fā)電裝置擁有效率高、靈便性好，不只可以作為電網(wǎng)的調(diào)峰機組，且更多地用于電網(wǎng)的基本負荷發(fā)電，又能知足日趨嚴格的環(huán)保要求，其

2、地位將獲得堅固和增強。我國自改革開放以來，跟著電力工業(yè)的迅猛發(fā)展和電網(wǎng)峰谷差的日趨增大，燃氣輪機發(fā)電獲得重視和發(fā)展。近幾年已接踵興建了一批擁有80年月國際先進水平的機組，在緩解電力緊缺的同時，有效地發(fā)揮了其增強電網(wǎng)調(diào)峰能力的作用?？缛?1世紀，跟著科技發(fā)展、能源政策的調(diào)整，怎樣高效、干凈利用化石能源已成為電力領(lǐng)域的突出問題。燃氣蒸汽結(jié)合循環(huán)發(fā)電愈來愈遇到國家相關(guān)方面的重視，必然獲得進一步的快速發(fā)展。國際燃氣輪機發(fā)電技術(shù)燃氣輪機是從20世紀50年月開始漸漸登上發(fā)電工業(yè)舞臺的，因為當時機組的單機容量小、熱效率低而在電力系統(tǒng)中只好作為緊迫備用電源和調(diào)峰機組。60年月加深了對電網(wǎng)中必然裝備必然數(shù)目的燃

3、氣輪發(fā)電機組的認識，從安全和調(diào)峰的目的出發(fā)，燃氣輪發(fā)電機組在電網(wǎng)中的比率達到812。從80年月此后因為燃氣輪機的功率和熱效率均獲得很大程度的提升，特別是燃氣蒸汽結(jié)合循環(huán)機型成熟，再加上世界范圍內(nèi)天然氣資源進一步開發(fā)，燃氣輪機及其結(jié)合循環(huán)在世界電力系統(tǒng)中的地位發(fā)生了顯然變化，它們不可是可以用作緊迫備用電源和調(diào)峰負荷機組，還可以帶基本負荷和中間負荷。美國在2000年時期新增添的發(fā)電容量為1/8113億kW，此中燃氣輪機電站和蒸汽輪機電站的容量分別為44，第一次出現(xiàn)了朗肯循環(huán)和布萊頓循環(huán)均分秋景的場面，在德國前者則占23左右，所以可知在世界范圍內(nèi)燃氣輪機及其結(jié)合循環(huán)已成為火電發(fā)展的主要方向。近幾年來

4、，世界燃氣輪機工業(yè)獲得相當?shù)某删秃惋w快的發(fā)展，幾家有名的企業(yè)GE、ABB、Siemens、西屋等均與航空發(fā)動機設(shè)計、研究、制造廠相互聯(lián)營，保證實時地把航空發(fā)動機領(lǐng)域內(nèi)的先進技術(shù)用來武裝重型燃氣輪機，以保證技術(shù)的先進性。如壓氣機已采納“可控擴壓”的見解進行設(shè)計，把單軸壓氣機的壓縮比提升到了2430的水平，透平葉片采納了航空機組的先進冷卻構(gòu)造和定向結(jié)晶制造工藝，使透平前的燃氣溫度提升到了1300的水平，由此顯然地提升了機組的輸出功率和熱效率。如GE企業(yè)的9FA、Siemens的V943A等典型機組的燃機單循環(huán)功率為266MW，燃氣初溫為12701300，壓縮比為16，凈熱效率達38，由此構(gòu)成的結(jié)合

5、循環(huán)機組單機功率為380MW，供電效率已達5658。在本世紀初葉，世界上又將會出現(xiàn)新一代的先進燃氣輪機，這類技術(shù)被稱為“G技術(shù)”，專門用于50HZ和60HZ發(fā)電用燃氣輪機發(fā)電裝置，此類機組的燃氣初溫將提升到1427左右，相應(yīng)地進一步提升輸出功率和熱效率，單機功率和凈熱效率將分別達到480MW和60的高水平。為了降低燃氣輪機的排放污染，采納往焚燒室中注蒸汽或水，在排氣導(dǎo)管中裝設(shè)選擇性催化復(fù)原裝置，以及采納干式低NOX排放焚燒室等舉措。在工業(yè)化的歐洲及世界其余地域，日趨嚴格的NOX和CO2/8排放的規(guī)定，迫使燃系統(tǒng)造商在一些燒天然氣和油的機組中，開發(fā)干式低NOX焚燒室裝置，其見效已達到NOX排放低

6、于10ppm水平。從20世紀70年月出現(xiàn)石油危機后，工業(yè)發(fā)達國家都在鼎力進行燃氣輪機燃煤的研究工作，燃煤結(jié)合循環(huán)種類有：整體煤氣化結(jié)合循環(huán)（IGCC）、流化床燃煤結(jié)合循環(huán)（PFBCCC和AFBCCC）、外燃式燃煤結(jié)合循環(huán)（IFC）、直接燒煤粉結(jié)合循環(huán)、整體煤氣化燃料電池結(jié)合循環(huán)（ICFCCC）及磁流體發(fā)電結(jié)合循環(huán)（MHDCC）等形式。當前，IGCC和PFBCCC在世界范圍內(nèi)已開始進入適用商業(yè)化階段，世界上幾乎全部主要石油煤炭企業(yè)和動力制造廠商都加入開發(fā)隊列，將燃煤結(jié)合循環(huán)技術(shù)不停發(fā)展。到現(xiàn)在，大型燃氣輪機和結(jié)合循環(huán)機組交鑰匙工程的比投資開銷分別為200300kW和500600kW，而600MW

7、的燃煤超臨界參數(shù)機組的造價為1100kW。所以，燃機電站的比投資開銷遠低于燃煤電站。我國燃氣輪機發(fā)電技術(shù)31我國燃氣輪機發(fā)展大體我國的燃氣輪機發(fā)電事業(yè)始于1959年，當時從瑞士BCC企業(yè)引進兩套6200kW的單循環(huán)燃氣輪機列車發(fā)電機組，燃料為大慶原油。20世紀60年月，燃氣輪機發(fā)電站的建設(shè)及其設(shè)施的制造生產(chǎn)初具規(guī)模，總裝機容量達到6萬kW，最大單機容量為45000kW。上汽廠、南汽廠、哈汽廠、東汽廠等制造廠曾先后設(shè)計生產(chǎn)過燃氣輪機組，這些機組的技術(shù)性能都不高，燃氣初溫一般在600700左右，熱效率為1625，所建電站基本上是單循環(huán)機組?？陀^地講國家在當時也投入了好多力量，開拓和啟動了燃氣輪機發(fā)

8、電領(lǐng)域，獲得了一些研究成就。但因為燃料政策及政治、經(jīng)濟方面的原由，使興起不久的這項事業(yè)在20世紀60年月末墜入阻滯不前的情況。此后，于1972年3/8和1976年分別從英國JB企業(yè)和日今日立企業(yè)引進了10套MS5000系列、PG5301型單機功率在2170023000kW單循環(huán)機組，進而使我國燃氣輪發(fā)電機組總裝機容量達到30萬kW左右。因為各種原由，我國燃系統(tǒng)造業(yè)在20世紀年月開始萎縮，大多數(shù)制造廠停止生產(chǎn)，只保存南京汽輪電機廠為我國獨一世產(chǎn)燃氣輪機的制造廠家。當前，該廠與美國GE企業(yè)合作，已能批量生產(chǎn)MS6001系列燃機。改革開放此后，燃氣輪機發(fā)電事業(yè)也跟著國家經(jīng)濟而飛快發(fā)展，從70年月到9

9、0年月，全國燃氣輪機電廠由20余座發(fā)展到80余座，機組臺數(shù)從20余臺（套）增添到140多臺（套），裝機總?cè)萘繌?0萬kW增添到近800萬kW，尤以沿海經(jīng)濟發(fā)展最快的地域最為快速，如廣東、福建、上海、浙江、海南、江蘇等地。其余，石油化工部門在大慶、成功、中原及新疆地域的油田和化工廠共建有燃機電廠30余座，裝機60多套，總?cè)萘砍?00萬kW。近來幾年來，武漢、重慶、合肥、成都等經(jīng)濟發(fā)達地域也跟著電力市場的需求，漸漸堅固地興建了一批燃機電站。只管這樣，燃機總裝機容量在電網(wǎng)中的比率僅23左右，遠低于發(fā)達國家的水平。32我國燃氣輪機發(fā)電技術(shù)水平我國于80年月從前所建的燃機電站基本上是簡單循環(huán)機組，其經(jīng)

10、濟技術(shù)性能較差，油耗在330gkWh以上，熱效率在26左右。80年月此后興建的一批燃機電站，燃機單機容量大多為36MW和100MW等級，燃料多為輕柴油、原油或重油。近幾年重視發(fā)展了PG9E型的結(jié)合循環(huán)發(fā)電機組，此中浙江鎮(zhèn)海、龍灣的兩套300MW燃氣蒸汽結(jié)合循環(huán)機組為國內(nèi)最大的機組之一，其燃機技術(shù)擁有80年月國際先進水平，燃氣初溫為1094，單循環(huán)熱效率達326左右，結(jié)合循環(huán)熱效率達473左右。因為我國的優(yōu)異資源相當缺乏，價錢相對較高，為降低發(fā)電成本，重視發(fā)展燃重油燃機，但燃重油燃機的發(fā)電技術(shù)難度很大。深圳南山熱電股份企業(yè)于90年月初開始在MS6001系列燃機進步行燃用重油試驗，經(jīng)過多次研究，長

11、久燃用重油連續(xù)發(fā)電獲得了成功，獲得了難得的運轉(zhuǎn)經(jīng)驗和較好的4/8經(jīng)濟效益，當前，上海閘北、浙江鎮(zhèn)海和龍灣燃機電廠都漸漸掌握并提升了PG9E型燃機用重油運轉(zhuǎn)的經(jīng)驗，不停提升了機組運轉(zhuǎn)的安全靠譜性能。燃氣輪發(fā)電機組在我國發(fā)電行業(yè)中獲得堅固和發(fā)展的方向是：1）大容量機組；2）燃氣蒸汽結(jié)合循環(huán)；3）燃重油或天然氣；4）投AGC功能?？墒?，當前燃重油燃機的發(fā)電技術(shù)尚不完滿成熟，燃重油對機組的負面影響有待進一步研究。其余，燃機單循環(huán)運轉(zhuǎn)的啟停速度特別快，而結(jié)合循環(huán)運轉(zhuǎn)的啟停特色還需優(yōu)化，以更好地適應(yīng)電網(wǎng)大幅度屢次調(diào)峰的需要。33我國燃氣輪機發(fā)電的遠景跟著國家能源政策的調(diào)整和環(huán)境保護的增強，將大幅度開發(fā)和利

12、用天然氣資源并用于電力領(lǐng)域。國家電力企業(yè)天然氣辦公室研究建議是在華東、廣東、福建等地建設(shè)一批入口油氣、效率高、污染小、調(diào)峰性能好的燃氣蒸汽結(jié)合循環(huán)電站，天然氣發(fā)電計劃于2000年左右啟動，2010年燃氣電站規(guī)模達到2000萬kW。同時IGCC技術(shù)已列入國家八五、九八重要攻關(guān)項目，將從外國引進一套300MW等級的示范電廠，以加速實行應(yīng)用步伐。1997年，華北電力設(shè)計院、西安熱工研究院與荷蘭Shell企業(yè)共同達成300MW和400MW級干法加料IGCC項目設(shè)計的初步可行性研究。同時，正擬從外國引進24座100MW等級的PFBCCC，以此作為我國在新世紀內(nèi)發(fā)展這兩種干凈煤發(fā)電技術(shù)的基礎(chǔ)。其余，為降低

13、燃機電廠成本，將結(jié)合循環(huán)技術(shù)對現(xiàn)有中小型電廠進行技術(shù)改造、增容、增效又是一條重要門路?？梢?，燃氣輪機發(fā)電在我國電網(wǎng)中的地位和作用將十分重要，遠景光明。我省燃氣輪機發(fā)電情況跟著我省經(jīng)濟的快速發(fā)展和電網(wǎng)峰谷差的日趨增大，我省于90年月初著手規(guī)劃燃氣輪機發(fā)電站，1994年正式簽訂了第一套引進型燃氣蒸汽結(jié)合循環(huán)發(fā)5/8電機組合同，建于鎮(zhèn)海電廠擴建端，規(guī)模為2臺GE企業(yè)9E型燃氣輪機組和1臺100MW及ALSHTOM企業(yè)汽輪機組，總?cè)萘繛?00MW，燃料為180cst重油。工程于1996年動工，1997年兩臺燃氣輪機組單循環(huán)投產(chǎn)，1999年整套結(jié)合循環(huán)機組投AGC功能進入商業(yè)運轉(zhuǎn)。同時，龍灣也興建了一套

14、相同于鎮(zhèn)海的300MW結(jié)合循環(huán)機組，也于1999年整套機組投入商業(yè)運轉(zhuǎn)，不一樣樣的是機組燃料為原油。金華、瑞安、余姚、紹興等也建成了燃機為MS6000系列的結(jié)合循環(huán)機組，燃料為輕油，這些燃氣輪機組有的從法國ALSHTOM引進，有的為國產(chǎn)南汽廠產(chǎn)品，都擁有高度的自動化水平?？梢?，我省燃氣輪機發(fā)電事業(yè)發(fā)展特別迅速，到現(xiàn)在裝機總?cè)萘恳褱惤?00萬kW，它們在緩解我省電力供給緊張的同時，有效地增強了電網(wǎng)的調(diào)峰能力。其余，從相關(guān)聲威部門獲悉，我省正在規(guī)劃半山電廠期機組的技術(shù)改造項目，經(jīng)過對多種方案論證，“300MW燃氣蒸汽結(jié)合循環(huán)機組”方案擁有好多顯然的有益優(yōu)勢而遇到高度重視，當前正在抓緊論證。跟著國家

15、西氣東送工程的實行和東海油氣田的開發(fā)，我省沿海地域擬建2400MW天然氣燃機電站也正在進行可行性研究中。這樣我省燃氣輪機發(fā)電規(guī)模將更為壯大，裝機比重將愈來愈大，技術(shù)將更為先進和新式?？梢哉f，不久的未來我省將會成為燃氣輪機發(fā)電大省。跟著我省鎮(zhèn)海、龍灣、金華等燃氣蒸汽結(jié)合循環(huán)機組的接踵投產(chǎn)，電網(wǎng)的發(fā)電構(gòu)造有了新的變化，燃氣輪機發(fā)電領(lǐng)域在我省是起步較遲，但起點很高，300MW燃氣蒸汽結(jié)合循環(huán)機組尚屬國內(nèi)最大的結(jié)合循環(huán)機組，其建設(shè)規(guī)模、技術(shù)水均勻處于國內(nèi)前茅，某些方面已處于國內(nèi)當先水平?？墒?，這些機組均剛從基建轉(zhuǎn)入生產(chǎn)，特別是燃重油或原油的機組是由燃輕油機組的改型研制的，一些重點技術(shù)性能仍不夠成熟。鎮(zhèn)

16、海、龍灣的4臺機組在啟動試運轉(zhuǎn)階段出現(xiàn)了好多問題，如重輕油系統(tǒng)切換不堅固、啟動FSR值不合理、主燃油泵機械密封破壞、流量分派器卡澀、油辦理裝置專心不足、協(xié)助齒輪箱主聯(lián)軸器斷裂等常常困擾著機組的正常運轉(zhuǎn)，甚至威迫著機組的安全運轉(zhuǎn)，經(jīng)過試驗、剖析、改良，絕大多數(shù)問題都獲得較好解決，大大地提升了機組的技術(shù)性能和運轉(zhuǎn)水平?？墒?，燃油系統(tǒng)設(shè)施故障仍時有出現(xiàn)，部分機組仍存在煙囪冒黑煙的現(xiàn)象。所以，這些機組的設(shè)施性能、運轉(zhuǎn)技術(shù)、檢修工藝和結(jié)合循環(huán)機組的調(diào)峰特色及其經(jīng)濟指標等方面有待于進一步深入研究。其余，自昨年上半年以來油價特別是輕柴油價錢急劇上升以及原油供給緊張的狀6/8況使得龍灣、金華燃機的運轉(zhuǎn)成本居高

17、不下，或原油得不到足夠保證，局勢嚴重。對此，為一致油品供給管理、發(fā)揮系統(tǒng)規(guī)模效應(yīng)，提出了鎮(zhèn)海、龍灣、金華三廠一致燃用重油的方案，并經(jīng)過了省企業(yè)組織的技術(shù)論證，隨之機組一系列設(shè)施與系統(tǒng)的技術(shù)改造工作將全面張開。綜上所述，在新的局勢下，我省電力行業(yè)應(yīng)踴躍張開新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用工作。經(jīng)過幾個燃機電廠的建設(shè)，培育和鍛煉一支擁有相當素質(zhì)的燃氣輪機發(fā)電領(lǐng)域的管理和技術(shù)隊伍。以此為基礎(chǔ)，經(jīng)過多種渠道、多種形式增強與國內(nèi)外燃系統(tǒng)造商、燃機電站、科研單位和高等院校、協(xié)會的技術(shù)合作與溝通，常常張開省內(nèi)燃機電廠的技術(shù)協(xié)作和學(xué)術(shù)溝通工作，充散發(fā)揮我省燃機發(fā)電的技術(shù)力量，消化汲取先進的技術(shù)資料，深入剖析機組運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的技術(shù)難題，列專題攻關(guān)，以進一步提升我省燃氣輪機發(fā)電技術(shù)水平。參照文件1DrBen