航改型燃机在天然气分布式能源中的应用

产品- LM6000系列

LM2500
LM6000
LMS100
产品- LMS100系列
注：蒸汽产量按照9bar/180℃估算
航改型燃机主要特点
结构紧凑，布置灵活 干式低氮燃烧， NOx排放30mg/Nm³ 频繁启停和快速变负荷“不折寿”
冷态10分钟快速启动，快速调节负荷
式，是天然气高效利用和结构优化的重要途径。
- 《天然气分布式能源实施细则》2014年10月23日
安全、可靠
能源梯级利用
天然气分布式能源模型
热 水
天然气分布式能源的现状及政策
发展优势：
大气污染治理，节能减排 天然气供应增加，价格下行 工业产业园，热用户集中 政策扶持加大，壁垒逐渐消除 提高清洁能源 – 十三五重点 技术问题： 新模式，非标准设计
伦敦, 希思罗 1 x LM1600 多伦多, 皮尔逊 2 x LM6000 巴黎, 戴高乐 1 x LM6000 纽约, JFK 2 x LM6000
大阪关西 2 x LM2500


科隆坡, KLIA 2 x LM2500
为机场提供可靠的电力供应和冷热负荷
分布式能源典型项目 – 华电
支承框架改型
增加输出轴
压气机 辅助齿轮箱 燃烧器 透平
改进燃料系统
100%继承航空发动机的基因
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航改型燃机发电设备产品
传承航空技术
超过1.82亿小时飞行时间 超过4,100台商业飞机引擎
LM2500
• • •
全球超过2,000台 超过6千7百万运行小时 单机最长运行23.6万小时
区域性分布式能源主设备选型
需求特点：
以热定容 热用户的多样性
主设备选择关键：
热、电负荷的匹配性 分析热负荷性质和运行时间
热负荷的不确定性
热负荷的波动性 供热的独立性
能源利用效率 >70%
快速频繁启动、负荷调节灵活 系统可靠性、可用率和利用率
影响经济性的主要因素：
• 1 X抽汽/补汽汽轮机 • 1 X 背压式汽轮机 • 最大发电出力 108 MW
• 最大蒸汽供能 90 t/h
推荐运行模式及特点： • 两台机可以满足最低和最大负荷
• 兼顾调剂灵活性和年平均效率 >70%
• 保留第三台扩建的可能
典型分布式能源项目 – 方案介绍2
项目背景 推荐方案
• 煤改气项目，现有区域型热网
• • • • • 占地：166亩 产品：LM6000 、LM2500 系列 产能：100台/年 技术人员: 80人 具备机组满负荷测试能力
分布式能源战略合作联盟
合作协议
合资公司
开始生产
首台下线
中国最大的航改型燃气轮机发电机组生产和服务基地
华电通用公司关键设备
• 100%采购于GE认证供应商 • 本地化进程绝不降低质量指标
• 工业+商业用汽 • 额定发电 100MW，全部上网 • 基本负荷 45t/h • 春秋稳定负荷约 100t/h • 冬夏稳定负荷约 140t/h • 最大负荷 180t/h （时间极少）
• 3 X LM2500+G4 燃机
• 3 X 背压式汽轮机 • 1 X 燃气锅炉 30t/h • 最大发电出力 98MW • 最大蒸汽量 148t/h + 30t/h 推荐运行模式及特点 • 一台机连续运行（7 X 24） • 另两台机每天运行12小时 • 负荷匹配性高，系统效率高 • 3台机设计保证了充分的灵活性 • 欠负荷设计加燃气锅炉备用
电网接入、安全
设备的最佳匹配性、利用小时数
能源综合利用效率>70% …系统综合能源利用效率最大化为目 的…享受税收优惠…天然气价格折让 建成投产并试运行12个月的示范项目必须进行后评估…防止以 建设分布式能源的名义建设纯燃气电厂 鼓励通过电网直供销售的可能性…向项目所在地有关部门申请 冷、热、电的特许经营权 2017年地级市以上淘汰10吨以下、禁止新建20吨以下燃煤锅炉 2017年煤炭占能源消费总量比重降到65%以下…增加天然气比重
• 最大蒸汽供应70t/h
典型分布式能源项目 - 方案介绍1
项目背景： 推荐方案：
• 工业燃煤锅炉改造，工业蒸汽确定
• 能源站建设面积限制 • 兼顾发展，潜在空调负荷（不确定） 目前工业蒸汽负荷： • 最大：83 t/h • 最小：38 t/h • ~1/4 负荷12小时/天
• 2 X LM6000PF SPRINT 燃机
天津北辰 2 x LM6000PF
江苏天宇 6 x LM2500G4
河南利源 2 x LM2500+
西气东输1线 30 X LM2500+
渤海湾浮船 3 x LM2500+
江苏永刚 6 x LM2500+G4
敦煌 1 x LM6000PA 青海油田 2 x LM2500
无锡华达 1 x LM6000PA
0-100%负荷安全、高效运行 以换代修、缩短停机时间 >99%可靠性 >98%可用率 >99%启动成功率 黑启动功率小(<580kw)
10分钟快速启动（最快3分钟）
航改型燃机的灵活性充分满足分布式能源的要求
“无损伤”频繁快速启停
GE航改型燃机在中国的业绩
西气东输2线 34 X LM2500+
无锡苏源 1 x LM5000
上海莘庄 2 x LM6000PF
宁波 1 x LM5000 广西南宁 2 x LM6000PD
杭州紫云 1 x LM5000 江西九江 2 x LM2500+G4
海南清澜 3 x LM6000PA 福建厦门 1 x LM2500+G4
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华电通用轻型燃机设备有限公司简介
航改型燃机在分布式能源中的应用
华电通用轻型燃机设备有限公司 唐 方
Tyler.tang@hd-ge.com
内容概要
中国电力发展现状
分布式能源简介
航改型燃机分布式能源项目 区域性分布式能源特点及机组选型 航改型燃机及其特点 华电通用轻型燃机设备有限公司
中国电力发展现状
燃煤发电机组： • NOx排放平均为1.5g/kWh • SOx排放平均为0.6g/kWh • CO2排放平均为850g/kWh 燃气发电机组： • NOx排放平均为0.2g/kWh • SOx排放平均为0.05g/kWh • CO2排放平均为400g/kWh
燃机 GE，美国
长期 技术支持
发电机，Brush，捷克/中国
组装 + 满负荷测试
齿轮箱，Lufkin，美国
振动检测 Bentley，美国
发电机励磁调节 GE EX2100，美国
发电机保护 Beckwith，美国
控制系统 Woodward，美国
谢谢各位！
索拉（卡特比勒），安萨尔多（上海电气）
轻型（航改型）燃机
• 来源于航空发动机技术
• 薄壁结构，高温合金
• “无损伤”快速、频繁启动 • 压缩比可达42:1 • 多轴结构，多级可变导叶 • 环形燃烧器 • GE、罗罗（西门子）、普惠（三菱）
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从航空发动机到航改型燃机
保留核心部分 移去前端风扇 增加进气导叶
价格问题： 电价和气价 机制问题： 电网垄断和非积极支持 社会效益成本消化
分布式能源主设备配置
背压汽轮机与凝汽式汽轮机 凝汽式汽轮机抽汽量与热效率
• •
背压式汽轮机 – 电负荷与热负荷正正比 凝汽式汽轮机 – 电负荷与热负荷成反比
• •
能源利用效率与抽汽量成正比 机组运行会在一定的区间内波动
LM6000
• • •
全球近1,200台 超过2千6百万运行小时 单机最长运行11.6万小时
产品- LM2500系列

CF6-80C2 TF39/CF6-6
简单循环功率 16-33MW 简单循环效率 39% Βιβλιοθήκη Baidu合循环发电效率 52% 余热蒸汽产量约 40-55t/h 简单循环功率 42-57MW 简单循环效率 42% 联合循环发电效率 55% 余热蒸汽产量 约60-66t/h 简单循环功率 100-110MW 简单循环效率 44% 联合循环发电效率 54% 余热蒸汽产量 约100t/h
莘庄分布式能源站
九江分布式能源站
配置：
• 2 X LM6000PF SPRINT • 2 X 13MW 抽汽/补汽汽轮机 • 主机占地45米X85米
配置：
• 2 X LM2500+G4 • 1 X 25MW 抽汽/补汽汽轮机 • 主机占地50米X80米
• 供热半径3公里
• 最大蒸汽供应75t/h
• 供热半径2公里
中国天然气发电情况
20% 用 于发电
2014年中国天然气发电占装机容量的3.45%，发电量约占2.2% 先进燃煤机组发电效率在40%左右，每度电燃料成本为：0.172元 先进燃气机组发电效率在58%左右，每度电燃料成本为：0.517元
分布式能源与集中发电
分布式能源定义： 分布式供电是相对于传统的集中式供能方式而言 的，是指将发电系统以小规模（数kW至50MW的 小型模块式）。分散式的方式布置在用户附近， 可独立地输出电、热或（和）冷能的系统。 集中供能方式： 集中式供能（电）方式主要以大型火力发电厂、 核电站和水电站为主，电力通过高压输电网和 地区配电网输送到最终用户端。
7%输电损失
主要特点： 就地供能，减少输电损失 能源阶梯利用，效率高，污染少
主要特点： 系统备用性高 不受区域限制，布置灵活 大型发电设备发电效率高，规模化经营
多种能源互补，充分利用可再生能源
天然气分布式能源
天然气分布式能源定义： 利用天然气为燃料，通过冷、热、电三联供等方式 实现能源的梯级利用，综合能源利用效率在 70%以上， 并在负荷中心就近实现能源供应的现代能源供应方 天然气分布式能源特点： 综合供能，冷、热、电联供 清洁、高效（>70%） 负荷调节灵活
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分布式能源典型项目 – 美国威斯康星大学
配置：2XLM6000
2X补燃HRSG 1X自动抽汽汽轮机 投运：2005年4月 蒸汽：230t/h 冷水：20,000 冷吨 电力：150 MW 效率：超过70%
NOx排放比热电分供低80%
分布式能源典型项目 – 机场

旧金山 1 x LM2500
年运行小时数 综合热效率（>70%） 气价、热/汽价和电价 基建成本（千瓦造价） 运维成本
立足当前热负荷，兼顾潜在热负荷
燃机欠负荷设计，考虑燃气锅炉或补燃 分期建设以规避风险
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重型燃机和轻型燃机
重型（工业）燃机
• 来源于汽轮机技术 • 结构厚重，体积大、功率大 • 压缩比低于20:1 • 单轴、拉杆结构 • 火焰筒燃烧器 • GE（阿尔斯通），西门子，三菱（日立），