国内外燃气轮机发电技术的进展与前景
燃气轮机简介
我国工业燃气轮机的现状与前景一、世界工业燃气轮机的发展趋势1、世界工业燃气轮机的发展途径与现状自1939年瑞士BBC公司制成世界上第一台工业燃气轮机以来,经过60多年的发展,燃气轮机已在发电、管线动力、舰船动力、坦克和机车动力等领域获得了广泛应用。
由于结构上的分野,工业燃气轮机分为重型燃气轮机和轻型燃气轮机(包括航机改型燃气轮机)。
80年代以后,燃气轮机及其联合循环技术日臻成熟。
由于其热效率高、污染低、工程总投资低、建设周期短、占地和用水量少、启停灵活、自动化程度高等优点,逐步成为继汽轮机后的主要动力装置。
为此,美国、欧洲、日本等国政府制定了扶持燃气轮机产业的政策和发展计划,投入大量研究资金,使燃气轮机技术得到了更快的发展。
80年代末到90年代中期,重型燃气轮机普遍采用了航空发动机的先进技术,发展了一批大功率高效率的燃气轮机,既具有重型燃气轮机的单轴结构、寿命长等特点,又具有航机的高燃气初温、高压比、高效率的特点,透平进口温度达1300℃以上,简单循环发电效率达36%~38%,单机功率达200MW以上。
90年代后期,大型燃气轮机开始应用蒸汽冷却技术,使燃气初温和循环效率进一步提高,单机功率进一步增大。
透平进口温度达1400℃以上,简单循环发电效率达37%~39.5%,单机功率达300MW以上。
这些大功率高效率的燃气轮机,主要用来组成高效率的燃气-蒸汽联合循环发电机组,由一台燃气轮机组成的联合循环最大功率等级接近500MW,供电效率已达55%~58%,最高60%,远高于超临界汽轮发电机组的效率(约40%~45%)。
而且,其初始投资、占地面积和耗水量等都比同功率等级的汽轮机电厂少得多,已经成为烧天然气和石油制品的电厂的主要选择方案。
由于世界天然气供应充足,价格低廉,所以,最近几年世界上新增加的发电机组中,燃气轮机及其联合循环机组在美国和西欧已占大多数,亚洲平均也已达36%,世界市场上已出现了燃气轮机供不应求的局面。
燃气轮机发电技术
贫燃料预混燃烧的主要问题
燃烧的稳定性、燃料的适应性和变负荷范围。必 须认识到,为了降低燃烧温度、减少NOx的生成,燃/ 空比被减少到接近熄火点的程度,这会严重影响燃烧 的稳定性。
燃气轮机的技术特点
燃烧不稳定引起的后果
当DLN燃烧调整不当引起燃烧振荡时,轻则引起机组跳机, 严重时会损坏燃机昂贵的热通道部件,或者缩短热通道部件的维 护周期。
燃气轮机的技术特点
控制燃气轮机NOx排放的方法:
注水或蒸汽 LHE火焰筒 干式低NOx燃烧器 催化燃烧 CLN方法 SCR方法 SCONOx方法
燃气轮机的技术特点
注水或蒸汽降低NOx
燃气轮机的技术特点
干式低 NOx 技术(DLN: Dry Low NOx)
采用空气替代蒸汽或水作为稀释剂,在燃料进入燃烧区域前, 与过量空气预先均匀混合,然后进入燃烧区域燃烧,从而达 到控制燃烧温度目的的燃烧技术。 是一种预混燃烧技术
目前比较成熟的控制燃机NOx排放 技术是 DLN 技术、常规 SCR 技术和
注水/蒸汽技术,三种技术各有优
缺点和适用范围。从技术的先进 性、运行成本、实际运行等情况
来看,燃气轮机应优先考虑采用
DLN技术控制NOx排放。
燃机辅助系统
进气系统
燃机辅助系统
排气系统
燃机辅助系统
燃油系统 燃气轮机控制油模块系统
能源的优化和综合利用技术:压气机、透平、叶型、燃烧、材料、 涂层、热部件的冷却,以及机械结构、制造工艺和控制技术的优 化 发展IGCC技术(煤气化联合循环发电技术) 分布式冷热电联供领域中燃气轮机的应用。
IGCC技术
IGCC(Integrated Gasification Combine Cycle)整 体煤气化联合循环发电系统——是将煤气化技术和高 效的联合循环相结合的先进动力系统。 IGCC由两大部分组成——煤的气化与净化部分和燃气蒸汽联合循环发电部分。
燃气轮机技术的发展与应用
燃气轮机技术的发展与应用摘要:笔者长期从事新能源热电的工作,本文主要论述燃气轮机的发展概况和我国燃气轮机的研发基础等内容,本文旨在与同行探讨学习,共同进步。
关键词:燃气轮机;设计;研发基础近年来,随着全球范围内的能源与动力需求以及环境保护等要求的变化,燃气轮机得到了动力、电力等有关部门的高度重视,欧、美、日等国先后制定了先进燃气轮机技术研究发展计划,以极大的热情推动着燃气轮机的发展。
先进燃气轮机技术具备低噪音、高效率、低排放等一系列先进技术特点,是提供可靠、清洁、高质量发电及热电联供的最佳方式。
鉴于我国西部目前的电力发展状况及其自然环境和燃气轮机的技术特点,燃气轮机将在西部开发中得到广泛的重视与应用。
除了发电领域以外,燃气轮机在航海、航空、陆用动力方面也发挥着重要作用,俄罗斯和美国的主战坦克也都采用了燃气轮机作为动力,所以发展先进燃气轮机技术对国防建设也是非常重要的。
事实上,燃气轮机作为一种涉及航空、航海、陆用等国家安全的热力发动机,历来受到美国、前苏联两个军事大国以及西欧、日本等高度工业化国家的关注。
一、技术发展的趋势过去几十年燃气轮机技术取得了引人注目的进展,燃气轮机的性能不断地得到改进。
一方面在燃气轮机热力循环方面进行开发研究,其中最重要的一个方向是利用嫩气轮机排气的余热、回收其部分能量产生燕汽或回注入燃气轮机,即构成双工质平行复合循环燃气轮机,或供给汽轮机,即构成燃族联合循环动力装置。
另一方面通过先进航空技术的移植、不懈地完善燃气轮机零部件设计来改善简单循环燃气轮机的性能。
二、燃气轮机的发展概况燃气轮机自20世纪40年代问世以来,作为节能、高效、低污染的新型动力装置,经过战争需要的刺激和大批专家的努力,这一技术得到了高度发展并广泛应用于电力、能源、航空、舰船、航天、车辆、军事等领域。
六十多年来,燃气轮机的发展取得了引人注目的进步,燃机的性能不断提高,发电用燃气轮机技术的发展可以简单归纳以下几个方面:(1)微型燃机的发展。
2024年微型燃气轮机市场规模分析
2024年微型燃气轮机市场规模分析引言微型燃气轮机作为一种新兴的发电技术,不仅具有高效率、低排放的特点,还能适应多种燃料,广泛应用于发电、空调和热水供应等领域。
本文旨在对微型燃气轮机市场规模进行分析,了解其发展趋势以及潜在的市场机会。
微型燃气轮机市场规模定义微型燃气轮机是指功率在100kW以下的燃气轮机,主要应用于小型和中型企业、机关单位以及家庭使用。
其较小的体积和灵活的安装方式使得微型燃气轮机在城市中的应用更加方便。
市场规模目前,微型燃气轮机市场正呈现出快速增长的趋势。
根据市场研究数据显示,全球微型燃气轮机市场规模在过去几年中每年以10%的速度增长。
据预测,到2025年,全球微型燃气轮机市场的价值将达到数十亿美元。
驱动因素微型燃气轮机市场的快速发展得益于以下几个驱动因素:1.能源效率的提高:微型燃气轮机的热效率可以达到80%以上,相较于传统发电方式有较大的优势,能够有效降低能源消耗。
2.环保要求的提升:随着环保意识的增加和对大气污染的关注,微型燃气轮机因其低排放的特点受到越来越多的关注和采用。
3.能源多元化需求:微型燃气轮机可以适应多种燃料,如天然气、液化石油气等,能够满足不同地区和不同用户的能源需求。
4.市场潜力巨大:由于微型燃气轮机的安装、运维成本相对较低,且具有一定的发电能力,因此在一些偏远地区和新兴市场具有较大的市场需求。
市场分析地区分布目前,微型燃气轮机市场的主要消费地区包括北美、欧洲和亚洲。
其中,北美地区市场规模最大,占据全球市场份额的40%以上。
而亚洲地区的微型燃气轮机市场正在快速增长,预计在未来几年中将成为全球市场的新的增长点。
应用领域微型燃气轮机的应用领域非常广泛,包括发电、暖通空调、热水供应等。
其中,发电领域是微型燃气轮机的主要应用领域,占据市场份额的50%以上。
随着新能源政策的推进以及能源需求的增加,微型燃气轮机在发电领域的应用前景广阔。
市场竞争格局微型燃气轮机市场目前呈现出较为分散的竞争格局,市场前几名的厂商占据了市场份额的一半以上,但市场上仍有很多中小规模的厂商在不同领域中崭露头角。
微型燃气轮机技术进展及应用展望
微型燃气轮机技术进展及应用展望随着能源需求的不断增长与环保意识的日益增强,微型燃气轮机技术在近年来得到了越来越多的关注和应用。
微型燃气轮机是一种集成式的小型燃气轮机发电设备,具有高效、低排放和可靠性高等优点,广泛应用于工业、航空航天、海洋以及城市供能等领域。
本文将从技术进展和应用展望两个方面来详细介绍微型燃气轮机技术的最新发展。
一、技术进展1. 物理性质优良:微型燃气轮机的物理性质更加优良,可实现高效能转换和高效率输出,拥有更佳的机械稳定性2. 燃烧效率高:微型燃气轮机内燃烧出的气体具有更高的温度和压力,其燃烧效率比传统的燃气轮机更高,能源损耗更少,环保性更佳。
3. 极短的启动时间:微型燃气轮机启动时间更短,可以在数秒钟内完成启动,这也进一步提高了该技术的应用范围。
4. 适应性广:微型燃气轮机对各种类型的燃料具有优良适应性,可以使用天然气、煤气、液化石油气等多种低成本的能源,以及可再生能源如生物质燃料等。
二、应用展望1. 工业领域:微型燃气轮机在工业领域上得到了广泛应用。
由于微型燃气轮机所产生的电力与热能能够以高效能的方式被集中使用,将显著降低企业的能源成本。
2. 医疗领域:在医疗领域中,微型燃气轮机被用于医院的应急发电,以及医疗设备和建筑的供暖。
3. 海洋领域:微型燃气轮机也被用于船舶的应急发电,以及渔船和海洋测量船的电力供应。
4. 城市能源领域:微型燃气轮机也被用于城市能源系统,可以为城市提供洁净高效的能源以解决城市能源难题。
三、前景展望从目前的发展趋势看,微型燃气轮机技术已成为国内外燃气轮机技术领域的发展热点,具有较好的应用前景。
在未来的发展中,微型燃气轮机技术应继续发挥技术创新优势,推进技术升级和优化,增强其适用性和利用效能,以实现更为广泛和深入的应用。
总之,微型燃气轮机技术以其在高效转换和可再生能源等方面的优势在能源领域得到了广泛的应用。
在未来的发展中,随着技术进一步的优化,微型燃气轮机必将在应用领域进一步拓展,为人们提供更为广泛的、更为高效的能源解决方案。
燃气轮机发电技术分析
燃气轮机发电技术分析
燃气轮机发电技术是一种以燃气为燃料,通过燃烧产生高温高压气体,然后将高温高
压气体转换为旋转动力的技术。
以下是对燃气轮机发电技术的详细分析。
燃气轮机发电技术具有高效率的特点。
由于燃气轮机采用了燃气和空气的双重循环系统,通过预烧技术将废气和残余燃料燃烧,使得热能得到充分利用,燃烧效率达到了30%
以上,远远高于传统的蒸汽轮机发电技术。
燃气轮机发电技术具有灵活性强的特点。
燃气轮机发电系统可以根据电网负荷的变化
实现快速的启停和负荷调整,适应性强。
燃气轮机系统还可以与其他能源系统相结合,形
成复合能源系统,实现多能互补和综合利用。
燃气轮机发电技术具有环境友好的特点。
相对于燃煤发电技术,燃气轮机发电技术几
乎不产生二氧化硫、氮氧化物等污染物,排放的废气也经过处理后基本没有固体颗粒物,
大大减少了大气污染。
燃气轮机发电技术还具有运行成本低的特点。
燃气作为燃料,相对比较廉价,并且燃
气轮机的燃烧效率高,热损失少,使得燃气轮机的运行成本相较于其他发电方式更加低
廉。
燃气轮机发电技术也存在一些挑战和问题。
燃气轮机的设备成本相对较高,需要大量
的资金投入。
供气系统和废气处理系统的建设和运维也需要相应的投入,增加了运行成本。
燃气轮机对燃气的要求比较高,对燃气质量和供气压力有一定要求。
燃气轮机发电技术是一种高效、灵活、环保、低成本的发电方式,具有很大的潜力和
前景。
在新能源发展的背景下,燃气轮机发电技术将会得到更加广泛的应用和推广。
微型燃气轮机技术进展及应用展望
微型燃气轮机技术进展及应用展望随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益严峻,燃气轮机作为高效、清洁的能源转化设备,得到了广泛的关注和应用。
而微型燃气轮机作为燃气轮机发展的一个重要方向,随着微型化和便携化技术的不断成熟,其应用前景也越来越广阔。
本文将从微型燃气轮机技术的发展历程、应用领域和未来展望三个方面进行分析和探讨。
一、微型燃气轮机的发展历程自从燃气轮机发明以来,随着工业自动化和信息化的快速发展,燃气轮机逐渐被应用于各个领域。
然而,大型燃气轮机由于成本较高、占用空间大,且需要较长的启动时间和稳定处理能力,应用范围受到了限制。
因此,微型燃气轮机应运而生。
微型燃气轮机一般指额定功率在几千瓦以下的轮机,其主要特点是占用空间小、启动快、稳定性好、燃烧效率高、环境污染少等。
它的发展历程主要分为以下几个阶段:1. 第一代微型燃气轮机:20世纪50年代,美国和英国开始研制微型燃气轮机,并在1963年取得了成功,成为微型燃气轮机的第一代。
2. 第二代微型燃气轮机:20世纪70年代末,随着微型燃气轮机原理的深入研究,燃气轮机的效率和性能得到了大幅提高,微型化技术也逐渐成熟,微型燃气轮机得以实现商业化应用。
3. 第三代微型燃气轮机:近年来,随着新材料、新技术的快速发展,微型燃气轮机的效率、可靠性、经济性等得到了进一步提高,其应用领域也得到了扩展,成为研究和开发的热点领域。
二、微型燃气轮机的应用领域微型燃气轮机具有空间占用小、启动快、运转稳定等优点,因此广泛应用于民用、工业制造、军事航空和航天等领域。
以下是具体应用领域的简单介绍:1. 民用领域:微型燃气轮机可以用于家庭和个人的电力供应,如太阳能家庭配套供电、移动电源、家庭紧急备电等;也可以用于公共设施和城市能源供应,如医院、学校、商场、机场等建筑和公共设施的供电。
2. 工业制造领域:微型燃气轮机可用于工业制造设施的供电、加热和制冷,适用于对环境和能源要求高的场合,如半导体制造、医疗设施、通信基站、小型加油站等。
燃气轮机发电技术分析
燃气轮机发电技术分析燃气轮机是一种常用的发电技术,它通过燃气的燃烧驱动涡轮机转动,进而驱动发电机产生电能。
燃气轮机发电技术具有高效率、低排放、灵活性强等特点,因此在发电行业被广泛应用。
本文将对燃气轮机发电技术进行分析,并探讨其发展趋势和应用前景。
一、燃气轮机发电技术原理1. 高效率:燃气轮机发电技术具有较高的发电效率,可以达到40%以上,相比传统的燃煤发电效率要高出很多。
这是因为燃气轮机在燃烧燃气时可以产生高温高压气流,转换成机械能驱动涡轮机转动,再转换成电能,整个过程能量转换效率高。
2. 低排放:燃气轮机发电技术燃烧燃气产生的废气中含有的污染物少,燃烧后的废气中的氮氧化物、二氧化硫和颗粒物等排放量都较低,对环境的影响小。
3. 灵活性强:燃气轮机发电技术响应速度快,启停机时间短,负荷调整范围广,适应性强,可以灵活应对电网的负荷变化,保障电网的稳定运行。
4. 运行成本低:相比传统的燃煤发电,燃气轮机发电技术的运行成本较低,燃气价格相对较低,维护费用也相对较低。
5. 燃气轮机发电技术采用干式或湿式燃烧室,可以使用天然气、石油气、生物气、合成气等多种燃气作为燃料,灵活性大。
1. 高效节能:随着科技的发展,燃气轮机的燃烧技术、材料技术不断进步,燃气轮机的效率也在不断提高,未来燃气轮机的发电效率将进一步提升。
2. 多燃料适应性:燃气轮机不仅能够使用天然气等传统燃气,还可以利用生物质气、合成气等多种新型清洁能源作为燃料,未来多燃料适应性将成为发展趋势。
3. 燃气轮机与余热利用技术结合:燃气轮机发电技术结合余热利用技术,可以有效提高系统总体效率,减少能源消耗和对环境的影响。
4. 智能化技术应用:随着智能化技术的不断发展,燃气轮机发电技术也将运用智能化技术,提高自动化程度,提高运行维护效率,降低人工成本。
5. 跨界合作发展:未来燃气轮机发电技术将与储能技术、智能电网技术等跨界合作发展,提高电网的安全稳定性和清洁能源利用效率。
燃气轮机发电技术分析
燃气轮机发电技术分析
燃气轮机发电技术是一种高效、清洁的发电方式,它可以通过燃烧天然气或其他燃气燃料来产生高温高压气体,驱动涡轮机转动,最终将机械能转化为电能输出。
与传统的燃煤发电方式相比,燃气轮机发电技术具有以下优势:
1.高效能:燃气轮机的热效率可达40%以上,而传统燃煤发电厂的热效率仅为30%左右。
2.清洁环保:燃气轮机的燃烧过程不产生烟尘、二氧化硫、氮氧化物等污染物,排放的废气中的二氧化碳排放量也较低。
3.快速启动:燃气轮机的启动时间较短,可以在几分钟内达到额定功率输出,从而快速响应电网调峰需求。
4.灵活性高:燃气轮机可以在很宽的负载范围内稳定运行,适应电网负荷需求的快速变化。
5.少量用水:燃气轮机发电不需要像燃煤发电那样使用大量冷却水和锅炉水,因此可以大大减少用水量。
燃气轮机发电技术具有以上优势,然而也存在一些挑战。
比如,燃气轮机的价格相对较高,且在燃气价格波动较大时,燃气轮机发电的经济性会受到影响;同时,燃气轮机的使用寿命也较短,因此需要较高的维护保养费用。
总的来说,燃气轮机发电技术已经成为发电领域中的一种重要技术,随着技术的不断进步,其经济性和环保性都将得到进一步提高,预计未来该技术在电力、热力等领域的应用前景将越来越广阔。
中国燃气发电产业发展现状与前景分析
中国燃气发电产业发展现状与前景分析一、燃气发电产业概述燃气发电是将天然气、煤层气、沼气等燃气作为燃料,通过燃烧产生热能,再利用热能驱动涡轮发电机组发电的一种方式。
燃气发电产业是一项新兴的高效清洁能源产业,具有污染低、效率高、响应速度快等优点,因此在世界范围内得到了广泛的应用。
二、中国燃气发电产业现状分析1.市场现状近年来,随着国家环保政策的不断升级和对清洁能源的需求不断增加,燃气发电产业在中国市场上快速发展。
根据统计数据,在2019年,中国燃气发电装机容量已经达到了4246.5万千瓦,其中,燃气燃料占比逐年提高,2019年达到65.2%,成为燃气发电产业的主流燃料。
2.技术现状从技术角度上看,中国燃气发电产业的技术水平相对较高,多数燃气发电企业能够生产高效、稳定的发电设备。
同时,燃气发电产业已经形成了从燃气供应、发电设备制造到发电运营等完整的产业链,以及标准化、规模化的生产模式。
3.政策现状政策环境是燃气发电产业健康发展的重要保障。
当前,中国政府在能源政策中加强了对清洁、高效能源的支持和倡导,提高了对燃气发电产业的政策倾斜,为行业发展提供了有力的保障。
三、中国燃气发电产业发展前景分析1.市场前景随着我国经济的快速发展和城市化进程不断加快,能源消耗量将继续增加,环保问题也日益凸显。
燃气发电产业将持续保持高速发展,成为未来清洁能源产业之一。
2.技术前景燃气发电设备不断更新换代,如燃气轮机发电技术、燃气内燃发电机组技术等,将不断提高燃气发电的效率和降低成本。
同时,智能化、数字化技术的应用将为燃气发电产业带来更多的发展机遇。
3.政策前景未来,中国政府将继续加大对燃气发电产业的政策支持,为产业健康发展提供更好的环境。
在气改电政策推动下,燃气发电将在国家能源政策中扮演更加重要的角色。
四、结论总的来说,中国燃气发电产业拥有广阔的市场和优越的技术基础,在政策保障的支持下,其未来发展前景广阔。
同时,燃气发电产业也面临着技术更新、市场竞争等挑战,需要不断提高技术含量、完善产业链,实现可持续发展。
我国燃气轮机发展现状分析
2015年我国燃气轮机产业发展现状及需求市场前景分析燃气轮机是一种先进而复杂的成套动力机械装备,主要通过将连续流动的气体作为工质、把热能转换为机械功产生动力。
燃气轮机用途广泛,在能源电力、航空航天、舰船车辆等多个领域均有应用。
先进燃气轮机具有高效率、低噪音、低排放等特点,是提供清洁、可靠、高质量发电及热电联供的最佳方式。
燃气轮机由于工作原理和航空发动机基本相同,核心技术也与之有相似之处,因此航空发动机改装为燃气轮机的工作一直被人们所重视。
由于航空发动机体积小、质量轻,故最初改装后均用于舰艇的推进装臵。
自20 世纪60 年代末,英美纷纷做出“舰船以燃气轮机为动力”的决策后,舰船燃气轮机得到了大力发展。
国外典型航空发动机改舰船燃气轮机简介及参数中国的燃气轮机发电开始于上世纪50 年代末,水电部与1959 年从瑞士引进2套功率为6,200 千瓦的简单循环燃气轮机列车发电站用于大庆油田发电。
而航改燃气轮机的工作则是从上世纪70 年代由南方动力公司等单位与民用部门协作开始的。
到目前,我国已经具备了自主研发重型燃气轮机的能力。
2001 年,我国第一台具有自主知识产权的重型燃气轮机R0110 在黎明公司的主导下开始研制。
到2013 年底,R0110 重型燃气轮机已在中海油深圳电力有限公司完成168 小时联合循环试验运行考核,各项性能均符合要求。
R0110 的研制成功标志着我国已成为世界上第五个具备重型燃气轮机研制能力的国家。
中国典型燃气轮机简介及参数纵观世界燃气轮机市场,高端市场基本被欧、美、日等国家和地区的公司所垄断,通用电气、西门子、三菱重工和阿尔斯通等几家公司占据了燃气轮机的主要市场份额。
我国燃气轮机市场虽然稳步增长,但自主研发产品的缺失导致我国燃气轮机长期受制于人。
据中国电器工业年鉴数据,2013 年我国燃气轮机产品进口金额达到3.9 亿美元,同比增长11%,而燃气轮机产品出口金额仅为1 亿美元。
国内燃气轮机厂家众多,但水平差距较大。
我国燃气轮机发电技术的发展现况与展望
2 我国燃 气轮 机 的发展
自燃汽轮机引进 以来 , 在我 国的发展可 以概括 为以下几个阶段 :
2 . 1 引进国外技术的萌芽 阶段
我 国燃气轮机最早于上世纪 5 0年代从瑞士 引进 了两套单循环燃气 轮机发 电组 , 采用大庆原油为燃料 。到 1 9 6 0年后我 国已经建设了数十座 燃气 轮机发电站 , 其配套 设备和制作也略有 小成, 其中上海燃 气轮机制 造厂 、 南京燃气轮机制造 厂等都成功 的设 计并生产 出燃气轮 机组 , 虽然 其性能等各方面指标都还不是很高 , 但是功 能基本 能够得 到实现 。然而 限于 当时国情 、 政策 、 经济等因素, 这项新兴产业 并没 有持续多久 , 至6 0 年代末期 已经停滞不前 了, 至7 O 年代很 多制造厂都关 门倒 闭, 仅剩南 京 燃气轮机一家制造 厂进行 生产 。
3 . 2 国产燃气轮机—— 黎明燃气轮机
黎 明燃 气轮机诞生于 1 9 8 4年 , 是 由涡喷 6 G发动机改造 而成 , 被誉 为“ 中国制造 ” 。 上世纪 9 0年代我国燃机市场发生 了巨大的变化, 国内市 场 西气东输工程 的开展 , 国外燃机营销策 略的转变, 使得燃机 发展机遇 和挑 战并存 。面对不断变化的市场环境 , 时任 中航工业黎 明董事 长兼 总 经理 的林左 鸣带领班子成 员审 时度势 ,提 出要坚持发展燃机 不动摇 , 及 时调整了业务发展方 向, 决定集 中精力 开发新产品, 向国产航 改燃机 技 术制 高点发起进攻 。时任公司副总工程师兼开发部部长 的庞 为, 针对 某 产 品趋于成熟的有利条件 , 组织相关力量充分调研 、 分析与论证 , 发现 国 产 1 0 M W 功率等级燃机 尚属空 白 而市场需求 巨大 ; 利用航机 改型设计燃 气 发生器并采用先进技术全新设计动力涡轮, 其技术可行 。 为此, 公司领 导班子不失 时机地果断决策, 启动 Q D1 2 8燃机 ( 也就是黎明燃气轮机) 研 发。
我国燃气发电发展现状及趋势
我国燃气发电发展现状及趋势摘要:燃气发电是一种利用天然气等燃气作为燃料,通过燃烧产生高温高压气体,驱动汽轮机或燃气轮机,再通过发电机将机械能转化为电能的发电方式。
其相对于传统的火电发电可节省更多的燃料消耗,同时对环境污染较少,更符合国家环保政策的要求。
关键词:燃气发电;发展现状;趋势继“十五”计划以来,我国天然气战略规划出现较大调整,各地的碳约束收紧,以新能源为主体的新型电力系统正在逐步建立。
我国的能源结构向着清洁化发展,未来天然气的发展要明确天然气发电与环境的关系,体现其调峰作用和环保价值。
本文从我国燃气发电发展优势与现状分析其了发展趋势,同时就如何更好地促进其健康发展做出了讨论。
一、我国燃气发电发展现状自2010年以来,我国燃气发电装机容量持续增长,截至2022年,全国燃气发电装机容量已达到了1.1亿千瓦,位居世界第三。
就我国发电而言,燃气发电在我国电力结构中的占比也在不断提高。
2020年,燃气发电占全国发电总量的比重达到了3.2%。
同时随着技术的不断升级,燃气电厂的效率逐步提高,同时对环境的影响也逐渐减少。
我国对于燃气发电的政策坚持“有序发展”“适度发展”两条原则。
目前,我国大部分燃气电厂都采用了先进的燃气轮机发电技术。
但我国燃气供应的总体规模还比较有限,因此在一些地区,燃气供应不足的问题仍然比较突出,现在的小规模天然气发电主要是在油田、气田、机场等地,想要真正实现大面积燃气发电作为分布能源站还需要一段时间。
因为我国燃气供应链条不完善,燃气供应不稳定,导致燃气发电项目建设困难,影响燃气发电的发展。
而且与其他发电方式相比,燃气发电的成本较高,竞争力不足,导致燃气发电项目投资难度大,同时燃气发电行业内部市场竞争压力大,企业之间的竞争越来越激烈,导致行业利润下降,投资回报率较低。
相对于发达国家而言,我国燃气发电技术还不够完善,设备性能和效率不高,难以满足日益增长的能源需求和环保要求。
而燃气发电虽然比传统的火电发电更加环保,但是仍然会产生一定的污染物排放,如CO2、NOx等,随着环保要求的提高,燃气发电将受到更大的压力。
燃气发电新技术的市场前景分析
5 0 %。据不完全 统计 , 全球 目前全 部 的燃 油和使 用天然气 的燃 2 微 型燃 气发 电技术 的应 用前景 气 轮机 与联 合循环 的装机 容量 都在 4亿 k W 以上 。1 9 8 7年 以 2 . 1 微 型 燃 气 发 电 技 术 简 介 后, 在 美 国使用燃 气轮机 年生产 总功率 己远 远超过 了使用蒸汽 微 型燃气发 电技 术是一种 新兴的技 术,它主要用 来调 峰 以
( 1 ) 它是油气煤矿 区的最佳 电源 。对于这一市场 应用来讲 ,
我 国的石 油 以及天然 气等绝 大多数储 藏分布在 荒漠 、 边远地 区 中 , 能变成热 的仅有 2 / 3 , 虽然 有一部 分热量会 被用户使 用 , 但 以及海 边 , 这些地 方 的特 点就是和 大 电 网距 离相对 较远 , 同时 这 样 的情 况也 只能是 在发 电厂和 用户靠 的 比较 近 的情 况下才 煤 炭 以及水 资源 比较 稀缺 , 所 以, 采 用 当地天 然气 与那 的燃气 能 实现 。而微型燃气发 电技 术, 由于其 设备的体积较小 , 所 以能 轮 机联 合循环 发 电就能 使那些 地方 的油 气资源 得 到充分 的开 在每一 个需要 电力的地方 建立, 这对 于热 电联 产的实现有着积
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国内外燃气轮机发电技术的进展与前景1前言随着社会生产力水平的不断提高和经济的迅速增长,对于能源的需求也在快速增长。
目前,世界火电站汽轮机长期占统治地位的局面已开始动摇,“大型电站以联合机组为主,中、小型机组以热电并供居多”已是许多工业发达国家电站发展的主要格局。
燃气轮机具有极强的适配性,能够作为多种发电模式,以成为当今世界发电的主要形式之一,由于该装置,特别是联合循环发电装置具有效率高、机动性好,不仅可以作为电网的调峰机组,且更多地用于电网的基本负荷发电,又能满足日益严格的环保要求,其地位将得到巩固和加强。
我国自改革开放以来,随着电力工业的迅猛发展和电网峰谷差的日趋增大,燃气轮机发电得到重视和发展。
近几年已相继兴建了一批具有80年代国际先进水平的机组,在缓解电力紧缺的同时,有效地发挥了其增强电网调峰能力的作用。
跨入21世纪,随着科技发展、能源政策的调整,如何高效、洁净利用化石能源已成为电力领域的突出问题。
燃气—蒸汽联合循环发电越来越受到国家有关方面的重视,必将得到进一步的快速发展。
2 国际燃气轮机发电技术燃气轮机是从20世纪50年代开始逐渐登上发电工业舞台的,由于当时机组的单机容量小、热效率低而在电力系统中只能作为紧急备用电源和调峰机组。
60年代加深了对电网中必须配备一定数量的燃气轮发电机组的认识,从安全和调峰的目的出发,燃气轮发电机组在电网中的比例达到8%~12%。
从80年代以后由于燃气轮机的功率和热效率均得到很大程度的提高,特别是燃气—蒸汽联合循环机型成熟,再加上世界范围内天然气资源进一步开发,燃气轮机及其联合循环在世界电力系统中的地位发生了明显变化,它们不仅仅可以用作紧急备用电源和调峰负荷机组,还能带基本负荷和中间负荷。
美国在1990~2000年期间新增长的发电容量为1.13亿kW,其中燃气轮机电站和蒸汽轮机电站的容量分别为44%,第一次出现了朗肯循环和布莱顿循环平分秋色的局面,在德国前者则占2/3左右,由此可见在世界范围内燃气轮机及其联合循环已成为火电发展的主要方向。
近几年来,世界燃气轮机工业取得相当的成就和飞速的发展,几家著名的公司GE、ABB、Siemens、西屋等均与航空发动机设计、研究、制造厂彼此联营,保证及时地把航空发动机领域内的先进技术用来武装重型燃气轮机,以确保技术的先进性。
如压气机已采用“可控扩压”的概念进行设计,把单轴压气机的压缩比提高到了24~30的水平,透平叶片采用了航空机组的先进冷却结构和定向结晶制造工艺,使透平前的燃气温度提高到了1300℃的水平,由此明显地提高了机组的输出功率和热效率。
如GE公司的9FA、Siemens的V94.3A等典型机组的燃机单循环功率为266MW,燃气初温为1270~1300℃,压缩比为16,净热效率达38%,由此组成的联合循环机组单机功率为380 MW,供电效率已达56~58%。
在本世纪初叶,世界上又将会出现新一代的先进燃气轮机,这种技术被称为“G技术”,专门用于50H Z和60H Z发电用燃气轮机发电装置,此类机组的燃气初温将提高到1427℃左右,相应地进一步提高输出功率和热效率,单机功率和净热效率将分别达到480 MW和60%的高水平。
为了降低燃气轮机的排放污染,采用往燃烧室中注蒸汽或水,在排气导管中装设选择性催化还原装置,以及采用干式低NO X排放燃烧室等措施。
在工业化的欧洲及世界其它地区,日趋严格的NO X和CO2排放的规定,迫使燃机制造商在一些烧天然气和油的机组中,开发干式低NO X燃烧室装置,其效果已达到NO X排放低于10 ppm水平。
从20世纪70年代出现石油危机后,工业发达国家都在大力进行燃气轮机燃煤的研究工作,燃煤联合循环种类有:整体煤气化联合循环(IGCC)、流化床燃煤联合循环(PFBC—CC和AF-BC—CC)、外燃式燃煤联合循环(IFC)、直接烧煤粉联合循环、整体煤气化燃料电池联合循环(ICFC—CC)及磁流体发电联合循环(MHD—CC)等形式。
目前,IGCC和PFBC—CC在世界范围内已开始进入实用商业化阶段,世界上几乎所有主要石油煤炭公司和动力制造厂商都加入开发行列,将燃煤联合循环技术不断发展。
至今,大型燃气轮机和联合循环机组交钥匙工程的比投资费用分别为$200~300/kW和$500~600/kW,而600 MW的燃煤超临界参数机组的造价为$1100/kW。
因此,燃机电站的比投资费用远低于燃煤电站。
3 我国燃气轮机发电技术3.1我国燃气轮机发展概况我国的燃气轮机发电事业始于1959年,当时从瑞士BCC公司引进两套6200 kW的单循环燃气轮机列车发电机组,燃料为大庆原油。
20世纪60年代,燃气轮机发电站的建设及其设备的制造生产初具规模,总装机容量达到6万kW,最大单机容量为45000 kW。
上汽厂、南汽厂、哈汽厂、东汽厂等制造厂曾先后设计生产过燃气轮机组,这些机组的技术性能都不高,燃气初温一般在600~700℃左右,热效率为16~25%,所建电站基本上是单循环机组。
客观地讲国家在当时也投入了不少力量,开辟和启动了燃气轮机发电领域,取得了一些研究成果。
但由于燃料政策及政治、经济方面的原因,使兴起不久的这项事业在20世纪60年代末陷入停滞不前的状况。
后来,于1972年和1976年分别从英国JB公司和日本日立公司引进了10套MS5000系列、PG5301型单机功率在21700~23000 kW单循环机组,从而使我国燃气轮发电机组总装机容量达到30万kW左右。
由于种种原因,我国燃机制造业在20世纪70年代开始萎缩,大部分制造厂停止生产,只保留南京汽轮电机厂为我国唯一生产燃气轮机的制造厂家。
目前,该厂与美国GE公司合作,已能批量生产MS6001系列燃机。
改革开放以后,燃气轮机发电事业也随着国家经济而飞速发展,从70年代到90年代,全国燃气轮机电厂由20余座发展到80余座,机组台数从20余台(套)增加到140多台(套),装机总容量从30万kW增加到近800万kW,尤以沿海经济发展最快的地区最为迅速,如广东、福建、上海、浙江、海南、江苏等地。
另外,石油化工部门在大庆、胜利、中原及新疆地区的油田和化工厂共建有燃机电厂30余座,装机60多套,总容量超过100万kW。
近年来,武汉、重庆、合肥、成都等经济发达地区也随着电力市场的需求,逐步稳定地兴建了一批燃机电站。
尽管如此,燃机总装机容量在电网中的比例仅2.3%左右,远低于发达国家的水平。
3.2我国燃气轮机发电技术水平我国于80年代以前所建的燃机电站基本上是简单循环机组,其经济技术性能较差,油耗在330 g/kW·h以上,热效率在26%左右。
80年代以后兴建的一批燃机电站,燃机单机容量大多为36 MW和100 MW等级,燃料多为轻柴油、原油或重油。
近几年着重发展了PG9E 型的联合循环发电机组,其中浙江镇海、龙湾的两套300 MW燃气—蒸汽联合循环机组为国内最大的机组之一,其燃机技术具有80年代国际先进水平,燃气初温为1094℃,单循环热效率达32.6%左右,联合循环热效率达47.3%左右。
由于我国的优质资源相当缺少,价格相对较高,为降低发电成本,着重发展燃重油燃机,但燃重油燃机的发电技术难度很大。
深圳南山热电股份公司于90年代初开始在MS6001系列燃机上进行燃用重油试验,通过多次摸索,长期燃用重油连续发电获得了成功,取得了可贵的运行经验和较好的经济效益,目前,上海闸北、浙江镇海和龙湾燃机电厂都逐步掌握并提高了PG9E型燃机用重油运行的经验,不断提高了机组运行的安全可靠性能。
燃气轮发电机组在我国发电行业中得到巩固和发展的方向是:(1)大容量机组;(2)燃气—蒸汽联合循环;(3)燃重油或天然气;(4)投AGC功能。
然而,目前燃重油燃机的发电技术尚不完全成熟,燃重油对机组的负面影响有待进一步研究。
另外,燃机单循环运行的启停速度非常快,而联合循环运行的启停特性还需优化,以更好地适应电网大幅度频繁调峰的需要。
3.3我国燃气轮机发电的前景随着国家能源政策的调整和环境保护的增强,将大幅度开发和利用天然气资源并用于电力领域。
国家电力公司天然气办公室研究意见是在华东、广东、福建等地建设一批进口油气、效率高、污染小、调峰性能好的燃气—蒸汽联合循环电站,天然气发电计划于2000年左右启动,2010年燃气电站规模达到2000万kW。
同时IGCC技术已列入国家八五、九八重大攻关项目,将从国外引进一套300 MW等级的示范电厂,以加快推广应用步伐。
1997年,华北电力设计院、西安热工研究院与荷兰Shell公司共同完成300 MW和400 MW级干法加料IGCC项目设计的初步可行性研究。
同时,正拟从国外引进2~4座100 MW 等级的PFBC—CC,以此作为我国在新世纪内发展这两种洁净煤发电技术的基础。
另外,为降低燃机电厂成本,将联合循环技术对现有中小型电厂进行技术改造、增容、增效又是一条重要途径。
可见,燃气轮机发电在我国电网中的地位和作用将十分重要,前景光明。
4 我省燃气轮机发电状况随着我省经济的快速发展和电网峰谷差的日趋增大,我省于90年代初着手规划燃气轮机发电站,1994年正式签定了第一套引进型燃气—蒸汽联合循环发电机组合同,建于镇海电厂扩建端,规模为2台GE公司9E型燃气轮机组和1台100 MW及ALSHTOM公司汽轮机组,总容量为300 MW,燃料为180cst重油。
工程于1996年开工,1997年两台燃气轮机组单循环投产,1999年整套联合循环机组投AGC功能进入商业运行。
同时,龙湾也兴建了一套雷同于镇海的300MW联合循环机组,也于1999年整套机组投入商业运行,不同的是机组燃料为原油。
金华、瑞安、余姚、绍兴等也建成了燃机为MS6000系列的联合循环机组,燃料为轻油,这些燃气轮机组有的从法国ALSHTOM引进,有的为国产南汽厂产品,都具有高度的自动化水平。
可见,我省燃气轮机发电事业发展非常迅速,至今装机总容量已接近100万kW,它们在缓解我省电力供应紧张的同时,有效地增强了电网的调峰能力。
另外,从有关权威部门获悉,我省正在规划半山电厂Ⅱ期机组的技术改造项目,经过对多种方案论证,“300MW燃气—蒸汽联合循环机组”方案具有许多明显的有利优势而受到高度重视,目前正在抓紧论证。
随着国家西气东送工程的实施和东海油气田的开发,我省沿海地区拟建2400 MW天然气燃机电站也正在进行可行性研究中。
这样我省燃气轮机发电规模将更加壮大,装机比重将越来越大,技术将更为先进和新型。
可以说,不久的将来我省将会成为燃气轮机发电大省。
随着我省镇海、龙湾、金华等燃气—蒸汽联合循环机组的相继投产,电网的发电结构有了新的变化,燃气轮机发电领域在我省是起步较迟,但起点很高,300 MW燃气—蒸汽联合循环机组尚属国内最大的联合循环机组,其建设规模、技术水平均处于国内前茅,某些方面已处于国内领先水平。