燃气轮机与燃气内燃机对比
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根据项目的建筑状况,能源站发电机组可以考虑使用燃气轮机和燃气内燃机。针对本项目,分析如下:
(1)目前,国内外在冷、热、电联产系统中使用的燃气轮机多为10MW以下的中小型机组和微型机组,且分为简单循环燃气轮机和回热循环燃气轮机。由于结构和材料的限制,中小型、微型燃气轮机的透平温度通常低于900°C,往往压比在6.0以下,当采用简单循环时,发电效率一般不到20%,为改善性能,通常选用回热循环,此时,联产系统可将更多的能量输入转换为功输出,但降低燃气轮机透平的排气温度会对系统的冷、热输出产生较大影响,冷热电比都将下降,所以这种联产系统主要以输出电力为目的。本区域供能能源站冷热负荷之和远大于电负荷,所以燃气轮机作为动力子系统并不是十分契合本能源站的性质要求。
采用回热循环的小型燃气轮发电机组的发电效率通常为30%左右,而燃气内燃发电机组发电效率可达到40%以上,在上海市目前的燃气价格和市电价格情况下,当优先选用发电效率高的设备,才可以更好的体现项目的经济性。
(2)燃气轮机所要求的燃气进气压力高(3.5~4.0MPa),一般需要设置专用的天然气调压站。
天然气调压站包括计量、过滤、压力调节、天然气分配、排放、排污、安全监测、电气控制等装置。考虑到天然气调压站的特殊要求,它需要一些安全辅助设施,如:静电释放器、避雷针、天然气放散管路、危险气体检测器及灭火设备。本项目没有空间单独设置燃气升压站。
(3)从冷、热、电联产的动力子系统经济性上说,由于小型进口燃气轮机的单位造价比进口内燃机的高,使得小型燃气轮机的联产系统的建设费用相对较高。一般小型燃气轮机驱动的联产系统回收期多于内燃机联产系统。此外小型燃
汽轮机还有检修周期短、维修工作难度大、主要部件要返厂修理,运行维护费用较高等缺点。
目前国外较多的三联供能源站选择燃气内燃发电机组。因为燃气内燃发电机组具有发电效率高、发电出力衰减受特殊恶劣地理环境影响最小的优势,在20~100MW 热电联产电厂或调峰电厂,以及楼宇式1~5MW 冷热电三联供系统中都普遍安装燃气内燃发电机组。尤其是北欧地区的城乡小区,冬季供热燃气内燃发电机组应用最广,在全球也广泛被各种工业客户用以热电联产。
燃气内燃发电机技术已很成熟,在国际上亦有很多著名制造商。如美国康明斯公司、美国卡特比勒公司、美国瓦克夏公司、德国MWM公司、芬兰瓦锡兰公司、美国GE公司(颜巴赫)等。这些公司的产品质量可靠,技术先进,是目前燃气内燃发电设备中普遍选用的产品。
综上所述,考虑到本期规划区域供能能源站接近为楼宇式能源站,同时结合燃气供应情况、能源站供冷、热、电能特点、场地利用空间有限以及考虑减少能源项目建设投资、提高经济性等各方面因素,本规划中的天然气区域供能能源站拟选用燃气内燃发电机组。