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词条 燃气轮机联合循环发电机组
释义

根据有关资料统计,截止到1996年底,我国已安装燃气轮机总量为4100MW,联合循环发电机组的容量占490MW。1997~1998年期间新增加燃气轮机22台,其中联合循环发电机组为18台,新增容量为1607MW。2003年起我国与GE、三菱、SIEMENS等工业巨头签订了进口十三台9F级民用燃气轮机的协议,其中杭州半山天然气发电工程为国内首个9F级单轮燃气轮机联合循环发电机组。必须说明的是民用燃机在结构和布置上都不如军用燃机,燃机本身的效率和动力较军用也略逊一筹。目前美国已发展出9H级燃机,其联合循环机组效率可达58%左右。

燃气轮机联合循环发电机组发展概况及特点

由于燃气轮机联合循环发电机组是燃气轮机、发电机与余热锅炉、蒸汽轮机(凝汽式)或供热式蒸汽轮机(抽汽式或背压式)共同组成的循环系统,它是将燃气轮机作功后排出的高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽,送人蒸汽轮机发电,或者将部分发电作功后的乏汽用于供热。常见形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环,也有燃气轮机、蒸汽轮机各分别与发电机组合的多轴联合循环。主要用于发电和热电联产,燃气轮机联合循环机组具有以下独特的优点:①发电效率高:由于燃气轮机利用了布朗和朗肯二个循环,原理和结构先进,热耗小,所以,联合循环发电效率近57-58%,而燃煤电厂(0.75~1000)MW机组发电效率仅20%~48%。②环境保护好:燃煤电厂锅炉排放灰尘很多,二氧化硫多,氮氧化物为200PPM,必须加装脱硫(效率90%左右)、脱硝(效率(90%左右)及电除尘后(经脱硫、脱硝装置进一步除尘后每立方米含尘小于30豪克,比在家里的灰尘还少)使排放物除二氧化碳外均高于一般环境标准。燃机电厂余热锅炉排放无灰尘,二氧化硫极少,氮氧化物为(10~25)PPM。⑧运行方式灵活:燃煤电厂启停时间长,适合作为基本负荷运行,调峰性能差。燃机电厂,不仅能作为基本负荷运行,还可以作为调峰电厂运行;燃机为双燃料(油和天燃气)时,还可以对天然气进行调峰。④消耗水量少:燃气一蒸汽联合循环电厂的蒸汽轮机仅占总容量的1/3,所以用水量一般为燃煤火电的1/3,由于凝汽负压部分的发电量在全系统中十分有限,国际上已广泛采用空气冷却方式,用水量近乎为零。此外,甲烷(CH4)中的氢和空气中的氧燃烧还原成二氧化碳和水,每燃烧1m3天然气理论可回收约1.53kg水,每公斤可回收2.2kg水,足以满足电厂自身的用水。⑧占地面积少:由于没有了煤和灰的堆放,又可使用空冷系统,电厂占地大大节省,占地仅为燃煤火电厂的10%~30%,节约了大量的土地资源,这对地少人多的中国非常重要。⑥建设周期短:燃气轮机系统发电的建设周期为8~10个月,联合循环系统发电的建设周期为16~20个月,而燃煤火电厂需要24~36个月,回收快。燃机所需燃料一般为液体或气机,燃料价格高,除非用于调峰,否则从经济性角度来讲不适用于带基本负荷。目前全世界正在发展整体煤气化发电技术(简称IGCC),也就是将煤磨粉后不完全燃烧变成煤气后除尘进燃气轮机燃烧发电的技术,但煤粉气化装置造价高,布袋除尘器运行费用高,目前该技术正转向应用阶段,国内的华电、神华等集团正在申请IGCC项目。从中国燃料分布及拥有上,及机组效率上看发展该技术有发展前景,但该机组每千瓦造价要远高于1000MW超超临界机组,投资成为瓶井。

联合循环技术还可用于太阳能热力发电技术、核电站联合循环技术(DT联合循环),用于提高该类发电技术的蒸汽参数,从而提高效率,减少热污染。

天然气在燃气轮机联合循环发电机组的应用

天然气是被世界公认的清洁的能源,2000年我国天然气产量已经超过250亿m3。利用天然气发电对于环境保护具有极大的优越性,其主要表现在以下几个方面:④占地面积小,一般可为燃煤电厂的54%。②耗水量小,一般仅为燃煤电厂的1/3。③不需要为环保而追加新的投资。④不会引起水电建设造成的施工废水、弃碴的排放、料厂的占地、森林植被的受淹及移民等引发环境保护问题。⑤同火电厂相比,污染物的排放量低。

世界上利用天然气发电普遍采用燃气蒸汽联合循环电厂的形式,尤其是以天然气作为燃料的燃气蒸汽联合循环发电技术更为世界众多国家所重视。天然气电站运行灵活,机组启动快,启动成功率高,即可带基荷又可用于调峰,且宜于接近负荷中心。另外,燃气轮机发电机组电厂可在25(30)%~100%出力下可靠运行,利于提高电网的经济运行水平,燃天然气电站的可用率较高,约为90%~95%,高于燃煤电厂。可大大改善煤电机组的运行工况,以及降低煤耗,对于提高电网的运行质量、解决其运行存在的矛盾,不失为一有利的选择。

同时天然气燃烧过程中,所产生的影响人类呼吸系统健康的氮化物、一氧化碳、可吸人悬浮微粒极少,几乎不产生导致酸雨的二氧化硫,而产生导致地球温室效应的二氧化碳的排放为煤的40%左右,燃烧之后也没有废渣、废水。天然气有转换效率高,环境代价低,投资省和建设周期短等优势,积极开发利用天然气资源已成为全世界能源工业的主要潮流,目前全世界发达国家,与燃煤电厂总安装容量已接近1:1,并大有超过趋势,我国政府也积极鼓励发展燃气轮机联合循环热电联供、推动燃气轮机电厂的发展。

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更新时间:2024/12/23 11:42:59