燃气轮机联合循环发电机组燃气轮机联合循环发电机组发展概况及特点_百 ...

发布网友 发布时间：2024-12-06 18:21

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燃气轮机联合循环发电机组，作为现代高效能发电技术的代表，结合了燃气轮机、发电机、余热锅炉、蒸汽轮机等关键组件，形成了一个循环系统，通过燃气轮机产生动力后，其高温乏烟气被回收转换为蒸汽，进而驱动蒸汽轮机发电，或部分发电产生的乏汽用于供热。这种发电方式的常见形式有单轴联合循环和多轴联合循环，主要应用于发电和热电联产。燃气轮机联合循环发电机组具备显著优势，包括但不限于高发电效率、良好的环保性能、灵活的运行方式、低水耗以及占地面积小和建设周期短等特点。

在发电效率方面，燃气轮机联合循环发电效率高达57%-58%，远超燃煤电厂20%-48%的发电效率，得益于其先进的原理和结构，热耗小，能源转化效率高。

环保性能上，燃气轮机联合循环发电的排放物包括二氧化碳，且排放量远低于燃煤电厂，尤其是无灰尘、二氧化硫少，氮氧化物排放控制在较低水平，经过脱硫、脱硝和电除尘后，排放物质量显著改善，接近或低于家庭环境标准。

运行方式上，燃气轮机联合循环发电机组灵活多变，不仅能作为基本负荷运行，还能作为调峰电厂运行，甚至在配置双燃料系统时，能对天然气进行有效调峰。同时，其消耗水量少，凝汽负压部分发电量在系统中占比有限，国际上已广泛采用空气冷却方式，用水量接近于零。理论上，甲烷燃烧可回收约1.53kg水每立方米，每公斤回收2.2kg水，足以满足电厂自身用水需求。

占地面积小是燃气轮机联合循环发电机组的另一优势，没有煤和灰的堆放，可采用空冷系统，占地面积仅为燃煤火电厂的10%-30%，节约了大量土地资源，对于地少人多的中国尤为重要。

建设周期短是其又一显著特点，燃气轮机系统发电建设周期为8-10个月，联合循环系统发电建设周期为16-20个月，相比之下，燃煤火电厂建设周期长达24-36个月，回收速度快。

尽管燃气轮机所需燃料价格较高，除非用于调峰，否则从经济性角度出发，其不适用于带基本负荷的发电。然而，整体煤气化发电技术（IGCC）的出现为解决这一问题提供了新的方向，通过将煤粉不完全燃烧变成煤气，进而提高发电效率、减少热污染。虽然IGCC技术的煤粉气化装置造价高，布袋除尘器运行费用高，但其正逐步转向应用阶段，国内多个集团如华电、神华等已申请IGCC项目。

从中国燃料分布及机组效率来看，发展IGCC技术具有发展前景，尽管该技术的机组每千瓦造价远高于1000MW超超临界机组，投资成为瓶颈。总体而言，燃气轮机联合循环发电机组以其高效能、环保、灵活性和经济性，在全球范围内得到了广泛应用，并在太阳能热力发电技术、核电站联合循环技术等领域展现出巨大的潜力。

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。