世界电站燃气轮机的快速发展.docx
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1、世界电站燃气轮机的快速发展世界电站燃气轮机的快速发展是与电力工业中燃气-蒸汽联合循环的快速发展分不开的。电力工业的发展标志着一个国家的发达程度。自1979年我国执行改革开放政策以来,国民经济一直持续发展,人民的生活水平明显改善。但就一次能源消费总量和发电量而言,都无法满足国民经济飞速发展的需要,甚至已成为制约经济发展的重要因素。因此,把优先发展能源产业,其中包括电力工业,必将成为我国一项长期的战略任务。就世界电力工业发展的历程来看,以往,人们主要是依靠燃煤的蒸汽轮机电站来实现发电目标的。在这个领域内,人们一直环绕着以下两大问题进行着卓越的工作,即:不断的提高燃煤电站的单机容量和供电效率;解决日
2、益严重的因燃煤而造成的污染问题,以满足环境保护的要求。显然,改善燃煤蒸汽轮机电站供电效率的主要方向是:提高蒸汽的初参数并改进其热力循环系统的设计,也就是说,使主蒸汽的参数向亚临界、超临界、甚至超超临界的方向发展,同时采用多级的再热循环系统和热电联产方案。目前,亚临界参数电站的供电效率为38%41.9%左右,超临界参数电站的供电效率为40%44.5%左右,而超超临界参数电站,即使达到表1-1所示的高参数条件,供电效率也只能实现表中所示的水平。表1-1超超临界参数蒸汽轮机电站供电效率的预估值蒸汽压力/温度供电效率30.0Mpa600oC620C45.2%31.5Mpa620C620oC45.6%3
3、5.0Mpa700oC720C47.7%表中的供电效率都是在蒸汽参数为27.0MPa585C6OOC时,供电效率已达到44.5%高水平的基础上估算的。显然,要实现超超临界参数的效率水平,尚需进行大量的科学研究,它决非是指日可待的,困难不少。在解决因燃煤而带来的污染问题方面,人们首先致力于解决粉尘的排放问题,进而向解决NoX和SOX的方向发展。目前,粉尘的排放问题基本上已获得比较满意的解决;NOx的问题已能在锅炉中改用“低NOx燃烧器”的方法得以控制。但是,无论是在“燃烧前”“燃烧中”或是“燃烧后”处理Se)X的排放问题,都是很花钱的,许多方案都还在研究之中。目前,世界上在解决SOx的排放问题上
4、用得最普遍的方法是采用尾气脱硫装置(FGD)。以前这种装置的费用很高,它大约要占全电站总投资费用的20%25%运行费用也很昂贵,例如:我国四川珞璜2360MW机组的FGD的年运行费用就高达4000万人民币,而且,FGD的使用还将使电站的供电效率下降1个百分点左右。现在,FGD装置的投资费用已降低到350元/KW左右,国内已在迅速推广。燃汽轮机是从本世纪50年代开始逐渐登上发电工业舞台的。但是由于当时机组的单机容量小,而热效率又比较低,因而在电力系统中只能作为紧急备用电源和调峰机组使用。60年代时欧美的大电网都曾发生过电网瞬时解列的大事故,这些事故促使人们加深了对电网中必须配备一定数量的燃气轮机
5、发电机组的认识,因为燃气轮机具有快速“黑起动”的特性,它能保证电网运行的安全性和可恢复性。欧美国家的经验表明:从安全和调峰的目的出发,在电网中安装功率份额为8%12%的燃气轮机发电机组是合适的。然而,从80年代以后,由于燃气轮机的单机功率和热效率都有很大程度的提高,特别是燃气蒸气联合循环渐趋成熟,再加上世界范围内天然气资源的进一步开发,燃气轮机及其联合循环在世界电力系统中的地位就发生了明显的变化,它们不仅可以用作紧急备用电源和尖峰负荷机组,而且还能携带基本负荷和中间负荷。表12和表13中给出了目前己经生产的燃气轮机及其联合循环的性能参数。由此可见,燃气轮机的单机功率则己超过200MW,热效率己
6、达39%以上;而联合循环的单机功率已达到400MW,供电效率则已超过60%,显然,从热力性能的角度看,它们完全可以承担基本负荷,而且比超超临界参数的燃煤轮机电站优越得多。表1-2某些典型的燃气轮机发电机组的性能参数公司名称机组型号ISO基本功率/MW压比燃气初温/供电效率(%)单位售价/(美元/KW)GE发电站PG9231(EC)169.014.234.93183PG9231(FA)226.515.0128835.66188ABBGT13E2164.315.0126035.71210GT26240.030.037.79204Siemens(KWU)V64.3A70.016.6131036.81
7、319V84.3A170.016.6131()38.00V94.3A240.016.6131038.00198西屋50IG235.219.2142739.00180701F236.715.6134936.77187GE船用与工业1M6000-PA41.229.6116039.78296R-R公司Trent51.1935.041.57304普惠FT825.4220.3112138.13362三菱701F237.416142736.5富士V94.3A24016.638.0总的来说,燃气-蒸汽联合循环具有以下一些优点,即:供电效率远远超过燃煤的蒸汽轮机电站;在国外,交钥匙工程的比费用大约为500-6
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