气轮机发电技术的发展现况与展望.doc

国内外燃气轮机发电技术的发展现况与展望 2006年10月 第7卷第10期 电力设备 ElectricalEquipme~ Oct.2006 VO1.7N0.10 国内外燃气轮机发电技术的发展现况与展望 糜洪元 (中国电机工程学会燃气轮机发电专业委员会,深圳特区518031) 摘要:在国际石油市场价格飙升,油气供应紧张局面下,经济发达国家更重视发展低能耗,环保技术,燃气一蒸汽联合循 环和整体煤气化联合循环(IGCC)成为各国电力发展中的一个热点.文章介绍了世界有关国家燃气轮机发电技术发展 状况,指出了我国燃气轮机发电现状与面临的挑战,强调了坚持加速发展燃气轮机发电方向的必要性,并给出了发展燃 气轮机发电的建议措施. 关键词:发电技术;燃气轮机;面临挑战 中图分类号:TM611.24;TM611.31 1世界燃气轮机发电技术发展状况 早在1939年,瑞士BBC公司就制成世界上第1 台燃气轮机,经过60多年的发展.燃气轮机在发电, 航空,舰船,军用以及机械驱动等各领域获得广泛应 用.现代燃气轮机发电技术已进入高度发展阶段. 随着高温材料,机械加工,精密铸造,高温零部件冷却 和防腐保护,以及大型机械装备的装配试验研究等一 系列重大技术的突破,燃气一蒸汽联合循环从热力学 上可实现布雷顿循环和朗肯循环的联合,装置整体效 率高达55%～60%,比目前先进的超临界,超超临界 火电机组的效率(40%～45%)高出了一个数量级. 现代燃气轮机更具有排放污染少,有利于环保的优 点,在采用干低氮氧化物排放燃烧先进技术下,燃气 轮机排气有害成分氮氧化物(NO)和碳氧化物(CO) 的水平都能达到≤15L/L,远远优于常规火力发电 排放指标. 燃气一蒸汽联合循环属于当今电力技术中发展 十分迅速的学科,其科技含量很高.发达国家都力求 垄断这一领域,一方面在技术上实行严格控制,必威体育官网网址. 另一方面又不断投入大量人力,财力,竭力提升这一 技术水平.为了保持其在这一领域的长期优势,美国 国防部和能源部一直在实施提高综合性能涡轮发动 机计划(IHPTET),为期15年,总投资45亿美元,至今 还在进行中;美国能源部从1991年开始又主持为期 10年的先进透平系统(ATS)计划,投资7亿美元,其 技术目标也是提高燃气轮机效率,降低排放污染,降 低成本,并研究煤制气燃料等,在此计划中,美国GE 公司于20世纪末21世纪初成功推出了采用蒸汽冷 却技术的MS9001H联合循环发电机组,热效率达到 60%;目前美国又在实施21世纪前景发展计划 “Vision21”,它以发展能源的综合利用技术为主,进一 步提高效率,其中包括开发适应多元化燃料的整体煤 气化燃气一蒸汽联合循环.同样,在欧洲和日本也都 在实施类似的发展计划. 2我国燃气轮机发电现状与面临挑战 2.1现状 我国发展燃气轮机发电技术的起步很早,无论在 理论研究或工业实践方面,在世界上都有过卓越贡 献.但限于我国工业技术,经济能力及能源政策等诸 多因素的影响,这种高难度,大型设备的研发速度一 直很慢.近些年来.特别是改革开放以来,随着国民 经济发展和电力供应紧张形势加剧,越来越显示出发 展燃气轮机发电的重要性,在部分地区得到较快发 展.20世纪八,九十年代,主要在沿海经济发展较快 的地区和部分油气田建设了一批燃气轮机电厂,主要 采用中小型机组,包括美国GE的6B,瑞士ABB的 13D,以及美国普惠的FT8等重型或轻型燃气轮机系 列,基本上以柴油,原油,重油为燃料,采用燃气一蒸 汽轮机联合循环发电,为当地解决电力供应紧张发挥 了很好的作用.实践表明,燃气轮机发电具有效率 高,起动快,调峰性能好,建设周期短,占地面积小,耗 水少,以及环境污染小等一系列优点. “十五”期间,我国开始天然气资源的大规模开发 利用,西气东输,近海天然气开发和引进国外液化天然 气工程全面展开,国家开始重视发展天然气燃气轮机 联合循环发电.国家发展和改革委员会[2001]2194号 文确定”组织国内市场资源,集中招标,引进技术,促进 国内燃气轮机产业发展和制造水平提高”的战略目标. “十五”期间进行了3次捆绑招标,引进美国通用电气, 德国西门子和日本三菱3种F级大型单轴燃气轮机机 组共54套,全部建成后总装机容量超过20000Mw. 对于高科技含量的9F系列燃气轮机在国内研 燃气轮机发电技术专题糜洪元:国内外燃气轮机发电技术的发展现况与展望9 制,我国三大动力集团的汽轮机厂都投入重要力量. 哈尔滨动力集团(以下简称哈动力)和美国通用电气 (GE)组成的联合体共同生产109FA机型;东方电气集 团(以下简称东方电气)和日本三菱组成的联合体共同 生产M701F机型;上海电气集团(以下简称上海电气) 与德国西门子组成的联合体共同生产V94.3A机型. 几乎超越