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1、关于确定燃气轮机热电联产假设干问题的说明【摘要】燃气轮机是一种环境代价低、能源利用效率高、运行灵敏、技术可靠、组合多样化的能量转换装置，已为全世界广泛采用。在电力行业，它不仅被用于根本负荷与调峰发电，更多地被用作为热电联产，并获得了极为理想的环境、社会和经济效益。使用燃气轮机热电联产工艺受到世界各国政府的普遍鼓励与扶持，并通过制定相应的法律、法规予以保护。我国政府面向21世纪，在可持续开展战略指导下，为有力配合西部大开发，正式公布对开展燃气轮机热电联产的扶持政策-?关于开展热电联产的规定?，对于我国的环境保护、进步资源综合利用效率、加快城镇现代化进程、改善人民生活品质将具有非常深远的意义。如何
2、确定燃气轮机热电联产的技术指标，将直接影响到这一技术能否安康推广。订立技术指标的基点应该是国家、社会的长期利益，并结合我国的实际情况，同时参考各国及地区政府已经实旋的法律、法规和技术标准。燃气轮机热电联产的工艺方式燃气轮机热电联产一般主要有四种工艺方式：1燃气轮机一蒸汽轮机结合循环热电联产：这是世界各国最为明令鼓励的工艺方式。此种工艺首先由燃气轮机对燃料进展首次能源利用，燃烧燃料产生热膨胀功推动动力透平涡轮叶片来驱动发电机发电。其高温乏气通过余热锅炉将烟气转换中温中压以上参数蒸汽，再推动蒸汽轮机作功发电，并将功后乏汽用于供热。这种工艺发电比率高，有效能量转换率高，及烟的转换率高，因此经济效益也
3、较好。后置蒸汽轮机可以是抽汽凝汽式，也可以是背压式，但背压式汽轮机受制约比较大，不利于电网、热网和天然气管网的调节，除非是企业自备的热电厂，用汽、用电稳定，一般在世界上极少采用。燃气轮机一蒸汽轮机结合循环热电厂往往采用两套以上的燃气轮机和余热锅炉拖带1-2台抽汽凝气式汽轮机，或使用余热锅炉补燃，以及双燃料系统进步对电网、热网和天然气管网的调节才能及供能可靠性。2燃气轮机-仑热锅炉直供热电联产：它与前一工艺方式的区别为只有燃气轮机和余热锅炉，省略了蒸汽轮机，因此，也有将其称为“前置循环。由于余热锅炉不需要消费可以推动蒸汽轮机的高品位蒸汽，因此工艺系统投资较低。为进步供能可靠性和热、电、天然气的调
4、节才能，国际上往往采用两套以上机组同时加补燃工艺，以及蒸汽回注等技术，所采用的机组一般也比较校与前一方式比较，燃气轮机更像一个燃烧器。由于燃气轮机实现了对天然气的预热，使之燃烧更充分，其效率大大高于燃气锅炉。其热效率比前一方式高，但发电比率低导致烟的利用率明显降低，因此经济效益也不及前者。3煤气-燃气轮机一蒸汽轮机整体化结合循环热电联产(i)：它将原煤在煤气发生装置中转换为高温煤气烟气，并在煤气烟气降温时转换一部分蒸汽，将净化、脱硫的煤气供应燃气轮机发电，再将燃气轮机烟气通过余热锅炉转换高品位蒸汽与煤气发生器的蒸气共同推动蒸汽轮机发电、供热。4燃气轮机辅助循环热电联产：将较小的燃气轮机参加到传
5、统的燃煤或燃油后置循环热电联产系统中，将燃气轮机的动力用于驱动给水泵或发电，将高温烟气注人余热锅炉用于改善燃烧，进步锅炉效率，稳定低功况条件下的系统运行状况。热效率与热电比无论采用上述哪一种工艺方式，应由建立单位根据燃料资源配置情况，热力、电力市场的实际需求，及环境排放的容量空间等因素来决定。总体而言，开展燃气轮机热电联产应该坚持适度规模的原那么，以环境、社会：经济效益定规模，以强调进步资源综合利用效率，特别是进步烟的转换率和降低环境代价为核心来确立有关指标。尤其是那些肩负环境污染治理、具有社会公益性质和燃气调节任务的区域性燃气轮机热电厂，应该积极采用对气、热、电均有较好调节才能，经济效益较佳
6、的第1种工艺方式。由于烟的转换、利用率难以确定计算标准，所以将第1种工艺方式的热效率和热电比指标作为政策底线标准应是合理的。根据对南京汽轮电机厂引进ge公司技术消费的容量39等级的s6561b燃机(结合循环容量56，编号stagl06b)和ge公司消费的容量123等级的阳9171e燃机(结合循环容量170，编号stagl09e)，及sb公司1-12燃气轮机结合循环热电联产机组的研究分析，参考原国家四委部计交能1998220号文件对燃煤热电联产机组的有关技术指标，结合国内配套设备消费企业产品的技术现状。确定燃气轮机热电联产年平均热效率55，年平均热电比30。1220号文件将燃煤热电厂的年平均综合
7、热电效率确定在45，这对于超大型超超临界燃煤火电机组或煤气-喘气一蒸汽整体化结合循环发电机组是一个极限效率值，假设后置循环凝气运行的机组全年平均效率要超过45，造价将大幅度攀开，经济上将无可行性而言。所以，对于那些容量较小的中温中压后置循环供热机组，假设不大量供热，45的效率是根本不可能到达的。从节能角度出发，假设燃煤凝气机组可以到达45的热效率即使不供热，也应该鼓励其多发电。对于燃气轮机使用三压再热结合循环系统的发电机组，年平均效率55也是目前的一个极限值。虽然新研制的一些机组效率可到达58-60，但这是在is功况条件下的一个瞬间值，即：15，海平面，空气湿度60。在5对于采用煤气一燃气一蒸
8、汽整体化结合循环热电厂，因为有两组蒸汽发生装置，发电、供热的总热效率到达55技术上可以实现。由于它的发电效率大大高于传统工艺的燃煤发电装置，假设按220号文件对燃煤热电厂热电比限制，其供热量必须大幅进步，假设其发电效率到达40，50以下机组总效率需要到达80，50以上机组需到达60，技术上根本无法实现。即使是55的总效率，热电比也需要到达375。6对于将采用燃气轮机辅助循环热电联产系统的热电厂，由于燃气轮机不承担重要主要的能量转换，仅仅是一辅助工艺系统，因此不应执行燃气轮机热电联产的热效率和热电比标准，应按照?关于开展热电联产的规定?第七条第一款：常规热电联产指标执行。燃气轮机热电联产不设立容
9、量等级考核标准电力设施的高效化、分散化、小型化和功能多样化是世界能源业的开展走向，是人类环境意识和可持续开展意识增强的必然产物，是技术进步的成果，是我介泌须面对的文明越势。这一概念所建立的根底在于：a首先是环境保护认识的不断深化，一系列因生态环境破坏对人类生存产生了宏大压力，特别是严重危害人类呼吸系统安康的氮氧化物和导致全球变暖温室气体排放的加剧，使各国不得不采用更严格的标准和更有效的手段来保护、改善环境，必须以最低的环境、资源代价维持人类文明的延续与开展。b天然气等新能源的开发利用为人类持续开展奠定了根底，但是开发利用天然气较高的投资本钱，使我们又不得不尽可能通过扩大使用天然气的效能，来进步
10、其有效能源的利用效率和综合经济效益。燃气轮机结合循环技术的不断完善，为人类在较小的环境、资源、资金代价下，进步天然气资源的利用效率和综合经济效益创造了条件。a由于燃气轮机热电机组的特殊工艺方式，综合效率与容量规模大小之间的联络甚小，使人们可以根据详细市场对于能源产品的实际需求、环境容量空间和天然气资源配置条件，因地制宜地进展能源转换；b燃气轮机制造程度的提升，以及燃气轮机对液体、气体燃料的广泛适用性，使其可靠性和可用性大为进步。大修周期从几千小时增加到几万小时，在实现高效率、高效益的同时，进一步建立了更为可靠的能源平安保障体系；控制系统自动化和电网输配电技术的进步，使电网在包容这些较小的机组的
11、同时，也增强了自身的平安性。为建立适度规模的，更为有效、可靠的新型能源体系创造了时机。燃气轮机热电联产设施的小型化、微型化已经成为各国能源工业的一种新潮流，通过小型燃气轮机热电联产系统，为一个企业、一所医院、一座办公大楼直接提供电力、热力、制冷和生活热水，甚至饮用蒸馏水、楼顶花园和暖棚的二氧化碳。最大限度地减少能源转换、运输环节的损耗和污染物的排放，降低能源代价。目前国际上正在研究开展和积极推广微酬燃气轮机，这种燃气轮机可以安装在一家一户，代替家用燃气炉，在为家庭供暖、制冷和提供生活热水的同时，解决家庭电力供应，实现全能量利用。开展燃气轮机热电联产必须以进步资源利用效率和经济效益为前提，坚持适
12、度规模的总体开展方针。因此，不需要向对待燃煤热电机组那样，设定一个与容量等级挂钩的考核标准(见本文附表之3)。余热锅炉补燃为燃气轮机热电机组的余热锅炉加装补燃装置是国外较普遍采用的技术，主要为加强机组供热与发电的综合调节才能，进步系统的总热效率。燃气轮机烟气中含有大量的氧气未燃烧尽，一般超过15，温度在450-600之间。假设参加一定量的天然气或其他燃料，将余热锅炉内的温度进步，最大可以增加8倍的蒸汽供应量。由于余热锅炉温差的增大，使系统热效率明显增加，某些机组用于补燃的燃料效率甚至超过100(见本文附表之4)。关于备用电力保障世界各国与地区为保护环境、节约能源鼓励开展热电联产，“电网必须提供
13、备用电力保障是一条最核心的扶持政策。从社会道义和公共利益出发，各国均规定电网必须对符合标准的企业自备热电厂和区域性直配热电厂的电用户，在热电厂检修和紧急事故停机时提供备用电力支援。在规定检修和紧急停机期间，应按同类用户供电价格供电或稍有加价。超出规定期间的备用供电，可以适当加价，一般多在25之内。在一个电网中有条件建立热电联产的企业和区域是有限的，由于热电指标的限制，其单厂、单机容量很难大到对电网平安构成威胁的程度。分散电源点不仅可以进步电网供电可靠性、降低线损，还降低电网供电的责任风险。特别是热电厂通过热能直接制冷供暖，可以有效减少电空调对电网带来的峰谷差压力，进步系统内发电机的利用率和热效
14、率，减少环境污染，减低温室气体排放，保护臭氧层，实现电网作为公共设施专营者在环保、节能和进步人民生活品质方面的社会责任。根据?中华人民共和国电力法?第二十六条：“供电营业区内的供电营业机构，对本营业区内的用户有按照国家规定供电的义务；不得违犯国家规定对其营业区内申请用电的单位和个人回绝供电。规定，用户无论是否建有自备电力设施，只要该电力设施符合国家法律、法规和规定的要求，供电营业机构必须提供其备用或缺乏部分的电力、电量供应。燃气轮机热电厂竞价上网各国在制定竞价上网原那么时，无一不考虑发电装置的环境代价因素。我国在制定竞价厕财也应该树立环境保护和社会意识，因为环境保护是我国的根本国策。由于我国在环境评价工作中一直沿用了环境叠加法，因此所有已建成电厂，无论污染有多严重都应均属达瓦但排放控制标准高的电厂的电价本钱必然高于排放控制标准低的电厂，假设让高标准电厂与低标准电厂竞价上网，必然导致环境污染的剧升，无益于改善环境。各地、各级政府主管部门和国有控股电网调度部门应坚持代表先进消费力和广阔人民群众的根本利益，积极参考各国先进经历，对各电源点不同的环境代价和社会公益责任，以及资源利用效率实行分级制度，并制定按级竞价的原那么，努力减少环境污染和资源浪费。
