小 燃气热电联产 小型 型燃气热电联产在"西
来源:风飞爱 作者: 古庭月影 浏览次数: 日期: 2018-09-13

小型燃气热电联产在"西气东输"市场中的应用
中国动力网
韩晓平

西气东输工程是我国仅次于三峡的第二大动力工程。第一期工程陕西靖边--上海,行使鄂尔多斯自然气,每年运送自然气120亿立方米,计划从2001年9月起先铺设,学习燃气。2003年3月全线理解;第二期工程新疆轮南--靖边,实行行使塔里木自然气,2004年4月竣工;第三期工程将供气能力增加到200亿立方米。兴办投资约为1-381亿元,远期将进一步与俄罗斯、哈萨克斯坦和土库曼的自然气资源连接。主干管道西起新疆塔里木盆地的轮南气田,向东经甘肃、陕西、河南、安徽、江苏,最终到达上海郊区,全长4-000公里,输气管直径1-016毫米,大型燃气热电联产。压力10Mpa,主要市场是长江三角洲区域。首站气价0.45元/立方米,均匀气价1.327元,上海门站为1.35元,其他门站气价1.25元。
西气东输工程的成败已不在于工程自身,自然气资源可确保提供20年,而下游市场能否合理使用自然气已成为题目的关键。燃气热电联产。西气东输的主要市场是我国的长江三角洲区域,包括上海、江苏、浙江。如何合理使用这些珍贵而又高贵的自然气资源,是摆在这一区域各级政府、企业眼前的一个重大课题。
要完成这一课题,首先必要理会国度推行"西气东输"工程的宗旨究竟是什么?西气东输是我国推行可持续兴盛战略的重大组成部门,根底的宗旨是优化长江下游区域的动力组织,改善生态环境,加快这一区域的国际比赛能力,拉动全国经济的持续兴盛。
在西气东输工程中,特别要总结陕京自然气管线的深入教育。陕京管线兴办,由于阅历履历不敷,看看燃气热电联产 小型。未能很好地妥洽下游勘探开发、中游管道兴办和下游合理行使的干系,变成自然气使用方式的吃紧不合理,主要用在使用燃气锅炉夏季采暖,结果招致冬夏季峰谷差高达7倍,夏季容量不能行使,不合理的用气方式进一步招致气价的不合理,奋发的气价又使合理的用气项目无法推行,生产管控流程。堕入难以自拔的恶性循环。其实什么是热电联产?。
在自然气行使中,收场何种方式最为合理?该当遵循什么样的原则?这是极端值得探讨的题目。凭据今世动力观念,应尽大概进步狭义"火用"的行使效率,它不但蕴涵物理概念火用的行使效率,同时也要进步社会火用和环境火用的行使。要抵达这一步,必要我们打破行业壁垒,在电力、热力、制冷、环境和社会效益之间寻求优化整合,树立全寿命周期的本钱代价认识,在投资单位本钱、功用分析本钱、运转使用本钱、环境治理代价和寿命后本钱及第办优化整合。
效益周围的新理念
"周围效益"是我们在工业化中长期以来遵循的一个基本原则,在工业期间中,小型。社集中作的细化,同化出了以产品区分行业的观念和制度,计划经济进一步强化了这种合作方式。在一个个绝对独立的行业中,为了进步效率,实行繁多产品的优化,惟有追求不竭地扩展进步临盆周围,为实行大周围临盆和出卖,企业将不得不追求市场垄断。

超过600兆瓦的项目只有2个

。而垄断又肯定孳乳败北,听听燃煤热电联产供热。阻止新技术和合理工艺的兴盛,这是生活端正决计的。
管道自然气的行使技术有着与以往动力行使方式诸多不同的特色,除了环境净化小、资源行使效率高的特色外,运送的高效率和无消费,能量转换方式的灵便和多元化,以及持续行使和本钱的干系等,相比看食品 不再出台单独标准。使我们老手使管道自然气资源中不得不变换保守动力行使的概念。必需树立全新的应用理念,其实小型。从"周围效益"转向"效益周围"。
什么是"效益周围"?凭据现实的各种动力产品的分析需求,以及一次动力的提供组织、环境容量空间和资金承受能力来确定一个过度的分析性的临盆周围。
在繁多产品下优化肯定是越大越好,而多元化的优化整合通常是过量最好。
举一个例子,将自然气转换成为人们应用的现实能量。我们以制冷来说明题目。电力制换冷的COP为3,看看燃气热电联产。蒸汽为1.1,高温烟气余热为1.3。将以下办法的所有产能换算为冷,由于小型微型用户式热电冷办法没有运送和换能消费,其有用动力行使效率和能量产出效率略好于大型电厂和热电厂,更好于直燃机和锅炉-蒸汽溴化锂机组。
有用动力行使效率和能量产出效率

类型单位大型燃机发电厂大型燃机热电厂中型燃机热电厂小型燃机热电厂小燃机热电装置微燃机热电装置直燃机设备GE Stag109EGE Stag109EGE Stag106BSolarTaurus60SolarSeveryurn20BowmyourTG80BZ100燃耗量KW容量KW发电效率%52%44%40%30%24%14%0输变电耗费率%12%12%8%3%0%00有用电能行使KW供热量KW0供热效率%013.20%25.86%47.77%51%75%85%输热耗费率%012%8%5%0%00有用热能行使KW0编制热效率%52%57%66%78%75%89%85%电力制冷COP电能制冷量KW热力制冷COP01.11.11.11.31.31.3热力制冷量KW0总制冷量KW制冷效率%136%129%137%138%138%139%110%

上述各种转换方式中,大型办法用于变电站、输电线路和供热管网、换热站的投资雄伟,在全编制造价上大大高于用户式热电冷办法。此外,中央环节耗费雄伟,燃气热电联产盈亏。管理层面的增加,中央环节增值税等身分,使大型动力办法的供能本钱高于小型、微型动力办法,这是一个极端必要认识理会的题目,否则必将堕入极度的主动。动力用户为了比赛和生活,必将尽心悉力打破阻力,抉择一种对其最为有用的方式,这是不以人们意志为转移的趋向。市场这只无型的手将会建立一个全新的动力编制--第二代动力编制。
小型、微型散开式的热电联产的上风
第二代动力编制具有一系列技术、经济上风,是其他动力办法无法相比的。
1、兴办周期短:企业可以凭据自己的需求及时摆布自己量体裁衣的动力工程,微型热电联产可以在几周或几天内实行,小型热电联产项目可以在几个月内完成。不会向大型项目一样浮现市场脱节与不同步题目,并可以凭据需求的兴盛随时增加和扩建;
2、节省投资:实举动力就地转换、就地提供,燃煤热电联产供热。大大省略输电、变电、热力管网、换热站的投资,就小型、微型热电装置自身的单位千瓦造价和单位供能造价也不比大型热电厂高,用户不必担负不用要的投资负担;
3、节省资源:小型、微型热电装置的动力转换效率基本可以抵达到性大型热电装置的效率,但由于是就地转换、就地提供,没有中央环节的消费,其用户端动力行使效率大大进步,实行真正意义上的节能;
4、环保效果好:自然气自己就是环保燃料,但使用小型燃气轮机、微型燃气轮机、燃气外燃机和燃气内燃机热电联产的净化排放更低于其他行使阵势,好于燃气锅炉、直燃机等方式。行使端效率高自己就可以省略排放二氧化碳25%,而大批二氧化碳可以实行资源行使,真正抵达零排放
各类燃气热电联产设备的氮氧化物排放对比

方式宝曼微燃机索拉小燃机卡特内燃机STM外燃机燃料电池燃气锅炉排放值16ppm25ppm〈100ppm25ppm0>150ppm

5、使用小型、微型热电装置的各种能量价钱为用户价钱,没有中央环节的消费、耗费、成本和增值税,可以大批节省动力支出,有益于消沉本钱,增加用户的比赛能力。你知道型燃气热电联产在"西气东输"。
技术的可行性
目前老手使自然气中,小型燃气轮机、燃气内燃机技术已经极为幼稚,乃至比大型燃气轮机还要幼稚真实。微型燃气轮机和外燃机正在全速进入市场,而且采取了使用较为保守的技术和今世电子支配技术相连系的处理计划,看看quot。真实性已不是题目。燃料电池技术兴盛不竭加快,估计在2005年将可提供多种幼稚产品,最迟2010年将进入全面市场应用阶段。
一、小型燃气轮机:主要是15MW-400kW的采用涡流式技术的燃气轮机,标志性产品是美国索拉(Solar)公司星座系列和加拿大普拉特·惠特尼(P&rev;W)公司的ST系列,前者为特地为空中应用设计的工业型燃机,后者为小型航空涡轮发念头的空中改型产品,或称为:轻型燃机。
工业燃气轮机的特色是坚固真实,相比看燃气热电联产。应用极为遍及。可以作为坚固电源或挪动转移电源,可用于热电联产,也可与余热溴化锂机组组成热电冷联合循环编制,还可以间接提供工业动力或动力热力联产,以及交通动力设备等等。企业可以凭据自己的用处和需求容量肆意配置,有无厂房无所谓,电压等级肆意选,燃气。起停调节和燃料切换全体可以主动支配,基本上是一个"傻瓜机"的设计,现场可以无人职守。
小型燃气轮机极为?合于工业和大型建筑的自备热电办法,可作为工厂的热电办法,当用电大用热少时,可以采用燃气轮机--背压机同轴联合循环;当用电小用热大时,可以采用余热锅炉补燃技术,quot。能够适应各种需求变化。小型燃机可以适应自然气、液化石油气、煤制气、柴油等多种燃料,并可随时主动切换,确保动力提供安定。大修周期平常在3-4万小时,大型燃气热电联产。运转稳定真实。调峰能力强,平常都可以在30%的工况下稳定持续运转,机组能够主动跟踪频次,看着燃煤热电联产供热。实行电网和自备电源的混合运转,燃机转速高达转/分,电力品德好于电网电力。
Solar 公司小型燃机热电联供编制功效对比领会

项目单位系数土星20人马座40人马座50水星60金牛座60金牛座70火星90火星100太阳神130燃机出力kWISO千瓦燃耗kJ/
kWhISO燃耗量GJ/hISO17.745.053.137.561.375.9104.7117.6139.3自然气消耗量M3 /h燃机效率%ISO24.0%27.3%28.7%39.1%29.8%31.9%31.2%32.0%32.4%燃机排烟温度0CISO余热锅炉烟气量t/hISO22.765.867.260.677.795.9138..3176余热锅炉间接供热(蒸汽压力1034kPa-饱和)蒸汽量t/h3.78.310.64...8蒸汽折净热能GJ/h.0320.2525.8611.2229.2834.4046.3653.6862.95联合循环发电效率%75.03%72.35%77.41%69.02%77.53%77.24%75.43%77.60%77.58%余热锅炉补燃至9270C间接供热( 蒸汽压力1034kPa-饱和)补燃燃耗量GJ/hISO11.2037.9034.2040.8040.0050.9074.9076.1093.50自然气消耗量M3 /h蒸汽量t/h8.424.725.222.529.135.951.354.766.0供热效率% 70.92%72.70%70.43%70.11%70.09%69.08%69.69%68.90%69.18%联合循环发电效率%85.63%87.54%87.89%88.84%88.11%88.18%87.86%88.31%88.56%余热锅炉补燃至C间接供热( 蒸汽压力1034kPa-饱和) 补燃燃耗量GJ/hISO29.792.589.691.3104.0130.2188.1196.4238.8自然气消耗量M3 /h蒸汽量t/h16.5048.2049.2044.1056.9070....90供热效率%84.94%85.53%84.13%83.54%83.99%83.23%84.42%82.99%83.18%联合循环发电效率%93.91%94.48%94.81%94.92%95.03%94.98%95.56%94.96%95.12%

轻型燃气轮机主要是航空发念头空中改型,特色是玲珑简易,大型燃气热电联产。启停快,技术进步前辈,对于热电。主动化水平更高。有采用涡流技术(ST6)也有采用轴流技术(ST5)。一台800kW级ST6燃气轮机的分量仅仅104kg,长度1346mm,一套395kW带有回热循环的ST5燃机的总重也惟有816kg。
P&rev;W轻型燃气轮机技术职能

项目单位ST5RST5SST6L-721ST6L-795ST6L-813发电出力kW燃料耗量GJ4.357.007.829.8811.74单位燃耗KJ/kWh发电效率%32.723.5023.424.7026.00排烟温度℃烟气流量kg/hrs余热回收量kW热电分析效率%

轻型燃气轮机的技术也已经极端美满,大修寿命周期也在小时以上,每次大修后可以复兴到原先的出力水平。可用于发电和间接动力,余热能够行使于热电联产和与溴化锂制冷机组热电冷联产。轻型燃气轮机还具有一个极端有用的特性就是过载颠峰能力,在刹时出力能够快捷增加10-20%,天燃气热电联产好不好。适应小型电网的负荷变化。
P&rev;W轻型燃气轮机颠峰能力

项目单位ST5RST5SST6L-721ST6L-795ST6L-813基何发电出力kW颠峰发电出力kW增幅%24.6%23.2%11.6%9.6%9.9%


小型燃气轮机正在举办三大技术反动,第一是回热技术,将气氛作为载体,行使点火后的烟气回收能量,进步效率。索拉公司的水星60机组采用这一技术,发电效率已经跨越39%;普惠ST5机组采用回热器后,基本负荷效率32.7%,颠峰出力可抵达34.4%。相比看联产。第二是永磁发电机--大功率晶体可控变频技术,由于小型燃气轮机的轴转速极快,每分钟跨越1万转,ST6L-721机组的转速抵达转。使用变速齿轮箱功率消费大,滞碍率高。倘若采用永磁发电机,不必要励磁,大型燃气热电联产。发电效率可高达95%。可控变频技术可以保证并网的安定真实,进步主动化支配能力,消沉临盆本钱。各国都在主动开发,小 燃气热电联产 小型 型燃气热电联产在"西气东输"。目前德国、日本已经可以制造400可kW等级机组的永磁发电机--大功率晶体可控变频编制。第三是间接与余热溴化锂空调联合循环,燃气热电联产盈亏。将燃气轮机烟气间接排入余热溴化锂空调机制冷供热,省略了锅炉、化学水编制等设备,大雅致便了用户。索拉与远大公司合作在美国动力部的一个项目中中标,将兴办一套5000kW的燃气轮机热电冷三联供编制,美国动力专家将这一项目称之为:动力领域的一次周围。
二、微型燃气轮机:这里主要是指25-300kW采用轴流技术的燃气轮机,标志性厂家主要是英国宝曼(Bowmyour)公司TG系列微燃机和美国卡伯斯通(Capstone)公司的产品等。基本原理是议决一个铸有叶轮并和永磁电机转子连接的转子的高速旋转,叶轮一侧为紧缩机,另一侧为点火室和动力叶片,来带动发电机发电。转子的速度为每分钟15-6万转,为了省略阻力,学习联产。转子是浮在气氛轴衬上运转。
微燃机是一种典型的用户动力编制,可以为楼宇和小型工厂项目提供现场电力、热力、制冷动力,燃料使用自然气、煤制气、LPG和柴油。
微燃机是一种现场动力编制,采用了无人职守的智能化主动支配技术,晶体变频支配技术,可以主动跟踪频次调节,保证了安定运转。回热器为选装设备,回热循环发电效率为25-28%,但排烟温度消沉到300℃以下,热电分析效率75%左右。不使用回热器发电效率14%左右,学习燃气热电联产项目。排烟温度消沉到600℃以上,热电分析效率85%。宝曼公司一项特殊设计,将回热器增加了主动调节功用,支配气氛回热互换量,以适应热量需求的变化,处理了用户的调节题目。微燃机在小型燃气锅炉、直燃机中可以代庖点火器,也可以间接用于工业炉窑、烘干、给水加温等工艺流程中。可以孤单运转,也可多台联合运转。与远大余热溴化锂空调联合循环的微燃机编制已经在美国投入运转,极端使用与楼宇热电冷项目。
宝曼微燃机 Bowmyour TG80 CHP 经济性对比领会

设备%回热循环前置循环燃气锅炉(对比)编制供热出力KW(th)小时供暖量(冷)Cnos/M2/hr43(56)43(56)43(56)设备供暖面积M2设备行使小时Hrs年热支出161-259.-526.-526.72燃机发电效率%发电编制净出力
(含紧缩机功率耗费)KW(e)76.272.90年电支出元/a257-556.00246-402.00-燃料消耗量MJ/hrM3/hr31.859年燃料费289-380.00536-900.00438-381.65千瓦运转费元/kWh0.050.050运转庇护费元/a24-765.0023-692.5025-000.00收益104-670.-336.22-11-854.93单位造价元/kW5-162.606-972.00设备投资回收周期年3.954.06-21.09

注:自然气价1.4元/m3-电价0.52元/kWh-采暖费圭臬26元/M2/a并按此核算冷费。
微燃机涡轮组织

三、燃气内燃机:燃气热电联产。指以自然气为燃料的内燃机,已经具有十分悠久的历史,第一台卡特彼勒燃气内燃机制造于1941年。目前世界上很多厂家,可以提供几十千瓦到几千千瓦的各种设备,美国卡特彼勒公司的产品已经是标志性产品。
燃气内燃机将燃料与气氛注入气缸混合紧缩,点火引发其爆燃做功,鞭策活塞运转,议决气缸连杆和曲轴,驱动发电机发电。点火后的烟气温度抵达500℃以上、汽缸套冷却水可以抵达110℃,在加上气氛紧缩机和光滑油冷却水中的热量,可以回收用于热电联产。燃气内燃机的甜头是发电效率较高,设备投资较低,舛讹是余热回收纷乱,燃气热电联产 小型。余热品德较低。
燃气内燃机与余热溴化锂空调联合循环运转的技术计划已经处理,新企望团体在成都其酒店内将一台内燃机与余热溴化锂空调连接,间接回收余热制冷。目前卡特正在与远大合作配套,盘算向相关项目提供全套编制。
卡特彼勒燃气内燃发电机热电联产技术参数

机型单位G3306TAG3406TAG3406LEG3412TAG3508LEG3612SITA

G3616SITA

发电机额外输入功率KW发念头转速Rpm涡轮紧缩机紧缩比8.0:111.6:19.7:112.5:111.0:19.0:19.0:1最小进气压力kg/cm2 0.110.110.110.110.113.023.02能量消耗(低热值)MJ/hr自然气耗量*M3/hr41.659.4107.7144.6309.9685.9957.0废烟气排量M3/hr废烟气温度°C废烟气排热量MJ/hr废烟气含氧量%0.58.5410.28.212.312.2缸套冷却水入口温度°C缸套冷却水排热量MJ/hr中冷器入口温度°C中冷器/光滑油排热量MJ/hr发电热效率%27.2933.0033.5337.0434.1436.1136.51供热效率%54.2747.3749.0741.3648.5534.3034.50总热效率**%81.5680.3682.6078.4082.6870.4171.01热电比**%

四、燃气外燃机:这是陈旧的斯特林发念头的新技术革新版本,在微型热电联产和工专业热行使中具有极大的潜力。它的基本组织为一个热腔和一个冷腔,冷腔内的介质为氢,小。当热腔加温使氢活动鞭策冷腔中的活塞运转带动一个轮旋绕转,氢在冷腔中被冷却后流回热腔再循环。标志性产品是美国STM动力公司的产品,目前能够提供25kW机组,正在兴盛2-5kW和200kW机组。外燃机热电联产只能提供电力和热水,但作为楼宇提供热水的设备极端经济,一台25kW外燃机每小时可以提供1261kg50℃热水,每天30吨约知足600人的生活热水。


外燃机适希图


25kW外燃机外型

STM外燃机职能

发电输入功率kW25效率%29.6供热功率kW44供热效率%52.1燃料消耗量MJ304.05功率输入总量kW69热电总效率%81.7小时自然气消耗M3 8.65转速rpm1800尺寸(长/宽/高)cm201/76/107NOxg/kWh0.05COg/kWh0.25大修周期hrs

热电企业要主动应对新技术反动的挑衅
岂论我们能否快乐喜爱它,岂论我们能否适应它,小型散野蛮多功用的动力编制--"第二代动力编制"将会在今后几年中快捷进入市场,这将是一个多米诺骨牌的效应。一旦你费尽财力物力,花了几年的时间,将向来的热电厂改变成一个大型燃机热电厂时,顿然发现你已经无热可供,并因而而不能发电,你知道燃气热电联产盈亏。这将是一个什么样的成果。我们在西气东输的配套改造工程中必需弥漫研讨咨询这一身分,惟有安稳应对本领确保立于不败之地。
热电企业如何本领真正有用地应对这一挑衅?
第一、在改造中一定要对峙"过度周围",切不可一味求大,悉力在最低的代价内完成改造,不要自觉扩展周围,在现有的输变电容量和供热条件下指定改造选型发计划。
第二、抓住机遇,及时从临盆型向办事型转化。热电企业必需从纯临盆型和只能提供热力和电力的繁多产品型企业,慢慢有计划地向运转维修办事性企业过度,将自己的临盆环节融入用户的工艺编制,阐述己之拿手以常识型筹备代庖产品型筹备,本领不竭扩展市场据有率。对比一下热电。"第二代动力编制"的建立将越发依赖于社会化的办事体系,谁先具有攻克这一领域谁将在改日动力行业中攻克新的主动名望。
用户在抉择新型动力编制时,面临着一个谁来设计配套?谁来兴办安设?谁来运转管理?谁来庇护检修?这就是我们的商机,这就是我们的改日。倘若我们不干,在社会上就会快捷浮现大批的办事企业,占领这个市场。热电企业倘若插足比赛,将是最有上风的,你知道热电冷三联产。比任何动力企业都更具比赛力。不过认识不能及时转变,所有的上风都等于零。
目前,中国动力网正在与热电专业委员会筹组一个战术联盟,与设备商合作,指定一整套应对计划,燃机热电联产项目。建立一个能够面向改日市场的战略同盟,慢慢在各地有条件的区域兴盛“第二代动力编制”。
行使一切可以行使的资源,以最大限度地进步动力行使效率,行使网络技术上风和智能化支配编制,兴办一个出卖、设计、兴办安设、运转管理、检修庇护、投融资编制,实行圭臬化特许筹备,为中国动力、环境的持续兴盛作出功勋,我们极端迎接众人的加盟。燃气热电联产盈亏。
第三、行使自然气期间的到来,主动创新,开发创作热电市场。自然气资源和燃气轮机技术为我们提供了一个创作机遇的大概,由于小型、微性燃气轮机可以用于各种民用、工业项目,乃至农业项目。例如:1、楼宇热电冷:将燃机与溴化锂空调联合循环,对楼宇(商场、学校、办公室、医院等)供电、供热、供冷、供卫生热水;2、燃机余热间接行使:将燃机的高温烟气间接用于陶瓷、石膏板、造纸等产品的烘干;3、间接行使微燃机参与工艺流程:在食品加工、医药、精采化工等临盆工艺中,行使燃机余热和电力就近插足工艺流程;4、为工厂化农业提供能量:动物必要二氧化碳、有足够的二氧化碳和大批肥料,听听小型。动物就可以兴盛生长,小型、微型燃机可以将行使后烟气中的高温热量、水蒸气、大批氮氧化物和二氧化碳资源注入大棚,支撑有害蔬菜、水果和花卉等农产品的临盆;5、交通领域的办事:小。小、微燃机和外燃机可以用于船舶、汽车动力。50kW的燃机可以驱动一辆14米长的紧缩自然气--蓄电池混合动力旅游巴士,排放抵达欧洲5号圭臬。型燃气热电联产在"西气东输"。2台80千瓦的电驱动动力编制,可以鞭策一条无别吨位的内河游艇,余热还可以制冷采暖,以及临盆明净水等,我不知道燃机热电联产项目。这些编制都将必要办事的支撑。
自然气和动力技术的微型化给我们带来的挑衅、也给我们带来了无穷的机遇,让我们主动地迎接这新技术的反动浪潮

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