燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)分析

王新

摘要：社會(huì)發(fā)展的過程中經(jīng)歷了一次次的革新，每一次的革新都標(biāo)志著社會(huì)的進(jìn)步?？梢哉f(shuō)十八世紀(jì)末蒸汽機(jī)的出現(xiàn)是人類社會(huì)科技發(fā)展的一次飛躍。通過對(duì)石油資源的開發(fā)利用，人們實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化的生產(chǎn)與生活，并推動(dòng)了內(nèi)燃機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)的研發(fā)、利用與發(fā)展，同時(shí)也加速了電氣化及交通方面的發(fā)展。燃?xì)廨啓C(jī)裝置中的結(jié)構(gòu)等不同于汽輪機(jī)與蒸汽機(jī)。在使用燃?xì)廨啓C(jī)時(shí)應(yīng)對(duì)其結(jié)構(gòu)、原理等進(jìn)行深入的研究，并對(duì)結(jié)構(gòu)間的關(guān)系進(jìn)行充分的了解，發(fā)揮出燃?xì)廨啓C(jī)的作用，提升其使用效率。

關(guān)鍵詞：燃?xì)廨啓C(jī);發(fā)電技術(shù)

1我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)發(fā)展概述

1.1萌芽階段

二十世紀(jì)五十年代燃?xì)廨啓C(jī)被我國(guó)所引入，并將其應(yīng)用到我國(guó)油田生產(chǎn)中。直到二十世紀(jì)六十年代后我國(guó)才開始構(gòu)建起燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組，并在我國(guó)南方地區(qū)建立了研發(fā)基地。雖然與國(guó)外相比我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)還存在一定的差距，但是基本可以滿足基礎(chǔ)功能使用需求。

1.2技術(shù)引進(jìn)階段

上世紀(jì)八十年代中期，我國(guó)再一次進(jìn)行燃?xì)廨啓C(jī)生產(chǎn)，并從荷蘭引進(jìn)更加專業(yè)的燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組及配套設(shè)備與西門子汽輪機(jī)。我國(guó)第一套燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電設(shè)備投入使用后得到了非常好的使用效果。因此全國(guó)范圍內(nèi)也開始了生產(chǎn)燃?xì)廨啓C(jī)的熱潮，可以說(shuō)這是我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)，為后期發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

1.3全面發(fā)展階段

隨著我國(guó)大力加強(qiáng)天然氣的開發(fā)與利用，尤其是重點(diǎn)工程項(xiàng)目如西氣東輸工程、近海天然氣開發(fā)工程的啟動(dòng)等項(xiàng)目，都說(shuō)明我國(guó)在提供天然氣使用過程中時(shí)，對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展也越來(lái)越重視。特別是在“十五”期間，我國(guó)相繼引進(jìn)了54套國(guó)際上較為先進(jìn)的燃?xì)廨啓C(jī)組，并在建設(shè)完成后，整個(gè)燃?xì)鈾C(jī)組的容量超過了20000MW。以中國(guó)航空航天為例，其集團(tuán)下屬的相關(guān)單位在燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)方面所獲得的可喜成績(jī)，以及市場(chǎng)的廣泛使用更是標(biāo)志了我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組跨越式的發(fā)展。但需要面對(duì)的問題是，我國(guó)燃?xì)鈾C(jī)組由于起步晚，在一些自主研發(fā)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)等方面的問題，尤其是在重型燃?xì)廨啓C(jī)方面存在一定缺陷。所以，未來(lái)我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電還有待于進(jìn)一步提升和發(fā)展。

2燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)主要優(yōu)勢(shì)

2.1具有較高的發(fā)電效率

與國(guó)際燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)相比雖然我國(guó)起步較晚，但是通過長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展也取得了較好的成績(jī);但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還具有一定的差距，所以在未來(lái)發(fā)展時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制溫度，并通過此來(lái)提升發(fā)電效率。

2.2符合環(huán)保要求

隨著我國(guó)環(huán)境保護(hù)工作逐漸深入，在這樣的發(fā)展環(huán)境下對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置的污染排放要求也越來(lái)越嚴(yán)格。為了成為清潔電廠工程，堯?qū)ν耆紵拿涸M(jìn)行嚴(yán)格的處理，并對(duì)燃燒過程中可以能給環(huán)境帶來(lái)污染的物質(zhì)，利用注水方式來(lái)降低污染程度，確保其符合環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.3具有較高的運(yùn)行性能

聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)是燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)的主要方向，通常情況下可以將燃?xì)廨啓C(jī)的作業(yè)時(shí)間縮短，20min左右就可以啟動(dòng)進(jìn)行負(fù)荷作業(yè)?？梢娖鋯?dòng)速度是較快的并且可以為燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)提供保障，以此來(lái)降低操作難度。

2.4占地面積較小

與火力發(fā)電廠相比燃?xì)廨啓C(jī)占地面積相對(duì)較小，構(gòu)建燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠時(shí)不需要單獨(dú)建設(shè)儲(chǔ)煤場(chǎng)及煤炭輸送系統(tǒng)，這樣不僅可以節(jié)約使用空間同時(shí)其自身帶有脫硫系統(tǒng)及除塵系統(tǒng)，這樣也起到了環(huán)保作用。

2.5啟動(dòng)速度快并具有較高的自動(dòng)化，可以做到每日啟停

燃?xì)廨啓C(jī)在啟動(dòng)后可以在20min內(nèi)實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷運(yùn)行。將燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠應(yīng)用到城市中可以對(duì)用電高峰期起到調(diào)節(jié)作用。

3燃?xì)廨啓C(jī)用于發(fā)電的主要形式

3.1簡(jiǎn)單循環(huán)

簡(jiǎn)單循環(huán)模式也可以稱之為開放式循環(huán)模式，是由燃?xì)廨啓C(jī)和發(fā)電機(jī)獨(dú)立系統(tǒng)構(gòu)成的。其優(yōu)勢(shì)在于可以進(jìn)行快速的整機(jī)安裝和使用，特別是在電網(wǎng)高峰期和交通、工業(yè)動(dòng)力系統(tǒng)方面有著重要意義。

3.2前置循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)或發(fā)電

由燃?xì)廨啓C(jī)及發(fā)電機(jī)與余熱鍋爐共同組成的循環(huán)系統(tǒng)，它將燃?xì)廨啓C(jī)排出的高溫?zé)煔馔ㄟ^余熱鍋爐回收，轉(zhuǎn)換為蒸汽或熱水加以利用。主要用于熱電聯(lián)產(chǎn)，也有將余熱鍋爐的蒸汽回注入燃?xì)廨啓C(jī)提高燃?xì)廨啓C(jī)出力和效率。前置循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)時(shí)的總效率一般均超過80%。為提高供熱的靈活性，大多前置循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組采用余熱鍋爐補(bǔ)燃技術(shù)，補(bǔ)燃時(shí)的總效率超過90%。

3.3聯(lián)合循環(huán)發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn)

燃?xì)廨啓C(jī)及發(fā)電機(jī)與余熱鍋爐、蒸汽輪機(jī)或供熱式蒸汽輪機(jī)（抽汽式或背壓式）共同組成的循環(huán)系統(tǒng)，它將燃?xì)廨啓C(jī)排出的功后高溫乏煙氣，通過余熱鍋爐回收轉(zhuǎn)換為蒸汽，再將蒸汽注入蒸汽輪機(jī)發(fā)電，或?qū)⒉糠职l(fā)電作功后的乏汽用于供熱。形式有燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)同軸推動(dòng)一臺(tái)發(fā)電機(jī)的單軸聯(lián)合循環(huán)，也有燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)各自推動(dòng)各自發(fā)電機(jī)的多軸聯(lián)合循環(huán)。

3.4整體化循環(huán)

由煤氣發(fā)生爐、燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐和蒸汽輪機(jī)共同組成的循環(huán)系統(tǒng)，也稱為IGCC。主要解決使用低廉的固體化石燃料代替燃?xì)廨啓C(jī)使用氣體、液體燃料，提高煤炭利用效率，降低污染物排放?？勺鳛槌鞘忻簹?、電力、集中供熱和集中制冷、以及建材、化工原料綜合供應(yīng)系統(tǒng)。

3.5核燃聯(lián)合循環(huán)

目前這種循環(huán)裝置正處于嘗試階段，并沒有正式在推廣使用。主要是由燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐和核反應(yīng)堆、蒸汽輪機(jī)共同組成。通過燃?xì)廨啓C(jī)排出的煙氣通過熱核反應(yīng)輸出蒸汽，主要為提高核反應(yīng)堆蒸汽的溫度、壓力，提高蒸汽輪機(jī)效率，降低蒸汽輪機(jī)部分的工程造價(jià)。

3.6燃機(jī)輔助循環(huán)

燃機(jī)輔助循環(huán)系統(tǒng)多數(shù)被應(yīng)用于小型燃?xì)廨啓C(jī)作業(yè)中，輔助其完成鍋爐預(yù)熱、鼓風(fēng)、燃燒等環(huán)節(jié)存在的不足，進(jìn)而提升效率，在進(jìn)行動(dòng)力循環(huán)的過程中可以直接用水泵進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

3.7燃?xì)鉄煔饴?lián)合循環(huán)

燃?xì)廨啓C(jī)和煙氣輪機(jī)循環(huán)系統(tǒng)是比較常見的一種，在發(fā)展過程中對(duì)煙氣排放的改善有著重要意義。從某種意義上來(lái)講，該系統(tǒng)的組合方式也大大提高了內(nèi)循環(huán)的工作效率，但是由于煙氣輪機(jī)組造價(jià)比較昂貴，對(duì)此并沒有廣泛使用。

3.8燃?xì)鉄岜寐?lián)合循環(huán)

由燃?xì)廨啓C(jī)和煙氣熱泵，燃?xì)廨啓C(jī)、煙氣輪機(jī)和煙氣熱泵，或燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐、蒸汽熱泵，以及燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐、蒸汽輪機(jī)和蒸汽（煙氣）熱泵組成的能源利用系統(tǒng)。該系統(tǒng)在燃?xì)廨啓C(jī)、煙氣輪機(jī)、余熱鍋爐、蒸汽輪機(jī)等設(shè)備完成能量利用循環(huán)后，進(jìn)一步利用熱泵對(duì)煙氣、蒸汽、熱水和冷卻水中的余熱進(jìn)行深度回收利用，或?qū)?dòng)力直接推動(dòng)熱泵。這一工藝可用作熱電聯(lián)產(chǎn)、熱電冷聯(lián)產(chǎn)、熱冷聯(lián)產(chǎn)、電冷聯(lián)產(chǎn)、直接供熱或直接制冷使用，該系統(tǒng)熱效率極高，如果用于直接供熱，熱效率可達(dá)150%，是未來(lái)能源利用的主要趨勢(shì)之一。

4結(jié)束語(yǔ)

與核能發(fā)電相比，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)優(yōu)勢(shì)更加明顯，并可以對(duì)資源及環(huán)境進(jìn)行有效的保護(hù)，同時(shí)可以將人們?cè)械纳a(chǎn)生活方式進(jìn)行改變。因此，我國(guó)也將燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)作為國(guó)家級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目，相關(guān)人員應(yīng)進(jìn)行更加深入的研究，正確認(rèn)識(shí)燃?xì)廨啓C(jī)裝置，并與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，對(duì)我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新與優(yōu)化，以此來(lái)提升燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展速度，確立我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)在國(guó)際上的地位。