我國燃氣輪機發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀與市場趨勢

中國航發(fā)燃氣輪機有限公司 遼寧 沈陽 110000

前言

燃氣輪機的最早出現(xiàn)時間為20世紀40年代，而后隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，燃氣輪機的制造技術(shù)越來越成熟，其被各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，器械效率也越來越高，近年來其在所有輪式機中發(fā)展最好，上海汽車輪機場就是我國最早設(shè)計和制造的燃氣輪機的工廠，早在20世紀60年代，我國就研發(fā)有第一臺適合船舶使用的燃氣輪機，緊接著我國又研發(fā)有用于移動的列車電站移動式燃氣輪機，在接下來的幾年，不同規(guī)格種類的船舶專用燃氣輪機，后來隨著全國油氣用度的緊張，國家禁止使用燃油、燃氣發(fā)電，我國的那些重型燃氣機就失去了存在的意義，全行業(yè)進入低迷時期，各類船氣輪機制造廠退出市場，人員和技術(shù)紛紛流失，大學(xué)船機專業(yè)轉(zhuǎn)行，在這個階段拉大了我國與國外在這個領(lǐng)域的距離，近年來隨著我國西氣東輸線路的開通，在天然氣盈余的情況下，我國又重啟燃氣輪機發(fā)電技術(shù)，但與國外的技術(shù)相比，差距十分明顯。

一、電力工業(yè)的發(fā)展的需要

(一)燃氣輪機在電力工業(yè)中的作用。目前我國發(fā)電機總裝機為全球第一，但我國人均發(fā)電裝機和人均用量嚴重不足，只占到歐美等發(fā)達國家的四分之一到三分之一之間，未來我國電力工業(yè)將繼續(xù)擴大規(guī)模，據(jù)預(yù)測到2030年我國發(fā)電總裝機將達到25億kW，燃氣輪機發(fā)電是人類已經(jīng)掌握的高效潔凈發(fā)電技術(shù)，其中運到的主要原理是天然氣的燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)，據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示聯(lián)合循環(huán)電站效率在60%-61%之間，而且該技術(shù)大大降低了NOX的含量，不含有粉塵和氧化硫，在二氧化碳的排放上只占到燃煤的40%，隨著國民經(jīng)濟的進一步發(fā)展以及我國城鎮(zhèn)化水平的推進，我國對電力的需求量將會持續(xù)增多 。

(二)天然氣工業(yè)的發(fā)展。隨著我國西氣東輸工程的開通，這為我國的天然氣在全國范圍內(nèi)的廣泛使用提供了條件，目前我國天然氣消費量已達到4000億立方米，在天然氣使用充足的背景中，我國燃氣輪機又重新開始，依據(jù)現(xiàn)有的天然氣供應(yīng)量我國天然氣可以為1.6億kW的燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)站提供足夠的燃料，燃氣輪機除了運用于發(fā)電外，其還運用于石油化工和冶金工業(yè)，根科學(xué)家預(yù)測未來十年內(nèi)燃氣輪機的市場規(guī)模可以達到4000-5000億元人民幣。

(三)我國經(jīng)濟實力的增強為發(fā)展燃氣輪機提供了資金保障。隨著我國經(jīng)濟水平的不斷提升，可供國家支配投入使用的資金日益增多，我國在發(fā)展燃氣輪機上的資金保障日益充足，在發(fā)展中國家處于領(lǐng)先地位，近年來國家通過設(shè)置各種燃氣輪機項目來發(fā)展燃氣輪機，燃氣輪機的項目資金保障十分充足。

二、燃氣輪機發(fā)電技術(shù)優(yōu)勢

燃氣輪機發(fā)電相對于火力發(fā)電具有很小的污染，相對于核能發(fā)電具有安全性更高的優(yōu)勢，而且在寸土寸金的城市建設(shè)中燃氣輪機發(fā)電機具有占地面積小、所需要的配套設(shè)施較少的優(yōu)勢，燃氣輪技術(shù)的發(fā)電優(yōu)勢匯總?cè)缦拢阂皇前l(fā)電效率高，其有著較高的吸熱平均溫度和較低的放熱平均溫度，這些因素導(dǎo)致燃氣輪機具有很高的效率，近年來隨著燃氣輪機往大容量、高效率方向上的研發(fā)和生產(chǎn)，燃氣輪機在發(fā)電上將會有大幅度的提升。二是環(huán)境污染小，燃氣輪機釋放的污染物質(zhì)完全符合環(huán)境保護的標(biāo)準(zhǔn)，因此其又被稱之為清潔工廠，近年來隨著我國對環(huán)保有著更嚴格的標(biāo)準(zhǔn)和要求，國家對排放污染物的總量有了更加嚴格的限制，尤其是火力發(fā)電，為了達到國家的排污標(biāo)準(zhǔn)需要投入大量的資金來減少的污染物的排放，而這些資金的占比達到火力發(fā)電總投入的20%以上，因此燃氣輪機發(fā)電技術(shù)取代火力發(fā)電是未來的大勢所趨；三是運行性能高，燃氣輪機組通常在20分鐘之內(nèi)可以實現(xiàn)從啟動達到滿負荷工作，而且隨著研究技術(shù)的進一步深入，所具有的啟動時間將會進一步縮小，另外燃氣輪機組還可以單循環(huán)運行和聯(lián)合循環(huán)運行，即便是在沒有電的情況下，其也能啟動運轉(zhuǎn)。四是占地規(guī)模小，與常規(guī)火力發(fā)電技術(shù)相比，其不需要額外建設(shè)煤場以及除塵、脫硫等設(shè)備，其占地面積不到火力發(fā)電占地面接20%。

三、燃氣輪機發(fā)電技術(shù)的發(fā)展趨勢

配套設(shè)施是實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的前提，由于我國大型燃氣輪機的缺乏，造成我國對燃氣輪機發(fā)電技術(shù)的運用很難形成一定的規(guī)模，盡管我國在燃氣輪機上面隨著科研資金的投入取得了一定的科研成果和研發(fā)水平，同時也吸收了一定的國外先進成果，但與國外技術(shù)進行對照還存在很大的差距，自主生產(chǎn)能力不足，尤其是規(guī)?；⒏咝Т蠊β实娜細廨啓C，因此通過繼續(xù)加強科研資金的投入來加大對運行良好的燃氣輪機的改造升級上，達到提升其工作性能和熱效率的目的，另外燃氣輪機發(fā)電技術(shù)的發(fā)展需要建立在我國現(xiàn)實情況的基礎(chǔ)之上，目前從我國的能源結(jié)構(gòu)上分析，我國的燃能主要以煤炭為主，甚至在未來的相當(dāng)長一段時間內(nèi)很難改變現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀，因此我國應(yīng)研發(fā)輪機與燃能煤炭的結(jié)合來適應(yīng)中國的具體國情。

四、結(jié)束語

在環(huán)保意識日益增強的今天，不得以犧牲環(huán)境來發(fā)展各行各業(yè)成為大眾達成共識的背景下，傳統(tǒng)的火力發(fā)電必將會給燃氣輪發(fā)電騰出很大的空間，燃氣輪發(fā)電技術(shù)必將成為未來的主流趨勢，在給生產(chǎn)生活提供充足電能的基礎(chǔ)上同時做到對環(huán)境的最低污染。