涨知识 |图说联合循环发电系统
从2003年GE和东芝合作开发世界上第一套采用燃气轮机+蒸汽轮机技术的商用联合循环发电机组投入运行,到2016年搭载美国GE公司9HA的全球最高热效率的联合循环电厂诞生,联合循环电力系统凭借其清洁(天然气)高效的特点,已经在世界范围内得到更广泛的应用。
(相关资料图)
那么,联合循环电力系统究竟是怎么运作的呢?
Step 1.
第一个循环,作为燃料的天然气与空气混合燃烧。产生高温高压气流,推动燃气轮机旋转做功。带动与燃气轮机相匹配的发电机运转,从而产生电力。
Step 2.
第二个循环,第一轮燃烧残留的烟气被提取出来,引入余热锅炉中用于加热水,从而产生蒸汽。
Step 3.
上个步骤产生的蒸汽,可以用来推动蒸汽轮机,再次发电,同时还能制冷制热。
这也就是我们所说的联合循环电力系统了。
联合循环电力系统如此强大,离不开它的大心脏——燃气轮机
以2016年全球运行效率最高(可以将%的燃料能量转化为电能)的联合循环发电厂——法国布尚电厂为例,燃气轮机为它提供了强大动力:全厂升负荷率大于每分钟100MW,最低允许负荷+38%。大约4分钟内可以为电网供应400~500MW的电力,输出的电力可以为68万家庭供电。
高效转化
它可以高效地将燃料转化为电能,热电效率高达%的实际效率打破了吉尼斯世界纪录。
灵活性高
9HA有能力在不到30分钟的时间内达到最大功率,满足客户日益增长的动态用电需求。不仅如此,搭载9HA燃气轮机的电厂二氧化碳排放量比标准热电厂的排放量大约要少55%。此外,燃气轮机燃烧吨天然气与空气混合物,相当于23辆油罐卡车的体积,仅仅产生液盎司污染物,只比半罐苏打水的容积稍微多一点。
联合循环电力系统在中国的运用也越加广泛,上海漕泾电厂就有实例
响应国家发改委促进中国燃气发电技术进步的组织号召,2017年上海漕泾电厂采用了联合循环电力系统,整个电厂的核心正是GE 9FA+e燃机。GE 9F级燃气轮机是目前世界范围内使用最广泛的燃气轮机,性能稳定,支持多种燃料,是各种联合循环发电应用的理想选择。
在联合循环工况下,它能有效帮助漕泾电厂实现实用性及全寿命周期经济性的全部期望。从整体效率来看,可谓是既节能又高效:
漕泾电厂燃气轮机机组热电效率为60%,比一般燃煤电厂机组的运行效率高出 20%-25%。
漕泾电厂热电联产电厂热效率实际达到70%-75%,比同级别火电机组热效率高出 28%-30%。
运用工业互联网解决方案,释放更大潜能
通过大数据分析技术、云计算技术、移动技术的融合,工业互联网将把所有“应用孤岛”紧密连接,释放更大的潜能。从对超过10,000个传感器中采集到的数据进行分析发现,如果充分运用这些工业互联网解决方案,燃气电厂(当然也包括联合循环电厂)可提高2%的发电出力,减少5%的计划外意外停机时间,节约25%的运营和维护成本。
那么,在全球范围内,联合循环电厂还有多少市场缺口?
世界上大约有万家火电厂,电厂的全球总容量约为5,200吉瓦。而联合循环电站仅1,768家,全球装机容量仅为564吉瓦。因此,未来15年,全球工业系统还需要新增总装机容量为638吉瓦,约2,000个联合循环电站。
这个市场的缺口需要额外配备万台大型涡轮燃气轮机以及至少配备20万台小型涡轮燃气轮机,才能填补。
联合循环电厂可谓好处多多,需求量大,国家自然也是大力扶持
电力发展“十三五”规划就提出要重点发展热电冷多联供。规划指出:到2020年,实现北方大中型以上城市热电联产集中供热率达到60%以上,形成规划科学、布局合理、利用高效、供热安全的热电联产产业健康发展格局。“十三五”期间,全国气电新增投产5,000万千瓦,2020年达到亿千瓦以上,其中冷热电多联供占1,500万千瓦。
积极践行国家政策,我们将持续以最新的电力解决方案帮助电力企业提高效能、清洁利用能源,促进可持续发展。