一、燃氣輪機可以發電嗎
可以,我們常見的火力發電(dian)廠(chang)并非只有煤(mei)(mei)電(dian),單純按照燃(ran)料分,除了煤(mei)(mei)電(dian)還有燃(ran)油(you)發電(dian)和燃(ran)氣發電(dian)。如果(guo)按照原(yuan)動機來分類,就有汽輪機發電(dian)、燃(ran)氣輪機發電(dian)和柴(chai)油(you)機發電(dian)這(zhe)三(san)種。
燃氣輪機發電可以使用(yong)天(tian)然氣(qi)(qi)這(zhe)種氣(qi)(qi)體燃料(liao),也可以使用(yong)燃油這(zhe)種液體燃料(liao),在(zai)燃料(liao)的(de)適應性上比較強,發電效率也比較高(gao)。不(bu)過燃機(ji)(ji)發電最大的(de)問題是初期投(tou)資(zi)較高(gao),長(chang)期運(yun)行(xing)成本(ben)也不(bu)低(di),特別(bie)是天(tian)然氣(qi)(qi)的(de)過濾以及燃機(ji)(ji)的(de)維護(hu)和(he)清洗,工序都很復雜。所以燃機(ji)(ji)發電很大程度上是作(zuo)為火力發電的(de)應急備用(yong)部分,對保障國家能(neng)源安全有(you)著(zhu)重要戰略(lve)意義(yi)。
二、燃氣輪機的發電形式有哪些
1、簡單循環發電
由燃(ran)氣輪機(ji)(ji)和(he)發電(dian)機(ji)(ji)獨立組成(cheng)的循(xun)環系統,也(ye)稱為開式循(xun)環。其優點是裝機(ji)(ji)快、起停(ting)靈(ling)活,多(duo)用(yong)于電(dian)網調峰和(he)交(jiao)通(tong)、工業動力系統。最(zui)高效率(lv)的開式循(xun)環系統是GE公(gong)司(si)LM6000PC 輕(qing)型燃(ran)氣輪機(ji)(ji),效率(lv)為43%。
2、前置循環熱電聯產或發電
由(you)燃(ran)(ran)氣(qi)輪機(ji)(ji)(ji)(ji)及發電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)與余熱(re)(re)(re)鍋(guo)爐共(gong)同組(zu)成的循(xun)環系統(tong),它將燃(ran)(ran)氣(qi)輪機(ji)(ji)(ji)(ji)排(pai)出(chu)的功后高(gao)(gao)溫乏煙氣(qi)通過(guo)余熱(re)(re)(re)鍋(guo)爐回收,轉換為蒸(zheng)汽(qi)或熱(re)(re)(re)水加以利用。主(zhu)要用于熱(re)(re)(re)電(dian)聯產,也有將余熱(re)(re)(re)鍋(guo)爐的蒸(zheng)汽(qi)回注入燃(ran)(ran)氣(qi)輪機(ji)(ji)(ji)(ji)提(ti)高(gao)(gao)燃(ran)(ran)氣(qi)輪機(ji)(ji)(ji)(ji)出(chu)力和效(xiao)率(lv)。最高(gao)(gao)效(xiao)率(lv)的前置回注循(xun)環系統(tong)是GE公司LM5000-STIG120 輕(qing)型燃(ran)(ran)氣(qi)輪機(ji)(ji)(ji)(ji),效(xiao)率(lv)為43.3%。前置循(xun)環熱(re)(re)(re)電(dian)聯產時的總(zong)效(xiao)率(lv)一般均超(chao)過(guo)80%。為提(ti)高(gao)(gao)供(gong)熱(re)(re)(re)的靈活性(xing),大多(duo)前置循(xun)環熱(re)(re)(re)電(dian)聯產機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)采用余熱(re)(re)(re)鍋(guo)爐補燃(ran)(ran)技(ji)術,補燃(ran)(ran)時的總(zong)效(xiao)率(lv)超(chao)過(guo)90%。
3、聯合循環發電或熱電聯產
燃氣輪機及(ji)發電(dian)機(ji)(ji)(ji)與余(yu)熱鍋爐、蒸(zheng)汽(qi)(qi)輪(lun)機(ji)(ji)(ji)或供熱式蒸(zheng)汽(qi)(qi)輪(lun)機(ji)(ji)(ji)(抽汽(qi)(qi)式或背壓式)共同組(zu)成(cheng)的循(xun)(xun)環(huan)(huan)系(xi)統(tong),它將(jiang)燃氣(qi)輪(lun)機(ji)(ji)(ji)排出(chu)的功(gong)后(hou)(hou)高(gao)(gao)溫乏煙(yan)氣(qi)通過余(yu)熱鍋爐回收轉換為(wei)蒸(zheng)汽(qi)(qi),再(zai)將(jiang)蒸(zheng)汽(qi)(qi)注入(ru)蒸(zheng)汽(qi)(qi)輪(lun)機(ji)(ji)(ji)發電(dian),或將(jiang)部分發電(dian)作(zuo)功(gong)后(hou)(hou)的乏汽(qi)(qi)用(yong)于供熱。形式有(you)(you)燃氣(qi)輪(lun)機(ji)(ji)(ji)、蒸(zheng)汽(qi)(qi)輪(lun)機(ji)(ji)(ji)同軸(zhou)推動一臺發電(dian)機(ji)(ji)(ji)的單軸(zhou)聯(lian)合(he)循(xun)(xun)環(huan)(huan),也有(you)(you)燃氣(qi)輪(lun)機(ji)(ji)(ji)、蒸(zheng)汽(qi)(qi)輪(lun)機(ji)(ji)(ji)各自推動各自發電(dian)機(ji)(ji)(ji)的多軸(zhou)聯(lian)合(he)循(xun)(xun)環(huan)(huan)。主要(yao)用(yong)于發電(dian)和熱電(dian)聯(lian)產,發電(dian)時的最高(gao)(gao)效(xiao)(xiao)率的聯(lian)合(he)循(xun)(xun)環(huan)(huan)系(xi)統(tong)是ABB公司(si)GT26-1,效(xiao)(xiao)率為(wei)58.5%。
4、整體化循環
由煤(mei)氣發生(sheng)爐、燃氣輪(lun)(lun)機(ji)(ji)、余熱(re)(re)鍋爐和(he)蒸(zheng)汽輪(lun)(lun)機(ji)(ji)共同組成的循(xun)環系統,也稱為(wei)IGCC。主要解決使用低廉的固體化石燃料(liao)代替燃氣輪(lun)(lun)機(ji)(ji)使用氣體、液體燃料(liao),提高煤(mei)炭利用效(xiao)率(lv),降(jiang)低污染物排放。可(ke)作為(wei)城市(shi)煤(mei)氣、電力、集中供熱(re)(re)和(he)集中制冷、以(yi)及建材、化工(gong)原料(liao)綜合供應系統。GE公司使用 MS7001F技術(shu)組成的整體循(xun)環系統發電效(xiao)率(lv)可(ke)達到(dao)42%
5、核燃聯合循環
由燃氣輪(lun)(lun)(lun)機(ji)、余熱鍋爐和核反應(ying)堆、蒸(zheng)汽(qi)輪(lun)(lun)(lun)機(ji)共同組成的(de)(de)(de)發電循環系統(tong)。通過燃氣輪(lun)(lun)(lun)機(ji)排(pai)出的(de)(de)(de)煙氣再熱核反應(ying)堆輸出的(de)(de)(de)蒸(zheng)汽(qi),主要為提高(gao)核反應(ying)堆蒸(zheng)汽(qi)的(de)(de)(de)溫度、壓力,提高(gao)蒸(zheng)汽(qi)輪(lun)(lun)(lun)機(ji)效率,降低蒸(zheng)汽(qi)輪(lun)(lun)(lun)機(ji)部分的(de)(de)(de)工程造(zao)價。處(chu)于嘗試(shi)階段(duan)。
6、燃機輔助循環
在以煤、油等(deng)為燃(ran)料的后置循環發電汽(qi)輪(lun)機組中(zhong),使用(yong)小型燃(ran)氣(qi)輪(lun)機作為電站輔助(zhu)循環系統(tong),為鍋(guo)爐預(yu)熱、鼓風,改善燃(ran)燒,提(ti)高效率,并將動(dong)力直(zhi)接(jie)用(yong)于驅動(dong)給水泵。
7、燃氣煙氣聯合循環
由(you)燃氣(qi)(qi)輪(lun)(lun)機和煙氣(qi)(qi)輪(lun)(lun)機組(zu)成的循環系統(tong),利用(yong)燃氣(qi)(qi)輪(lun)(lun)機排放煙氣(qi)(qi)中的剩余壓力和熱焓進一(yi)步推動(dong)煙氣(qi)(qi)輪(lun)(lun)機發電(dian)。該系統(tong)與燃氣(qi)(qi)蒸汽(qi)聯合循環系統(tong)比(bi)較可完全(quan)不用(yong)水,但煙氣(qi)(qi)輪(lun)(lun)機造價(jia)較高,還未能(neng)廣泛使用(yong)。
8、燃氣熱泵聯合循環
由燃氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)輪(lun)(lun)機(ji)和煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)泵(beng)(beng),燃氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)輪(lun)(lun)機(ji)、煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)輪(lun)(lun)機(ji)和煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)泵(beng)(beng),或燃氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)輪(lun)(lun)機(ji)、余(yu)(yu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)鍋爐(lu)、蒸(zheng)(zheng)汽(qi)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)泵(beng)(beng),以及燃氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)輪(lun)(lun)機(ji)、余(yu)(yu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)鍋爐(lu)、蒸(zheng)(zheng)汽(qi)輪(lun)(lun)機(ji)和蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi))熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)泵(beng)(beng)組成的(de)能(neng)源利用(yong)系(xi)統(tong)。該系(xi)統(tong)在燃氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)輪(lun)(lun)機(ji)、煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)輪(lun)(lun)機(ji)、余(yu)(yu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)鍋爐(lu)、蒸(zheng)(zheng)汽(qi)輪(lun)(lun)機(ji)等設備完成能(neng)量利用(yong)循環后(hou),進一(yi)步利用(yong)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)泵(beng)(beng)對(dui)煙氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、蒸(zheng)(zheng)汽(qi)、熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)水(shui)和冷(leng)(leng)卻水(shui)中的(de)余(yu)(yu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)進行深度回收利用(yong),或將動(dong)力直接(jie)推動(dong)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)泵(beng)(beng)。這(zhe)一(yi)工(gong)藝可(ke)用(yong)作熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)電(dian)聯產(chan)(chan)(chan)、熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)電(dian)冷(leng)(leng)聯產(chan)(chan)(chan)、熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)冷(leng)(leng)聯產(chan)(chan)(chan)、電(dian)冷(leng)(leng)聯產(chan)(chan)(chan)、直接(jie)供(gong)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)或直接(jie)制(zhi)冷(leng)(leng)使用(yong),該系(xi)統(tong)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)效率極高,如果用(yong)于直接(jie)供(gong)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re),熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)效率可(ke)達150%,是未(wei)來(lai)能(neng)源利用(yong)的(de)主要(yao)趨勢之(zhi)一(yi)。
9、燃料電池——燃氣輪機聯合循環
美國能源部近日宣布開發出了世界第一個將燃料電池和燃氣渦輪機結合在一起的發電設備,這種設備能更有效地產生電力并大大減少環境污染。據了解,這一設備的燃料電池由1152個陶瓷管構成,每個陶瓷管就像一塊電池。電池以天然氣為(wei)燃(ran)料(liao)(liao),能放(fang)出高溫(wen)高壓(ya)的(de)(de)廢(fei)氣(qi)(qi)流,燃(ran)氣(qi)(qi)渦輪(lun)機(ji)則用燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)產生(sheng)的(de)(de)熱廢(fei)氣(qi)(qi)流制第二輪(lun)電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)。由于燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)中(zhong)沒(mei)有(you)(you)燃(ran)燒過(guo)程,只是通過(guo)化(hua)學分(fen)解天(tian)(tian)(tian)然氣(qi)(qi)燃(ran)料(liao)(liao)來產生(sheng)電(dian)(dian)(dian)力(li)(li),因此可以大幅度(du)減少污染(ran)。設(she)備不(bu)會產生(sheng)二氧化(hua)硫(liu),其(qi)反應產物中(zhong)的(de)(de)氮氧化(hua)物含量不(bu)及天(tian)(tian)(tian)然氣(qi)(qi)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)設(she)備的(de)(de)2%,二氧化(hua)碳排放(fang)量則減少了15%。而且(qie),只要有(you)(you)天(tian)(tian)(tian)然氣(qi)(qi)和(he)空(kong)氣(qi)(qi)存在,燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)就能工作(zuo)。新型發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)設(she)備的(de)(de)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)功率為(wei)220千瓦,能為(wei)200戶人家提(ti)供電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)。其(qi)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)效率達到55%,這(zhe)意味著來自天(tian)(tian)(tian)然氣(qi)(qi)燃(ran)料(liao)(liao)的(de)(de)能量中(zhong)有(you)(you)55%轉化(hua)成了電(dian)(dian)(dian)能,遠遠高于燃(ran)煤(mei)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)設(she)備的(de)(de)35%發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)效率,也高于燃(ran)氣(qi)(qi)渦輪(lun)機(ji)50%的(de)(de)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)效率。