一、燃氣輪機可以發電嗎
可以,我們常見的火力發(fa)(fa)電(dian)廠并(bing)非只(zhi)有(you)煤電(dian),單(dan)純按(an)照(zhao)燃(ran)料分,除(chu)了(le)煤電(dian)還有(you)燃(ran)油發(fa)(fa)電(dian)和燃(ran)氣(qi)發(fa)(fa)電(dian)。如果按(an)照(zhao)原動機來分類,就(jiu)有(you)汽輪機發(fa)(fa)電(dian)、燃(ran)氣(qi)輪機發(fa)(fa)電(dian)和柴油機發(fa)(fa)電(dian)這三種(zhong)。
燃氣輪機發(fa)(fa)電(dian)(dian)可以(yi)(yi)使用(yong)天然氣這種氣體(ti)燃(ran)(ran)料(liao),也(ye)(ye)可以(yi)(yi)使用(yong)燃(ran)(ran)油這種液體(ti)燃(ran)(ran)料(liao),在燃(ran)(ran)料(liao)的(de)適應(ying)(ying)性上比(bi)較強,發(fa)(fa)電(dian)(dian)效率(lv)也(ye)(ye)比(bi)較高。不(bu)過(guo)燃(ran)(ran)機(ji)發(fa)(fa)電(dian)(dian)最(zui)大的(de)問(wen)題是初期(qi)投資較高,長期(qi)運(yun)行成本也(ye)(ye)不(bu)低(di),特(te)別是天然氣的(de)過(guo)濾以(yi)(yi)及燃(ran)(ran)機(ji)的(de)維護和清洗(xi),工序都很(hen)復雜(za)。所以(yi)(yi)燃(ran)(ran)機(ji)發(fa)(fa)電(dian)(dian)很(hen)大程度上是作為火力發(fa)(fa)電(dian)(dian)的(de)應(ying)(ying)急備用(yong)部分,對(dui)保障(zhang)國(guo)家能源安全(quan)有(you)著重(zhong)要(yao)戰(zhan)略意義。
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)和發電機(ji)(ji)獨立組成的循環系統,也(ye)稱為(wei)開(kai)(kai)式(shi)循環。其優點是裝機(ji)(ji)快、起停靈活,多用于電網調峰和交通、工業動(dong)力系統。最高效率的開(kai)(kai)式(shi)循環系統是GE公(gong)司LM6000PC 輕型(xing)燃(ran)氣輪機(ji)(ji),效率為(wei)43%。
2、前置循環熱電聯產或發電
由燃(ran)氣(qi)輪(lun)機(ji)及發電機(ji)與(yu)余(yu)熱(re)鍋爐(lu)(lu)共(gong)同(tong)組成的(de)(de)循環(huan)(huan)系統,它將燃(ran)氣(qi)輪(lun)機(ji)排出的(de)(de)功后高(gao)溫乏煙(yan)氣(qi)通過余(yu)熱(re)鍋爐(lu)(lu)回(hui)收,轉換為蒸汽(qi)(qi)或熱(re)水加以利用(yong)。主要(yao)用(yong)于熱(re)電聯(lian)產(chan),也有將余(yu)熱(re)鍋爐(lu)(lu)的(de)(de)蒸汽(qi)(qi)回(hui)注(zhu)入燃(ran)氣(qi)輪(lun)機(ji)提高(gao)燃(ran)氣(qi)輪(lun)機(ji)出力和效(xiao)率(lv)(lv)(lv)。最高(gao)效(xiao)率(lv)(lv)(lv)的(de)(de)前(qian)(qian)置(zhi)回(hui)注(zhu)循環(huan)(huan)系統是(shi)GE公司LM5000-STIG120 輕(qing)型燃(ran)氣(qi)輪(lun)機(ji),效(xiao)率(lv)(lv)(lv)為43.3%。前(qian)(qian)置(zhi)循環(huan)(huan)熱(re)電聯(lian)產(chan)時的(de)(de)總效(xiao)率(lv)(lv)(lv)一般均超(chao)過80%。為提高(gao)供熱(re)的(de)(de)靈活性(xing),大(da)多前(qian)(qian)置(zhi)循環(huan)(huan)熱(re)電聯(lian)產(chan)機(ji)組采(cai)用(yong)余(yu)熱(re)鍋爐(lu)(lu)補(bu)燃(ran)技術(shu),補(bu)燃(ran)時的(de)(de)總效(xiao)率(lv)(lv)(lv)超(chao)過90%。
3、聯合循環發電或熱電聯產
燃氣輪機及發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)與余(yu)熱鍋爐、蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)輪(lun)(lun)機(ji)或供熱式(shi)(shi)(shi)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)輪(lun)(lun)機(ji)(抽汽(qi)(qi)(qi)式(shi)(shi)(shi)或背壓式(shi)(shi)(shi))共同組成(cheng)的(de)循(xun)(xun)環系統(tong),它將燃(ran)氣(qi)輪(lun)(lun)機(ji)排出的(de)功(gong)后(hou)高溫乏煙氣(qi)通(tong)過余(yu)熱鍋爐回收(shou)轉換為蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi),再將蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)注(zhu)入蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)輪(lun)(lun)機(ji)發(fa)(fa)電(dian)(dian),或將部分(fen)發(fa)(fa)電(dian)(dian)作功(gong)后(hou)的(de)乏汽(qi)(qi)(qi)用于(yu)供熱。形式(shi)(shi)(shi)有(you)燃(ran)氣(qi)輪(lun)(lun)機(ji)、蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)輪(lun)(lun)機(ji)同軸(zhou)推動一臺(tai)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)的(de)單軸(zhou)聯(lian)合循(xun)(xun)環,也有(you)燃(ran)氣(qi)輪(lun)(lun)機(ji)、蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)輪(lun)(lun)機(ji)各(ge)自推動各(ge)自發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)的(de)多軸(zhou)聯(lian)合循(xun)(xun)環。主要用于(yu)發(fa)(fa)電(dian)(dian)和熱電(dian)(dian)聯(lian)產,發(fa)(fa)電(dian)(dian)時的(de)最高效(xiao)率(lv)的(de)聯(lian)合循(xun)(xun)環系統(tong)是ABB公司GT26-1,效(xiao)率(lv)為58.5%。
4、整體化循環
由煤(mei)氣發生爐(lu)(lu)、燃氣輪機、余熱鍋爐(lu)(lu)和(he)蒸汽輪機共同組(zu)成(cheng)(cheng)的(de)循(xun)環系(xi)統(tong),也稱為(wei)IGCC。主(zhu)要解決使(shi)用(yong)低廉的(de)固體(ti)化(hua)石燃料代替(ti)燃氣輪機使(shi)用(yong)氣體(ti)、液體(ti)燃料,提(ti)高煤(mei)炭利用(yong)效率(lv),降(jiang)低污染物排放。可(ke)作為(wei)城市煤(mei)氣、電力、集中(zhong)供(gong)熱和(he)集中(zhong)制冷、以及建材、化(hua)工原料綜合供(gong)應系(xi)統(tong)。GE公(gong)司(si)使(shi)用(yong) MS7001F技術組(zu)成(cheng)(cheng)的(de)整(zheng)體(ti)循(xun)環系(xi)統(tong)發電效率(lv)可(ke)達到(dao)42%
5、核燃聯合循環
由燃(ran)氣輪(lun)(lun)機(ji)(ji)(ji)、余(yu)熱(re)(re)鍋(guo)爐和核(he)反(fan)應(ying)堆、蒸汽輪(lun)(lun)機(ji)(ji)(ji)共同組成的發電循(xun)環系統。通過燃(ran)氣輪(lun)(lun)機(ji)(ji)(ji)排出的煙氣再(zai)熱(re)(re)核(he)反(fan)應(ying)堆輸出的蒸汽,主(zhu)要為提高(gao)核(he)反(fan)應(ying)堆蒸汽的溫(wen)度(du)、壓(ya)力,提高(gao)蒸汽輪(lun)(lun)機(ji)(ji)(ji)效率,降低蒸汽輪(lun)(lun)機(ji)(ji)(ji)部分的工(gong)程造價(jia)。處于嘗試階段。
6、燃機輔助循環
在以煤、油等為燃料的后置循環(huan)(huan)發電汽輪機組(zu)中,使用小型燃氣輪機作為電站輔助(zhu)循環(huan)(huan)系統,為鍋爐(lu)預熱、鼓風,改善燃燒,提高效率,并將(jiang)動力(li)直接用于驅(qu)動給水泵。
7、燃氣煙氣聯合循環
由(you)燃氣(qi)輪機(ji)和煙(yan)氣(qi)輪機(ji)組成(cheng)的(de)循環系(xi)(xi)統,利用燃氣(qi)輪機(ji)排(pai)放煙(yan)氣(qi)中的(de)剩余壓力和熱焓進一步推動煙(yan)氣(qi)輪機(ji)發(fa)電。該系(xi)(xi)統與(yu)燃氣(qi)蒸(zheng)汽聯合循環系(xi)(xi)統比(bi)較(jiao)可完全不(bu)用水(shui),但(dan)煙(yan)氣(qi)輪機(ji)造價較(jiao)高,還(huan)未能廣泛使用。
8、燃氣熱泵聯合循環
由燃(ran)氣(qi)(qi)輪(lun)(lun)機(ji)和煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)熱(re)(re)(re)泵(beng)(beng)(beng),燃(ran)氣(qi)(qi)輪(lun)(lun)機(ji)、煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)輪(lun)(lun)機(ji)和煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)熱(re)(re)(re)泵(beng)(beng)(beng),或燃(ran)氣(qi)(qi)輪(lun)(lun)機(ji)、余熱(re)(re)(re)鍋爐(lu)、蒸(zheng)(zheng)汽(qi)熱(re)(re)(re)泵(beng)(beng)(beng),以及(ji)燃(ran)氣(qi)(qi)輪(lun)(lun)機(ji)、余熱(re)(re)(re)鍋爐(lu)、蒸(zheng)(zheng)汽(qi)輪(lun)(lun)機(ji)和蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi))熱(re)(re)(re)泵(beng)(beng)(beng)組成的(de)能源利用(yong)(yong)系(xi)統(tong)(tong)。該系(xi)統(tong)(tong)在燃(ran)氣(qi)(qi)輪(lun)(lun)機(ji)、煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)輪(lun)(lun)機(ji)、余熱(re)(re)(re)鍋爐(lu)、蒸(zheng)(zheng)汽(qi)輪(lun)(lun)機(ji)等設備完成能量利用(yong)(yong)循環后,進一步利用(yong)(yong)熱(re)(re)(re)泵(beng)(beng)(beng)對(dui)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)、蒸(zheng)(zheng)汽(qi)、熱(re)(re)(re)水(shui)和冷(leng)卻水(shui)中(zhong)的(de)余熱(re)(re)(re)進行深度回收利用(yong)(yong),或將動(dong)力(li)直(zhi)接(jie)(jie)推動(dong)熱(re)(re)(re)泵(beng)(beng)(beng)。這一工藝可用(yong)(yong)作(zuo)熱(re)(re)(re)電(dian)(dian)聯(lian)(lian)產、熱(re)(re)(re)電(dian)(dian)冷(leng)聯(lian)(lian)產、熱(re)(re)(re)冷(leng)聯(lian)(lian)產、電(dian)(dian)冷(leng)聯(lian)(lian)產、直(zhi)接(jie)(jie)供熱(re)(re)(re)或直(zhi)接(jie)(jie)制冷(leng)使用(yong)(yong),該系(xi)統(tong)(tong)熱(re)(re)(re)效(xiao)率極高,如果用(yong)(yong)于直(zhi)接(jie)(jie)供熱(re)(re)(re),熱(re)(re)(re)效(xiao)率可達150%,是未來(lai)能源利用(yong)(yong)的(de)主要趨(qu)勢之一。
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),能(neng)放出(chu)高(gao)溫高(gao)壓的(de)(de)(de)廢(fei)氣(qi)流,燃(ran)氣(qi)渦輪(lun)機則(ze)(ze)用燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)產生(sheng)的(de)(de)(de)熱廢(fei)氣(qi)流制(zhi)第二輪(lun)電(dian)力(li)。由于燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)中(zhong)沒(mei)有(you)燃(ran)燒過(guo)程,只是通過(guo)化(hua)學分解(jie)天然氣(qi)燃(ran)料(liao)來產生(sheng)電(dian)力(li),因此(ci)可(ke)以(yi)大(da)幅度減少污染。設備不會產生(sheng)二氧化(hua)硫,其(qi)反應產物中(zhong)的(de)(de)(de)氮(dan)氧化(hua)物含量不及天然氣(qi)發(fa)電(dian)設備的(de)(de)(de)2%,二氧化(hua)碳排(pai)放量則(ze)(ze)減少了(le)15%。而且,只要有(you)天然氣(qi)和空氣(qi)存在,燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)就(jiu)能(neng)工作(zuo)。新(xin)型發(fa)電(dian)設備的(de)(de)(de)發(fa)電(dian)功率(lv)(lv)為(wei)220千瓦(wa),能(neng)為(wei)200戶人(ren)家提供電(dian)力(li)。其(qi)發(fa)電(dian)效(xiao)率(lv)(lv)達(da)到55%,這(zhe)意(yi)味著來自天然氣(qi)燃(ran)料(liao)的(de)(de)(de)能(neng)量中(zhong)有(you)55%轉化(hua)成了(le)電(dian)能(neng),遠遠高(gao)于燃(ran)煤發(fa)電(dian)設備的(de)(de)(de)35%發(fa)電(dian)效(xiao)率(lv)(lv),也高(gao)于燃(ran)氣(qi)渦輪(lun)機50%的(de)(de)(de)發(fa)電(dian)效(xiao)率(lv)(lv)。