■文／中原油田采油五厂胡启智中原油田供电管理处张振瑜“霹掩蘩囊鬟‘爨２｛鬟霎瑟鹑发鬟菇隧。霹耩续震鬻零霞鬟鬻嚣粪襞太麓鬟霎；透霎充分考虑零瓣蘑戴天鬟震纂翥霎鹃霎辇粪擒纛霪鬻。霉孳毒续发鬟露撬经港秘数鑫的发鬟，巍霞撬舔持籀囊诿萋簿豹塞慧繇壤。禳篱霹耩鬟发震囊囊；窆｛麓缝卷彝毫匆鹊发羼更耩俸鬻囊囊赫嘉羧；港净剽霜。鸯鬻的秀匆耋舂耩；裂爱囊好韵舔壤鬟护。鬈气笺虢发秀援謇终菊一鞫溪羹篓繇景囊效鬯发秀援末。蕤鸯爹囊鬈霹耩霎｛霎发震鑫黧囊鹗壤撵。燃气一蒸气联合循环兼顾了燃气轮机Ｂｒａｇｔｏｎ循环高温加热的优势和蒸汽轮机Ｒａｎｋｉｎｅ循环低温排热损失小的优点．形成了总能系统新概念．使热力循环的效率大大国外一些燃气轮机厂商已推出“先进级”燃气轮机及其联合循环。其中有美国ＧＥ的ＭＳ７００１Ｈ、ＭＳ９００１Ｈ，美国西屋的５０１ＡＴＳ．以及德国Ｓｉｅｍｅｎｓ／ｋｗｕ的Ｖ９４提高。不仅汇集燃气轮机的先进技术，在余热锅炉和汽轮机部分又吸取常规汽轮机发电的优点，例如采用三压锅炉、亚临界参数，以及蒸气再热循环等．使联合循环发电的效率大于６０％。联合循环还能电热并供、三联供、多联产等，在电力、石化、冶金等部门广泛应用。３Ａ等。这些机型简单循环的效率大于４０％。这些代表２１世纪的高新技术．主要包括：◆透平通流部分采用完善的三元流动设计：◆高温部件（喷咀和动叶）采用超级镍基、钻基高温合金和定向结晶库晶体成形材料结构，应用陶瓷耐热层：目前新的循环方式还在不断出现，女ｌ：ｌＫａｌｉｎａ循环、湿空气透平循环（ＨＡＴ）、燃料电池一燃气一蒸汽联合循环等。尽管这些技术还处于发展的初期阶段，但初步研究成果表明它具有高效率、大比功、低污染、低成本及变工况性能良好等特点．尤其是与洁净煤燃烧技术相结合时，前景十分广阔。◆高温部件采用闭式蒸气冷却。在燃气轮机热力循环工艺上也有改进。瑞士ＡＢＢ公司的ＧＴ一２４、ＧＴ一２６采用二次燃烧．德国Ｓｉｅｍｅｎｓ的Ｖ９４３Ａ采用压气机中间冷却技术。燃气轮机应用范围的扩大，将得益于包括气体、液ｏＤＸＱＸＧＸＹ２００４．伯万方数据 体．以及固体等各种不同燃料都能应用的特点。油、气是适合燃气轮机应用的优质燃料。半个世纪来，油、气在一次能源构成中的比例不断上升，石油消费量从１９５０年的２７％上升到１９９６年３９．５％，天然气的消费量从１９５０年的９．８％上升到１９９６年的２３．５％。而同期煤炭等固体燃料的消费量则从６１．５％下降到２６９％。新增发电容量中，以油、气为燃料的燃气轮机发电容量正在逐步大于以煤炭为燃料的蒸汽轮机发电容量。目前世界已探明可采石油储量２，５００亿吨左右．已采出约１．０８０亿吨（至１９９５年）剩余１，４００１ＬＩ］Ｅ（平均值），待发现６００～１，９９９亿吨。已探明天然气可采储量为１９０万亿ｍ３（平均值），已采出６０万亿ｍ３（至１９９５年），剩余可采储量为１３０万亿吖，待发现１２０万亿ｍ３。根据目前世界需求的增长趋势，石油在３５～４０年内可保持较高的供应水平。天然气在５０～６０年内可保持较高的供应水平。世界天然气资源的勘探近年来进展迅猛。１９７０年至今，天然气总储量增长了近３倍。预计天然气在２１世纪的能源中将占主导地位。天然气产量的迅速增长将大大促进燃气轮机的发展。在燃煤联合循环技术上，最受重视和比较容易呈现大型化的是整体煤气化联合循环（ＩＧＣＣ）和流化床燃煤联合循环（ＰＦＢＣ—ＣＣ．ＡＦＢＣ—ＣＣ）。ＩＧＣＣ在四个根本性技术方向上改变了常规煤发电技术的模式：（１）以煤的气化（部分氧化）代替煤的直接燃烧（完全氧化），其产物是以一氧化碳（ＣＯ）和氢气（Ｈｚ）为主的燃料气，而不是没有发热值的烟气；（２）以燃气轮机发电为主，并配置蒸汽轮机的联合循环代替常规蒸汽轮机的简单朗肯循环，因而大大提高了效率：（３）将煤转化过程中的污染物（固体粉尘、ＳＯｘ、Ｎ０ｘ、碱金属等）在完全燃烧前就清除掉，而不是在燃烧之后净化大量的烟气；（４）煤制气副产品可以用于生产化工产品（如甲醇、尿素、醋酸等）。ＩＧＣＣ可以扩展成为以煤为原料的综合性电力和化工生产系统，真正实现了煤的高效率、低污染、高效益的利用。据美国电力研究所（ＥＰＲＩ）统计，世界上正在筹建或建成的ＩＧＣＣ电厂达５０多座．分布在欧美、东亚等世界各地。ＰＦＢＣ—ＣＣ是以蒸汽循环为主的燃煤联合循环，为另一种清洁的燃煤技术．它与常压流化床相比，系统更加万 方数据紧凑，易于大型化．现已由第一代发展到第二代，效率进一步提高．烟气高温净化和透平叶片腐蚀等技术难题也逐渐得以解决。ＩＧＣＣ、ＰＦＢＣ等燃煤联合循环的效率和低排放污染都明显优于常规的燃煤蒸汽轮机发电。目前仅是因为其商业化运行时间短尚缺乏经验，以及由于批量不大而造成的制造成本昂贵，使发展受到限制。可预计２１世纪随大批商业化应用后，在效率、环保，造价和成本诸方面都会显现出优势．可得到推广应用。正处于研究阶段的燃煤联合循环还有整体煤气化湿空气透平循环（ＩＧＨＡＴ），整体煤气化燃料电池联合循环ＩＧＣＣ－－ＣＣ．以及外燃式燃煤联合循环（ＩＦＣ），直接烧煤粉（或水煤浆）联合循环，磁流体发电联合循环（ＭＨＤＩＣＣ）等。这些技术成功后期望得到更高的效率（４０％～７０％），但是当前还处在研究阶段，尚存在造价较高，寿命和可靠性有待提高等问题，需要继续示范和检验。对于大规模的电力生产，降低环境污染，优化生态环境是突出的问题。其中最重要的一项是对Ｃ０２、Ｓ０２、ＮＯｘ等温室气体排放的控制。现代人们意识到严重排放污染物对生存空间严重危害，温室气体排放的控制指标越来越严格。显然提高能源效率是控制温室气体排放最优先的选择。联合循环发电装置效率己达到５６—５８％，居所有发电机组之首。即使超超临界的汽轮发电装置（参数：４８Ｍｐａ／５６０。Ｃ／５６０。Ｃ／５９３。Ｃ）效率也只能达到４５％左右。在同样的发电量下，联合循环消耗的燃料热当量以及有害气体的排放量只是汽轮发电的２／３—３／４。此外，对于选用优质燃料的特定条件下，燃气轮机十分注重低ＮＯｘ排放的燃烧技术。在燃烧区注入一定比例的水或蒸汽，以降低燃烧火焰温度．ＮＯｘ的排放可白１４０～２２０ｐｐｍ降低至２５～４２ｐｐｍ。在“先进级”联合循环机组上，ＧＥ和Ｓｉｅｍｅｎｓ采用予混贫油燃料燃烧（ＤＬＦ）．西屋采用催化还原（ＳＣＲ），ＮＯｘ控制可达到９ｐｐｍ以下。瑞士ＡＢＢ采用二级燃烧，其最高燃烧温度比常规的单级燃烧室要低得多，也可控制ＮＯｘ的排放量。遵２００４．１０Ｄ／Ｑ／Ｇ／Ｙｏ可持续发展的燃气轮机发电技术
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
胡启智， 张振瑜
胡启智(中原油田采油五厂)， 张振瑜(中原油田供电管理处)电器工业
CHINA ELECTRICAL EQUIPMENT INDUSTRY2004(10)
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