天然气发电机组效率(燃气发电机组效率)

鑫锐电气 2023-01-20 12:04 编辑:admin 292阅读

1. 燃气发电机组效率

目前,天然气发电已作为一项新兴技术产业得到迅速发展,并且在多个领域得到推广应用,同时也带动了燃气轮机和燃气发动机等燃气动力设备及其所需润滑油的发展。天然气发电受到越来越多青睐,根本原因在于其自身存在的优势。

1.环境保护性能好。天然气中主要成分是CH4,作为一种优质清洁能源用于发电,烟气中CO2的排放量也会大大减少,二氧化碳排放量约为燃煤电厂的42%。由于天然气中不含硫,因此SO2的排放量基本为0。对污染物NOx排放方面,由于新型燃气轮机采用干式低NOx燃烧技术,氮氧化物排放量则不到燃煤电厂的20%,可明显减轻日益严重的环保压力。

2.有利于优化和调整能源结构。目前我国发电主要依赖于煤炭、水力资源,燃机比重很低,尚处于起步阶段。到2020年,天然气在一次能源消费中的比重提高到10%以上,城镇居民基本用上天然气,可见我国调整能源结构的决心之大。

3.有利于电网安全经济运行。天然气电厂,机组启停快,负荷适应性强,运行灵活。燃机联合循环电厂既可带基本负荷,也可以两班制运行,作为电网调峰机组,有助于改善电网的安全性。

4.缓解厂址资源日趋匮乏的矛盾。东南沿海地区尤其是华东地区的上海、江苏南部地区燃煤电厂选址工作愈发困难;北方地区受环保和水资源等的制约,电站选址工作也越来越困难。燃气电站对厂址外部条件的要求相对比较宽松,占地面积仅为一般电厂的一半,用水量仅为1/3不到,环保贡献量等方面均比燃煤电站小得多,这就为这些地区尤其是负荷中心地区增加厂址资源和改善电力布局提供了有利的条件。

5.造价低、工期短。工程造价一般为燃煤电厂的1/3,工期仅需15-20个月。利用天然气发电对于环境保护具有突出的贡献,其主要表现在以下几个方面:占地面积小,一般可谓燃煤电厂的10%-30%;耗水量小,一般仅为燃煤电厂的1/3;不需要为环保而追加新的投资。按照国际标准,大型联合循环电厂的工程总包交钥匙的单位千瓦造价为300-500美元,结合国内北京、江苏、广西等燃气电站投资估算情况,天然气电站的单位动态投资4300元/kW左右。

2. 燃气涡轮发电机效率

燃气轮机(Gas Turbine)是一种以连续流动的气体作为工质、把热能转换为机械功的旋转式动力机械。

1.燃气轮机的工作过程是,压气机(即压缩机)连续地从大气中吸入空气并将其压缩;压缩后的空气进入燃烧室,与喷入的燃料混合后燃烧,成为高温燃气,随即流入燃气涡轮中膨胀做功,推动涡轮叶轮带着压气机叶轮一起旋转;加热后的高温燃气的做功能力显著提高,因而燃气涡轮在带动压气机的同时,尚有余功作为燃气轮机的输出机械功。燃气轮机由静止起动时,需用起动机带着旋转,待加速到能独立运行后,起动机才脱开。

2. 燃气轮机的工作过程是最简单的,称为简单循环;此外,还有回热循环和复杂循环。燃气轮机的工质来自大气,最后又排至大气,是开式循环;此外,还有工质被封闭循环使用的闭式循环。燃气轮机与其他热机相结合的称为复合循环装置。

3. 燃气初温和压气机的压缩比,是影响燃气轮机效率的两个主要因素。提高燃气初温,并相应提高压缩比,可使燃气轮机效率显著提高。70年代末,压缩比最高达到31;工业和船用燃气轮机的燃气初温最高达1200℃左右,航空燃气轮机的超过1350℃。

通过对燃气轮机的定义和工作原理的详细介绍,让我们从理论知识上对燃气轮机有了更深入的了解和认识。

3. 燃气轮机 发电效率

一般燃气发电机组采用往复活塞式内燃机效率最高,国外颜巴赫、瓦克夏等品牌发电效率一般在38-40%,国产品牌宾士动力一般在35-38%。采用燃气轮机发电,一般一次燃烧带动燃气轮机发电的效率为28-30%;二次蒸汽发电效率在15-20%。

4. 燃气发电机组效率要求

67万千瓦

华电广州增城燃机项目建设了2套67万千瓦的燃气—蒸汽联合循环机组,年发电量达43.84亿千瓦时,通过输入天然气,生产电力、工业用蒸汽、冷源、热水等产品,综合能源利用效率可达80.5%。同时,每年可减少烟尘排放1437吨、减少二氧化硫排放2230吨,较同容量燃煤电厂每年减少55%的二氧化碳排放量。

5. 燃气轮机发电机组效率

目前单循环在32%-40%之间,联合循环在52-60%之间。依据透平前温度不同,热效率有所不同,透平前温度越高,热效率越高。 E级(透平前温度1200摄氏度等级),单循环在34%左右,联合循环在53%左右; F级(透平前温度1400摄氏度等级),单循环在38%左右,联合循环在57%左右; G(H)级(透平前温度1550摄氏度等级),单循环在40%左右,联合循环在60%左右;

6. 燃煤发电机组效率最高

煤炭和石油一样都是化石能源,我国化石资源分布是多煤少油,因此更广泛的应用煤炭对我们国家尤为重要。下面简图可以回答这个问题。

图中看出,火电厂、钢铁厂、传统煤化工厂、新型煤化工厂是煤炭需求企业。其中,火电厂占我国煤炭消费总量的百分之五十以上,钢铁厂占近百分之二十,新型煤化工目前占比还较低,但增速较高。我国煤炭消费结构总体趋势是,火电厂、钢铁行业占比下降,煤化工(包括煤制能源)占比上升。

我国煤炭生产和煤炭消费结构是国家能源战略所决定,特别是和国家石油安全密切相关的。2018年我国石油对外依存度已达到70%,我们知道国外很多国家石油对外依存度都在100%,但对于我们这样一个人口众多、外部环境复杂的国家,过高的石油对外依存度对国家安全是不利的。因此,我国同时走两条路径来应对,一是继续提高总发电量-发展新能源汽车(特别是纯电动汽车)-减少石油的能源需求量;二是发展新型煤化工-提供煤制油(气)、提供化工合成原料-减少石油的能源需求和化工原料需求。

但是,我国发电总量已位居世界第一、独占全球的四分之一,相当于美国、俄罗斯、日本三国之和。为应对全球气候变暖问题,履行减排承诺,为满足国家能源安全战略需要,可以说也是两条腿走路来继续提高发电量,一是大力发展能源结构多元化,大力发展水电、风电、光伏发电、核电等清洁能源;2018年,可再生资源发电装机占全部电力装机的百分之三十八,发电量占全部发电量的百分之二十七,水、风、光伏发电装机规模稳居世界首位;核电技术也已从引进走向自主开发、核电建设从国内走向国际市场。二是提高火力发电效率,增加发电减少煤耗和控制排放,在这方面我们也走到了世界前列,比如,国电泰州电厂建设了世界首台百万千瓦级超超临界二次再热燃煤电厂机组,发电效率达47.82%,高于世界最高水平,煤耗低于世界最低水平。

我们每个家庭、每个人都有义务,建立节能意识、养成节能习惯。

7. 燃气发电机组效率计算公式

热效率的计算方法是有效输出的能量除以输入的能量,乘以百分之百。

热效率的含义是:对于特定热能转换装置,其有效输出的能量与输入的能量之比,是无量纲指标,一般用百分比表示。常见的有发电装置、锅炉装置、发动机装置等,有以下三种定义方法:发电效率,装置效率,循环效率。在锅炉中,一般不将鼓风机、引风机、炉排运动等小号的能量计入输入能量,而是单独计算和衡量。

发动机中转变为机械功的热量与所消耗的热量的比值。发动机的热效率分为指示热效以及有效热效率两种。指示热效率是指发动机实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值。有效热效率是指实际循环的有效功与所消耗的热量的比值,是衡量发动机经济性能的重要指标。