燃氣發電
關注創建者：鄭建文 創建時間：2015-07-06
燃氣發電的實例教程
西門子首席財務官拉爾夫-托馬斯（Ralf Thomas）在8月份的電話會議上也發出了類似信息，預計該公司的燃氣輪機業務在未來兩年“波動的市場環境”中持續下滑，燃氣輪機產能也可能進一步下滑。他還補充說，艱難的市場正在制造“價格壓力”。
總部位于美國休斯頓的西門子全球能源部門首席執行官麗莎-戴維斯表示，所有燃氣輪機制造商都感受到了壓力，她說：“在任何供應過剩和需求下降的業務中，競爭將不可避免地增加。而當競爭加劇時，我們都必須加強各種市場手段?！?燃氣輪機制造商正在努力提高發電效率，降低燃氣發電的成本。三菱日立系統公司表示，其最新的J級燃氣輪機比20世紀80年代推出的F級燃氣輪機在發電成本上要便宜30%。
全球經濟衰退的速度更是令業內人士感到震驚，尤其是美國GE公司，該公司在2017年3月的一次報告中還預計燃氣輪機市場將維持在40GW~45GW。
國際能源署曾在2011年提出的潛在“天然氣黃金時代 ”的前景，從此激發了該行業的夢想。這一論點引人注目也似乎合情合理：全球經濟的日益發展和對環保的重視，各國將發電的手段從煤電開始轉向天然氣發電，這不僅可以減少當地污染和二氧化碳排放，還可以作為可再生能源的一個重要補充和調峰手段，能夠在風能和太陽能輸出較低時提供電力。同時，由于頁巖氣開采技術的革命，北美的天然氣供應充足，而其它國家如中國也正在大力發展自己的“非常規”天然氣工業。
然而，燃氣輪機市場的發展顯然沒有按照國際能源署的劇本進行。美國以外的頁巖氣生產發展緩慢，許多電力需求不斷增長的新興經濟體依賴進口液化天然氣LNG，這是一種比煤炭貴得多的燃料。另一方面，風能和太陽能的成本下降使燃氣電廠競爭力變得岌岌可危，燃機電廠作為備用電廠的需求也并不像看上去那么明確。
展開 導讀：10月30日，美國GE公司在發布第三季度財報時表示，計劃重組發電事業部，將其分為2個部門：一個專注燃氣輪機及其售后服務業務；另一個部門則包括發電事業部的其它業務，包括汽輪機、電網解決方案，核能和電力輸送。
之前，GE公司對發電業務投入巨大，特別是2015年通過收購法國阿爾斯通電力公司。但也是從那時起，全球電力市場經歷了一次重大動蕩，對大型發電設備的需求不斷減弱，導致GE和西門子等主要制造商處境窘迫。
GE公司新任董事長兼首席執行官拉里-卡爾普(H. LAWRENCE CULP, JR.)在一次電話會議上表示：“發電業務現在都放在明面上談，過去30天我花了很多時間與羅素-斯托克斯（GE發電事業部總裁兼首席執行官）及他的團隊進行了深入的討論和調研，我們已經明白我們需要簡化業務結構。因此，今天我們宣布我們有意將發電事業部重組為兩個部門，兩個部門都直接向我匯報。第一個是統一的天然氣發電業務，主要是我們的燃氣輪機產品及其服務；第二個是汽輪機、電網解決方案，核能和電力輸送?！?GE發電業務的利潤比2017年同期下降了11%，營收為57億美元，下降了33%。
GE首席財務官Jamie Miller表示：“由于面臨嚴酷的市場挑戰，之前的市場規模是符合我們的預期的。但是，當我們進入下半年時，我們發現我們之前的預測特別是對重型燃機的銷售和執行過于樂觀。雖然我們看到了一些項目的進展，但是沒有看到預期的運營改進，并且發現了一些我們自己執行項目方面的問題?！?GE發電的燃氣輪機訂單在今年下降了45%，但在本季度增長了55%。共有21臺重型燃機訂單，包括5臺HA級重型燃機。航改燃機訂單僅2臺，比去年下降了7臺。
展開 內燃機具有發電效率高、余熱利用形式多樣化、燃料適應性強、運行靈活性強等特點。
燃氣內燃機在分布式能源領域的應用
在燃氣分布式能源領域，燃氣內燃機發電機組可以搭配不同單機容量，以多機組合、可漸進擴充發電容量，滿足分布式能源項目經濟性和投資彈性。常見燃氣內燃機分布式能源系統主要形式如下。
不可否認，燃氣內燃機NOx排放濃度較高。雖然燃氣內燃機發電機組的NOx排放水平與傳統柴油發電機組排放相比較具有明顯優勢，但與其他類型燃氣機組相比NOx排放濃度仍然較高。
燃氣輪機分布式能源優點
燃氣輪機是以連續流動的氣體為工質帶動葉輪高速旋轉，將燃料的能量轉變為有用功的內燃式動力機械，是一種旋轉葉輪式熱力發動機。燃氣輪機具有發電功率大、電壓等級高、供電半徑大；排煙溫度高、余熱利用系統簡單；排放清潔度高等優點。
燃氣輪機在分布式能源領域的應用
常見的燃氣輪機分布式能源系統主要形式如下表：
燃氣輪機低負荷運行時，效率會大幅度降低。燃氣輪機利用壓氣機進氣導葉的開度來調節空氣進氣量，調節范圍為75%-100%。當負荷小于75%時，只能通過控制燃料來控制燃氣輪機的出力。
所以燃氣輪機低負荷運行時，效率會大幅度下降，50%負荷時效率下降5%-7%，故燃氣輪機不適宜長期低負荷運行。
另外燃氣輪機發電機組宜連續不間斷運行，對于間歇運行的分布式能源項目，發電機組的頻繁啟停將直接影響設備大修間隔，同時也會影響燃氣輪機壽命。
展開 在我國有74.4%是火力發電、17.8%是水利發電、4.1%是風能發電、3.6%是核能發電。所以，火力發電還是最主要的發電方式?；痣姀S由燃燒方式不同又分：燃煤電廠和燃氣電廠。不管燃煤電廠或者燃氣電廠都是把燃燒的化學能轉化為機械能。再由機械能轉化為電能的過程。
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火力發電廠原理
01 火電廠的分類
火電廠按燃料來分為：燃煤發電廠、燃油燃氣發電廠、生物發電廠、 垃圾發電廠等 一般我國都是以燃煤發電和燃氣發電為主。這幾年為了改善環境很多地區修建了垃圾焚燒發電項目。
我們今天主要介紹燃煤發電和燃氣發電的原理。
02 燃煤電廠
燃煤電廠主要是主要是把塊狀煤粉碎然后吹入鍋爐達到充分燃燒。鍋爐加熱水變成水蒸氣再推動汽輪機轉動。汽輪機帶動發電機來實現發電。
展開 GE集團的現任首席執行官拉里-卡爾普（Larry Culp）正在努力恢復GE的利潤并削減債務，因為該公司上季度損失了228億美元，主要來自其發電部門，其信用評級降至僅高于垃圾級的三個級別?？柶照诜植?em>發電部門，整合其發電總部以降低成本。
從外部環境來看，全球市場對大型燃氣輪機的需求處于23年來的最低點，迫使GE公司和競爭對手為越來越少的訂單而更加努力，因為電力公司正在購買更多具有成本競爭力的風能和太陽能發電系統。
GE 燃氣發電事業部新任首席執行官Scott Strazik在接受采訪時表示，客戶對GE公司處理葉片問題的回應感到滿意，GE沒有計劃改變處理客戶問題的方式，或者測試燃氣輪機的方式，并指出GE公司目前的燃氣輪機測試設施是世界規模最大，最全面的測試臺。
Strazik強調道：“HA重型燃機是我們擁有的銷售最快的燃氣輪機，客戶繼續對HA有強烈的需求?！?來源：兩機動力控制
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★新能源發電及光伏儲能展區：風電、光伏太陽能、電池、儲能系統、核電、垃圾發電、燃氣發電、生物質發電、光伏組件、匯流箱、逆變器、支架配件、光伏儲能 一體機、儲能裝置、 配電機柜、能量管理系統、智能充電樁和電站建筑等。
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《石油商報》數據顯示，2022年前六個月，在新冠肺炎疫情管控、水電同比增速超20%、可再生能源發電量處于高位、天然氣供應價格較高的共同影響下，全國燃氣機組累計發電量同比下降約15%。
伍德麥肯茲認為，燃氣發電需求下降，是造成國內天然氣需求明顯下降的主要原因。除前文提到的因素外，天然氣發電空間還受到可再生能源增多的擠壓。
除航空發動機以外，飛機的輔助動力裝置(APU)、燃氣渦輪發電機組、核電廠使用的蒸汽透平和渦輪增壓器等帶高速旋轉機械都有嚴格的包容性要求。
新材料、新工藝和新技術的推廣應用，使航空發動機非包容事故的發生率不斷下降。
而一部分未反應的合成氣則作為循環氣繼續參與甲醇合成反應，其余的未反應氣經過水煤氣變換反應后與精餾單元的回收氣混合，將混合氣中的CO2捕集后，含有約88%H2的燃料氣進入燃氣輪機做功發電。
三是在特定區域和條件下，火電廠加裝 CCUS 的發電成本比燃氣電廠、可再生能源發電技術更具競爭力。
一方面，當 CCUS 技術與燃煤電廠耦合發電實現與燃氣電廠相同的排放水平時，較低的捕集率、適宜的輸送距離和方式可使燃煤發電成為比燃氣發電更具經濟性的發電技術。
CCUS 技術發展的主要障礙是部 署成本高，其顯著增加了燃煤和燃氣發電以及工業 生產過程的設備、運行和維護成本。因此，CCUS 技 術在規?；瘧弥忻媾R高昂成本的限制，如何降低 成本并推廣 CCUS 技術，是目前歐盟面臨的重要挑戰。此外，歐洲承諾投入 CCUS 的公共資金是否 最終落地、碳定價是否會保持穩定并逐步升高等也 將成為不確定的因素。
圖1：OPRA的OP16燃氣輪機發電機組
“ Fidelity Automesh 網格劃分工具 是 OPRA 的首選解決方案，因為它具有全六角和六角混合網格、自動網格劃分和直接導出到 OpenFOAM?！?Cadence 的網格劃分套件已在 OPRA 的設計和 CFD 方法中實施，如圖 2 所示。
三是在特定區域和條件下，火電廠加裝 CCUS 的發電成本比燃氣電廠、可再生能源發電技術更具競爭力。
一方面，當 CCUS 技術與燃煤電廠耦合發電實現與燃氣電廠相同的排放水平時，較低的捕集率、適宜的輸送距離和方式可使燃煤發電成為比燃氣發電更具經濟性的發電技術。
