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燃气轮机寻求60％以上的热能效

http://cn.newmaker.com 12/29/2008 9:07:00 AM 佳工机电网

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展厅 1	发电站设备展厅电力锅炉, 汽轮机, 水轮机, 燃气轮机, 核电设备...

在当今这个高度关注能源消耗的时代，已有的节能电机的热效率最高可以达到96%，电力驱动器可以达到95%，许多家电和消费类设备的效率也在日益提升。那么，到底是什么使得60%的热效率能够如此稀奇呢？

如果是说发电那情况就大不相同了。即使是采用了最好的工程技术，能量转换所涉及的复杂的燃烧和液体流动过程也会限制热效率。例如，一个典型的轻水反应堆核电站的热效率为35%左右，而一个现代化的燃煤发电厂的超临界锅炉最高也只能达到44%。

然而，有一种能量技术一直在推动效率水平不断地迈上新的台阶，那就是燃气轮机。这些体积庞大并且安装在地面上（固定）的涡轮机的输出热功率动辄几百兆瓦（MW），其无论在设计和材料上，还是在冷却技术上都已经领先于它们那些飞在天上的航空燃气轮机兄弟们。最新的涡轮机提供的热效率在40%以上，其中一款新的型号据报道可以达到46%。

而这些数字只是就单一循环运作而言的，在这种情况下涡轮排气余热并没有被进一步地利用。真正的优势来自于在联合循环发电厂中将排气余热重新输入到标准蒸汽轮机中加以利用。这样的话，新一代的燃气涡轮机就可以将整体热效率提升到60%以上。

欧洲成为领跑者

在众多的固定式燃气轮机供应商当中，两家制造商的产品尤其值得关注。通用电气能源集团（GE Energy）在位于英国南威尔士的Baglan Bay发电厂安装了其第一套H系统（燃气-蒸汽联合循环机组）。该电厂于2003年投入商业运营，迄今为止已经累计运行了3万多个小时。据通用电气称，目前它的运行功率为480MW，并且还有提升的空间。

通用电气公司还有其他五台H系统机组目前正处在不同的实施阶段：其中三台在日本东京电力公司（TEPCO）的富津热电站。这些50赫兹机组中第一台已于2007年12月开始点火，并预计在2008年夏末投入运行。H系统在东京电力公司中的第2和第3台机组预定于2010年年中投入运行。

通用电气公司在美国的第一台H级机组，也是第一台60赫兹机组，于2006年在位于加利福尼亚州Riverside郡的天然气联合循环发电厂Inland Empire Energy Center安装。这个发电厂由两套通用电气H系统构成，其最大的净额定输出电力为775MW，主要面向家庭和商业用户。Inland的这两个机组预计将于今年夏季晚些时候开始入网发电。

与此同时，西门子发电集团（Siemens Power Generation）也正在积极推进其H级SGT5-8000H机组尽快投入商业运营。这款机组被安装在位于德国Ingolstadt附近的Irsching 4天然气发电厂，并于2007年12月进行了第一次点火。西门子公司的新一代燃气涡轮机总监Phillip Ratliff表示，该机组将于2008年3月进行第一次并网发电，并从2008年4月开始进行满负荷测试（单一循环模式）。

西门子公司的50赫兹机组的输出功率为340MW，但是在最终的联合循环运行环境中其设计功率可以达到530MW，预计效率可以达到60%以上。Ratliff说：“在对第一个设计进行了深入论证之后，目前他们正在开发60赫兹机组。”

对于SGT5-8000H机组的反复测试和论证项目将一直持续到2009年年中。然后，该联合循环发电厂的扩建将在该项目的第2期开始，并将于2011年中期移交给该电厂的运营商，德国E. ON公司。

对于燃气轮机发电领域来说，未来几年的前景十分值得期待。

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