论燃气轮机发电站的发电成本问题
Study on the Cost of Electricity of Gas Turbine Power Plant
焦树建
Jiao Shujian
(清华大学)
（Qinghua Universite）
[摘要] 用等额支付折算法和年限平均法分别来估算燃气轮机及其联合循环的发电成本，并预估各种主要因素对发电成本的影响关系。在此基础上进一步讨论经济性的影响。
[关键词] 燃气轮机发电成本测算
Abstract:In this paper ,Cost of Electricity(COE) of gas turbine power plant was estimated separately by two methods , Conversion method of egua method of life limitation, and some important factors affecting on COE were valued , then,effect of variation in fuels used in gas turbin detail.
Key Words: Gas Turbine Cost of Electricity Estimation
0 前言
一般来说，发电站的经济评价方法已经是非常完备和成熟了，就其评价的实质而言，就是为了估算出发电成本和上网电价这两个经济指标而已。通常之间的差额可以在财务评价中，用来进行盈利能力分析和清偿能力分析，即计算财务内部收益率、投资回收期。借款偿还期、投资利润率、投资利税率和净当发电成本己定时，为了满足内部收益率、投资回收期、借款偿还期等这些评价指标的要求，必然对应地有一个最低的上网电价。因而在电站的经济评价中
所在。
本文就燃气轮机发电站的经济评价中发电成本的估算，各种因素的影响程度，特别是在燃用不同燃料时发电成本的变化进行了探讨，它将有助于人们弄清降低发电成本的主要方向。
1 估算燃气轮机发电站发电成本的简化方法[1]
就发电站而言，发电成本是由以下三部分组成的，即：（1）总投资费用的折旧成本（COD）；（2）燃料成本（COF）；（3）运行维护成本（COM）。1．1如文献[1]所述，目前有两种计算总投资费用折旧成本的方法，它们是：（1）国外广泛采用的等额支付折算法；（2）我国普遍采用的年限平均折算法。
按等额支付折算法计算的折旧成本可写为：
COD1=TCR×￠ / P×τ（1-S）= SIC ×￠ /τ（1-S）（元/MWh） <1>
式中TCR——电站总投资费用的动态现值，其中包括建设期内的贷款利息和价差预备费等，元；
P——电站的净功率，MW；
τ——发电设备的年运行利用小时数，h；
s——发电机终端到售电结算点之间的线损率，一般取3％～7％，倘若售电结算点以电站的围墙为界，则S≈0％～0．5％；
SIC=TCR/P——相对于电站净功率折算的动态比投资费用，元／MW；
￠=i / 1-(1+i)ˉa——资金回收系数
式中 i——贴现率，国外一般取i=10％，我国以往取作12％；
a——电站的经济使用寿命，也就是电站的折旧年限，国外一般取a＝25～30年，我国取20～30年。
按年限平均折算法计算的折旧成本可写为：
COD2=TCR / P ×τ× （1-S）×a=SIC / τ×a×（1-S）（元/MWh） <2>
显然，COD1＝COD2×a×￠ <3>
即：国外按等额支付折算法计得的折旧成本COD1要比我国按年限平均折算法计得的折旧成本COD2大a×￠倍。
由式<1>和<2>可知：为了降低发电成本中的折旧成本，应力求减少电站的动态比投资费用SIC和线损率S，同时应尽量增长发电设备的年利用时数τ由于式<1>和<2>中没有考虑电站设备折旧后的残值，因而计算获得的折旧成本会略高一些。
1．2燃料成本可以按下式计之：
COF=3.6×CF(1)/ēN（1-S）（元/MWh）<4>
或
COF=3600×CF(2)/ēN（1-S）×Qad（元/MWh）<5>
式中CF(1)——以元／GJ单位表示的燃料价格；
CF(2)——以元／t单位表示的燃料价格。
显然，
CF(1)=CF(2)×103/Qad （元/GJ）<6>
式中
Qad——燃料的低位发热量， KJ／kg
ē
N——机组每年的平均净效率
由此可见，为了降低发电成本中的燃料成本，应力求降低燃料的价格，即尽可能选用劣质燃料，如渣油、重油和高炉煤气等，同时应提高机组的净效率，即1．3运行维护成本(COM)
运行维护成本与每年内电站所耗的水费、材料费、职工工资与福利基金，大修基金、流动资金的贷款利息和其他费用等有关。但据统计，这项成本国外，当折旧成本按等额支付折算法计算时，
COM1≈（9％～12％）COE1元／MWh <7>
但在我国当折旧成本按年限平均折算法计算时，由于COD2和COE2的减小,COM2在COE2中所占的份额将略有增大，即
COM2＝（11.47％～15．36％） COE2 元／MWh <8>
1．4计算燃气轮机及其联合循环电站发电成本的简化公式：
COE=COD+COF+COM <9>
即：（1）按等额支付折算法计算折旧成本时
COE1 =（1．099～1.136)[SIC×￠/τ× （1-S） + 3.6 ×CF(1)/ēN（1-S）]元／MWh<10>
或
COE1 ＝（1．099～1.136)[SIC×￠/τ× （1-S） + 3.6 ×CF(1)/ēN（1-S）Qad]
元／MWh<11>
（2）按年限平均折算法计算折旧成本时
COE2=(1.130～1.182)[SIC/τ×a × （1-S） + 3.6 ×CF(1)/ēN（1-S）]元／MWh
<12>
或
COE2=(1.130～1.182)[SIC/τ×a × （1-S） + 3600 ×CF(2)/ēN（1-S）Qad] 元／MWh<13>
1．5发电成本敏感性分析
当我们对以上诸式作偏微分处理后，就可以对影响电站发电成本的主要因素进行敏感性分析，由此可得：
ρCOE
1=d COE
1
/COE
1
=(1.099～1.136)×SIC×￠(ρSIC+ρ￠-ρτ)/τ(1-S)×COE1-3.6×(1.099
～1.136)CF(1)ρēN/ēN(1-S)×COE1+3.6(1.099～1.136)×CF(1)ρCF(1)/ēN(1-S)×COE1
-S{(1.099～1.136)×SIC×￠/τ+3.6×[(1.099～1.136) ×CF(1)]/ēN }ρS/(1-S)2×COE1
=A SIC1ρSIC+A￠ρ￠+Aτ1ρτ+AēN1ρēN+A CF(1)1ρCF(1)+A S1ρS <14>
d￠={1/1-(1+i)ˉa -ia/[1-(1+i)ˉa]2(1+i)(1+i)a}di-
iln(1+i)da/[1-(1+i)ˉa]2(1+i)a
而
ρCOE
2=d COE
2
/COE
2
=(1.130～1.182)×SIC(ρSIC-ρa-ρτ)/a×τ(1-S)×COE2-3.6 ×(1.130
～1.182)CF(1)ρēN/ēN(1-S)×COE2+3.6(1.130～1.182)×CF(1)ρCF(1)/ēN(1-S)×COE2
提高垃圾焚烧发电厂热效率的措施 重庆三峰卡万塔环境产业有限公司刘思明郑雪艳 摘要：本文以国内某垃圾焚烧发电厂为研究对象，结合实际分析了影响垃圾焚烧发电厂热效率的主要因素；并结合运行经验，提出了提高垃圾焚烧发电厂热效率的措施及改造方案。 0概述 焚烧可减少垃圾量80%以上，这种方式能实现垃圾无害化处理，减少填埋用地；焚烧产生的热量可以加以回收利用来供热、发电等，达到回收利用资源的目的；更能为企业带来很好的经济效益。目前，国内很多城市如深圳、上海、重庆、广州、成都等都已经采用垃圾焚烧发电方式来解决城市生活垃圾处理问题。很多大型的垃圾焚烧发电厂已经初步实现了环保、社会和经济的“三赢”，成为垃圾焚烧发电的成功典范，加快了我国生活垃圾处理实现“三化”的进程。本文以国内某大型垃圾焚烧发电厂为研究对象，针对设计及运行调整中存在的一些问题，对影响热效率的因素、提高热效率的方法进行研究与探讨，以期为垃圾焚烧发电厂热效率的提高提供有意义的指导。 1热效率的主要影响因素 热效率的影响因素概述 焚烧锅炉的效率 在垃圾焚烧锅炉中，将垃圾中的化学能转换为蒸汽中的热能，其能量转换效率(以1η表示)即焚烧锅炉效率，比现代火电厂锅炉效率低得多。b a 111ηηη?=，其中a 1η为燃烧效率，即化学能转换为烟气中热能的百分比；b 1η为热能回收效率，即烟气中热能转换为蒸汽中热能的百分比。我们对某垃圾电厂和某火电厂锅炉的效率进行了比较，结果如表1所示。 表1现代垃圾电厂与现火电厂锅炉效率的比较
造成垃圾焚烧锅炉效率低下的原因有：1）城市生活垃圾的高水分、低热值；2）焚烧锅炉热功率相对较小，蒸发量一般不会超过100t/h ，出于经济原因，能量回收措施有局限性； 3）垃圾焚烧后烟气中含灰尘及各种复杂成份，带来燃烧室内热回收的局限性。4）为了确保烟气净化处理系统的进口烟气温度满足要求，设计时考虑垃圾焚烧锅炉排烟温度一般为220℃左右，大大高于火电厂锅炉排烟温度。也就是说为了环保效益牺牲了垃圾焚烧锅炉的经济效益。 蒸汽参数的影响 垃圾焚烧锅炉生产的蒸汽其参数偏低，原因如下：1）焚烧锅炉的热功率较小，在同容量的小型火电厂中也同样不会应用高压蒸汽参数；2）焚烧锅炉燃烧气体中含有的氯化物盐类会引起过热器的高温腐蚀。在欧洲与美国，过热器管材应用低合金钢与高镍合金，蒸汽参数一般不超过，450℃。 1.1.3给水回热系统热效率的影响 汽轮机组的给水回热系统既是汽轮机热力系统的基础,该系统的性能直接影响到机组的安全和经济性，对全厂的热经济性也起着决定性的作用。因此，在实际的运行过程中，要保证该系统处于良好的工作状态。 1.1.4厂用电率的影响 垃圾焚烧发电由于其特殊性，厂用电率较高，约为17%～25%，其原因为：1）垃圾焚烧发电厂容量小、蒸汽参数低；2）系统复杂，辅机数量及耗电量增加。垃圾输送储存及炉排驱动系统能耗较大；同时，因垃圾焚烧产生的烟气中有害成分较多，需要有烟气净化处理系统等，增加了辅机，并导致引风机功率增加。 同样，我们对上述两个发电厂进行比较，结果如表2所示，蒸汽热能转换为发电电能的效率用2η表示；发电电能转换为供电电能的效率用3η，3η=1-厂用电率；发电效率21ηηη?=发；供电效率321ηηηη??=供。 表2现代垃圾电厂与现代火电厂全厂效率的比较
垃圾焚烧发电厂经济技术指标 1、发电量 是指电厂在报告期内生产的电能量。 电量基本计量单位为“千瓦小时”,简称“kW.h”；计算公式为： 某发电机组日发电量 = （该机组发电机端电能表当日24点读数—该电能表上日24点读数）×该电能表倍率 全厂报告期 发电量 = （发电机机组报告期末24点电能表读数—该电能表上期末24点读数）×该电能表倍率 2、电厂上网电量 是指该电厂在报告期内生产的电能产品中用于输送给电网的电量。即厂、网间协议规定的电厂并网点各计量关口表计抄见电量之和。它是厂、网间电费结算的依据。计算公式如下： 电厂上网电量=∑（电厂并网处关口表计量点电能表抄见电量）。 3、垃圾入厂量 是指垃圾焚烧发电厂在报告期内垃圾进厂总量，以每辆垃圾车在地磅计量为准，分日、月、年入厂垃圾量。单位：吨；计算公式如下： 垃圾入厂量 = ∑（每车次垃圾进入垃圾仓量）。 4、垃圾处理量 是指垃圾焚烧发电厂在报告期内进入每台焚烧锅炉所处理垃圾量总和。分日、月、年入厂垃圾量，单位：吨；计算公式如下： 垃圾处理量=∑（进入锅炉燃烧的垃圾量），以垃圾吊称重计量∑为准。 5、垃圾焚烧厂用电量 是指垃圾焚烧发电厂在报告期内垃圾焚烧处理过程中所消耗的电量:专指从生活垃圾进厂计量开始到烟气达标排放，以及余热发电并网。用以评价处理垃圾的直接电成本。因不同厂的边界不一，为方便统一评价，不含原水取水用电、渗滤液处理厂用电、飞灰固化用电以及炉渣综合利用用电。分班、日、月、年焚烧厂用电量。单位：千瓦时、万千万时； 计算公式如下： 焚烧厂用电量=∑（所有厂用变电量总和+∑高压辅机电量）。 6、各子系统厂用电量 （1）渗滤液处理厂用电量 是指垃圾焚烧发电厂在报告期内处理渗滤液（指标达到国家排放标准）所消耗的电量。单位：千瓦时； 计算公式如下： 渗滤液处理厂用电量=∑（渗滤液处理车间电量表读数差值×倍率）。（2）飞灰固化厂用电量（同上）（3）炉渣综合利用厂用电量（同上）（4）取水厂用电量（同上）。 7、生活、行政办公用电量 是指垃圾焚烧发电厂在报告期内非生产区域的生活、办公、食堂等生活设施的用电量。单位：千瓦时； 计算公式如下： 生活、行政办公用电量=∑（非生产区域的生活+办公+食堂等处消耗电量之和（以电表读数为准）。 8、综合厂用电量 是指垃圾焚烧发电厂在报告期内正常运营生产、生活、办公等所需电量（含线路损耗电
燃气轮机产品及技术发展介绍 1.以下不属于燃烧技术领域的是： （3.0分） A.低排放 B.燃料适应性 C.热声分析 D.喘振分析 我的答案：D√答对 2.不属于燃气轮机长期服务的工作是：（ 3.0分） A.无损检测 B.叶片修换 C.寿命延长 D.性能试验 我的答案：D√答对 3.以下不属于透平叶片冷却方式的是：（3.0分） A.气膜冷却 B.蒸发冷却 C.冲击冷却 D.对流冷却 我的答案：B√答对
4.以下不属于中心拉杆转子的结构是：（3.0分） A.轮盘 B.中心拉杆 C.周向拉杆 D.赫兹齿 我的答案：C√答对 5.将空气进行压缩的燃气轮机部件是：（3.0分） A.燃烧室 B.透平 C.压气机 D.支撑 我的答案：C√答对 6.AE94.3A燃气轮机的单机功率是：（3.0分） A.943MW B.368MW C.325MW D.78MW 我的答案：C√答对 7.上海电气燃机总装车间投产年份是：（3.0分） A.1983年
B.2003年 C.2015年 D.2005年 我的答案：D√答对 8.用于对燃气轮机入口空气进行过滤的辅助系统是：（3.0分） A.气动模块 B.进气系统 C.排气系统 D.燃料系统 我的答案：B√答对 9.目前上海电气的主要燃气轮机合作伙伴是：（3.0分） A.安萨尔多 B.西门子 C.通用电气 D.西屋 我的答案：A√答对 10.属于二次空气冷却系统的主要功能的是：（3.0分） A.冷却透平叶片 B.冷却压气机叶片 C.提高压气机流量
D.提高燃烧温度 我的答案：A√答对 1.以下属于透平叶片的材料的是：（4.0分）） A.镍基合金 B.球墨铸铁 C.钴基合金 D.不锈钢 我的答案：ABD×答错 2.属于轴系动力学分析的内容有：（4.0分）） A.横振分析 B.扭振分析 C.燃烧调整 D.熔模铸造 我的答案：AB√答对 3.属于联合循环热力优化手段的有：（ 4.0分）） A.进气冷却 B.抽汽配置 C.控制保护 D.余热利用 我的答案：ABCD×答错
垃圾发电厂焚烧系统和主要设备的选用 摘要：对垃圾焚烧发电厂设计中主要设备与系统的选用进行了讨论，主要设备为焚烧锅炉与汽轮机，主要系统为垃圾进料与前处理系统、烟气净化系统等。最后，给出了本类电厂目前的发电效率与供电效率的水平。 关键词：垃圾焚烧；发电厂设计；主要设备；选用 1概述 随着经济迅速发展，人民生活水平的提高，城市生活垃圾量增长迅速，我国每年以6%～8%的速度增长2000年全国城市垃圾产出量达14亿t。因此，如何有效地对城市生活垃圾进行净化处理，己成为人们广泛关注的问题。 用焚烧方式并回收其中能量的垃圾处理技术在近20年得到了迅速发展，美国、欧洲、日本等发达国家己开始大量应用，并产生了良好的环保效益与经济效益。焚烧垃圾，回收能源，以实现城市生活垃圾的减容化、无害化和资源化，被认为是我国处理城市生活垃圾的一个重要方向。 城市生活垃圾焚烧发电厂由于有自己的特点，发电效率比现代化火电厂低得多，本文对其主要设备（焚烧锅炉、汽轮机）及主要系统（垃圾进料及前处理系统、烟气净化系统）的选用进行讨论，做到在避免和控制二次污染的前提下，在技术和经济可行的情况下，提高发电效率。 2焚烧锅炉的选用 焚烧锅炉包括焚烧炉及余热锅炉两大部分。按我国生活垃圾焚烧污染控制标准（GWKB3-2000）要求：垃圾应在焚烧炉内充分燃烧，烟气在后燃室应在不低于850℃的条件下停留不少于2s。 2.1选型 目前，适合我国高水分、低热值城市生活垃圾并经过运行考验的焚烧锅炉有引进三菱重工技术的炉排式焚烧锅炉和浙江大学开发的异重循环流化床焚烧锅炉。前者1997年己在深圳投入运行，日处理垃圾150t，但设备为部分国产化，价格昂贵，垃圾能源化利用程度不高。后者1998年8月在杭州余杭锦江热电有限公司建成投产，蒸发量35t/h，日处理垃圾150t，最大日处理超过216t，应用与煤助燃方式，运行一直稳定。浙江省电力设计院设计的山东菏泽、杭州乔司等垃圾焚烧发电厂均采用后者。 2.2容量 作为垃圾发电产业的首批电厂，焚烧锅炉蒸发量采用与示范电厂一样为35t/h。在流化床焚烧锅炉中垃圾焚烧处理采用与煤助燃方式，这样有利于燃烧稳定，提高了炉内燃烧温度从而可降低有害排放，并有利于蒸汽参数的提高。目前由浙江大学和杭州锅炉厂共同研制生产的异重循环流化床垃圾焚烧锅炉单炉垃圾处理量为200t/d，辅助燃煤与垃圾量重量比为3:7；在相同的蒸发量（35t/h）下，今后单炉垃圾处理量可提高为300t/d，此时辅助燃煤与垃圾量重量比为2:8。 2.3蒸汽参数 垃圾焚烧锅炉生产的蒸汽其参数偏低，原因如下：（1）焚烧锅炉的热功率较小，在同容量的小型火电厂中也同样不会应用高压蒸汽参数；（2）焚烧锅炉燃烧气体中含有的氯化物盐类会引起过热器的高温腐蚀。在日本通常将焚烧锅炉的蒸汽参数设计为2.94MPa，300℃以下；在欧洲与美国，过热器管材应用低合金钢与高镍合金，蒸汽参数一般不超过4.5MPa，450℃。深圳市政环卫综合处理厂[1]是我国第一家采用焚烧工艺处理城市生活垃圾并用其热能进行发电与供热的工厂，安装进口的2台日本三菱重工炉排式焚烧锅炉，每台可供1.6MPa饱和蒸汽12t/h，后经技改后，每台可供1.4MPa，350℃过热蒸汽10.7t/h。同一工厂的3号焚烧
燃气轮机热电联产（发电）案例介绍-焦炉煤气应用 1 案例背景 焦化厂在炼焦过程中伴生大量的焦炉煤气，除生产工艺消耗大约一半之外，还富余大量焦炉煤气。随着焦化行业的竞争越来越激烈，企业的利润空间不断被压缩，甚至面临关停和破产的危险，因此焦炉煤气的利用成为企业的关注重点。目前焦炉煤气的利用方式主要有直接卖气，制甲醇，制天然气以及发电等。 焦化厂化产工艺需要蒸汽，利用焦炉煤气作为燃料，采用燃气轮机热电联产（发电）方式，满足企业用电和蒸汽需求，降低企业能耗并改善当地环境，从而提升企业的竞争力。相比其他方式，这种方式受外界的影响最小，技术也非常成熟，同时也可避免企业因限电而影响正常生产。 美国索拉燃机是全球中小型工业燃机的行业领导者，一直致力于应用中低热值燃料燃气轮机的研发，并已成功研制开发出可应用焦炉煤气的燃气轮机，并在中国已销售33台，其中16台已建成投产，最早的一台于2006年4月投产，目前运行良好。 相比其他发电方式，焦炉煤气燃气轮机热电联产（发电）的系统效率更高，简单可靠，应用灵活，节能环保，部分地区可享受国家政策鼓励，以下是以年产110万吨冶金焦的焦化企业应用燃气轮机热电联产（发电）的典型案例介绍。 1.1 现场条件(以河南为例) 海拔高度220m 设计大气温度14℃ 设计大气压力101.3Kpa 设计大气相对湿度60% 1.2 燃料 以焦炉煤气为燃料 燃气热值：4170 KCal/Nm3 燃气压力：0.005Mpa(假设) 1.3 热电负荷及运行时数 最大蒸汽流量：50t/hr 蒸汽压力： 1.0 Mpa 蒸汽温度：185.5℃ 年供热时间：8200小时 年运行时数：8200小时/年 2 方案 燃气轮机热电联产系统一般根据以热定电的原则进行设计和设备选择，该项目选用2台索拉公司大力神130(TITAN 130)燃气轮机，配2台余热锅炉，三台燃气压缩机（2用1备），一台抽凝式汽轮机发电机组，整个系统可布置在简易
国内外燃气轮机发电技术的进展与前景 1前言 随着社会生产力水平的不断提高和经济的迅速增长，对于能源的需求也在快速增长。目前，世界火电站汽轮机长期占统治地位的局面已开始动摇，“大型电站以联合机组为主，中、小型机组以热电并供居多”已是许多工业发达国家电站发展的主要格局。燃气轮机具有极强的适配性，能够作为多种发电模式，以成为当今世界发电的主要形式之一，由于该装置，特别是联合循环发电装置具有效率高、机动性好，不仅可以作为电网的调峰机组，且更多地用于电网的基本负荷发电，又能满足日益严格的环保要求，其地位将得到巩固和加强。 我国自改革开放以来，随着电力工业的迅猛发展和电网峰谷差的日趋增大，燃气轮机发电得到重视和发展。近几年已相继兴建了一批具有80年代国际先进水平的机组，在缓解电力紧缺的同时，有效地发挥了其增强电网调峰能力的作用。跨入21世纪，随着科技发展、能源政策的调整，如何高效、洁净利用化石能源已成为电力领 域的突出问题。燃气—蒸汽联合循环发电越来越受到国家有关方面的重视，必将得到进一步的快速发展。 2 国际燃气轮机发电技术
燃气轮机是从20世纪50年代开始逐渐登上发电工业舞台的，由于当时机组的单机容量小、热效率低而在电力系统中只能作为紧急备用电源和调峰机组。60年代加深了对电网中必须配备一定数量的燃气轮发电机组的认识，从安全和调峰的目的出发，燃气轮发电机组在电网中的比例达到8％～12％。从80年代以后由于燃气轮机的功率和热效率均得到很大程度的提高，特别是燃气—蒸汽联合循环机型成熟，再加上世界范围内天然气资源进一步开发，燃气轮机及其联合循环在世界电力系统中的地位发生了明显变化，它们不仅仅可以用作紧急备用电源和调峰负荷机组，还能带基本负荷和中间负荷。美国在1990～2000年期间新增长的发电容量为1．13亿kW，其中燃气轮机电站和蒸汽轮机电站的容量分别为44％，第一次出现了朗肯循环和布莱顿循环平分秋色的局面，在德国前者则占2／3左右，由此可见在世界范围内燃气轮机及其联合循环已成为火电发展的主要方向。 近几年来，世界燃气轮机工业取得相当的成就和飞速的发展，几家著名的公司GE、ABB、Siemens、西屋等均与航空发动机设计、研究、制造厂彼此联营，保证及时地把航空发动机领域内的先进技术用来武装重型燃气轮机，以确保技术的先进性。如压气机已采用“可控扩压”的概念进行设计，把单轴压气机的压缩比提高到了24～30的水平，透平叶片采用了航空机组的先进冷却结构和定向结晶制造工艺，使透平前的燃气温度提高到了1300℃的水平，由此明显地提高了机组的输出功率和热效率。如GE公司的9FA、Siemens的V94．3A等典型机组的燃机单循环功率为266MW，燃气初温为1270～1300℃，压缩比为16，
垃圾发电厂短路电流计算浅析 发表时间：2019-07-03T11:44:57.793Z 来源：《基层建设》2019年第9期作者：刘意 [导读] 摘要：短路是垃圾发电厂中出现频率较高、且危害较大的故障之一，短路会造成电气设备（供配电设备、线路等）载流部分的绝缘损坏，使相与相或相与地（中性点接地系统）的电气短接，从而导致非正常的工作状态。 身份证：23038119900928XXXX 上海 201315 摘要：短路是垃圾发电厂中出现频率较高、且危害较大的故障之一，短路会造成电气设备（供配电设备、线路等）载流部分的绝缘损坏，使相与相或相与地（中性点接地系统）的电气短接，从而导致非正常的工作状态。这种工作状态虽然短暂但对供电系统的危害却是无法估量的。为了限制短路故障对供电系统、安全生产造成的危害，并缩小故障的影响范围，在垃圾发电厂实际运行中，必须对系统内短路电流进行有效的计算，依据计算结果进行导体和电器的选择与校验、继电保护参数的正确整定、限制元件和开关设备的选择，确保供电系统的安全性、可靠性和稳定性。 关键词：垃圾发电厂；短路电流；参数计算 引言 垃圾发电厂是对垃圾进行统一处理，并焚烧发电的场所，其管理是一个系统化的工作，短路电流的计算只是其中的一个组成部分，但这个参数具有很重要的意义，计算短路电流对设备选型、保护整定有着决定性的作用。短路电流的计算受到很多因素的影响，我们要在日常管理中充分了解垃圾发电厂的供电系统设备情况，才能保证垃圾发电厂的安全生产需要。 1、概述 垃圾发电厂内部电网特点：（1）容量小。现代垃圾发电厂由于其特殊性，其发电及供电效率相较于火力、水力、蒸汽、柴油或核能发电厂等，低得多。（2）系统提供电源。系统作为垃圾发电厂的保安电源，为其提供坚实可靠的后备支持，确保电厂的稳定性。（3）环网。垃圾发电厂电网属典型的配电网，为保证一类负荷的电能质量，电网多为环网构成，增强电网的可靠性。（4）电网供电半径相对较小。在系统稳定的情况下，很少产生暂态稳定的问题。 垃圾发电厂电网受各种因素的制约，在变电站、供电线路布局，电气设备选择等方面存在一些问题。国家电网与垃圾发电厂电网之间也存在这样那样的问题，下面对我国垃圾发电厂电网存在的问题进行简单的说明：（1）垃圾发电厂电网与国家电网之间的矛盾。80年代以来，我国为提高资源综合利用率，先后出台过很多政策和优惠条件，鼓励垃圾发电厂兴建自备电厂。为保证垃圾发电厂用电的电能质量，垃圾发电厂自备电网一般与国家电网并网发电，由于各部门经济利益的问题，垃圾发电厂电网若从国家电网受电需要向国家电网缴纳电费，但是当垃圾发电厂电网有余量时，向国家电网送电，则被视为无效，这给垃圾发电厂经济造成很大的压力，所以如何控制上网无效是一个重要问题。（2）垃圾发电厂电网负荷重、网损率高。垃圾发电厂生产耗能过大，为增强垃圾发电厂的经济效益，必须采取措施降低网络损耗。目前采取的主要措施有：升压改造配电网；择优经济运行方式提高功率因数；采合理调整负荷，提高负荷率；降低变压器损耗等。（3）垃圾发电厂电网管理上存在缺口。垃圾发电厂发展滞后于电网发展。诸如设备老化，运行情况不够良好，较难保证一类负荷的电能质量。 2、垃圾发电厂短路电流计算的主要目的 在电力系统的设计和运行中，短路电流的计算结果可以用于以下几个方面：（1）电气主接线方案的比较和选择，确定是否需要采取限制短路电流的措施。（2）电气设备及载流导体的动、热稳定校验和开关电器、避雷器等开断能力的校验。（3）中性点接地方式确定。（4）继电保护装置的设计与整定。（5）输电线对通信线路的影响。（6）故障分析。短路电流的计算结果也可以做实时应用，如在配电网网络重构时，进行保护整定、设置、及故障定位等。依据短路计算得到的最大、最小故障电流，确定保护设备是否能够保护整个保护区域并在指定时间内切除故障。此外，这些数据还可以用于确保保护设备能够相互协调、校验过载设备、比较在变电站记录的切除时间内所有可能故障部分的保护动作次数，确定故障具体位置。 3、垃圾发电厂短路电流计算中常见问题探讨 3.1供电系统运行方式确定 垃圾发电厂的运行方式直接影响着短路电流的大小，所以在计算短路电流时要根据现场情况进行选择计算。垃圾发电厂的运行方式包括最大短路电流运行方式和最小短路电流运行方式。最大运行方式是指短路点至供电电源回路总阻抗最小，计算短路电流最大，一般情况下出现在重要负荷用户的供电系统，如煤矿、钢铁、化工等行业的双回路（多回路）并列运行、变压器（高压电动机）并列运行情况。在最大运行方式下计算出的短路电流主要用于校验供电系统电气设备的热稳定性、动稳定性、及极限分断能力。常用于用户端在系统内做设备选型时，选型和校验高压开关柜断路器的额定开断能力（额定对称短路电流），避免选型过大造成不必要的经济浪费，或选型过小出现无法遮断短路电流造成的越级跳闸和损坏开关柜的现象。而最小运行方式是指短路点至供电电源回路总阻抗最大，计算短路电流最小，在垃圾发电厂供电系统为单列运行方式，在此运行方式下计算的短路电流，主要用于校验保护装置运行的灵敏性、可靠性。 3.2短路电流计算方法的选择 短路电流常见的计算方法包括：有名制法、图表法、标么制法、短路功率法、短路电流潮流计算法等。计算方法各有特点和使用条件，有名制计算方法主要用于1000V以下的低压供电，短路功率法适用于无限容量高压供电系统，标么制计算方法则适用于高、低压供电系统，图表法适于垃圾发电厂电源、变压器固定而终端负荷变动频繁的供电管理，通过技术手册图表能快速查找、计算短路电流，以校验保护装置的灵敏性。 在垃圾发电厂用电管理中，适宜采用计算较简便的标么值法，该方法用于垃圾发电厂供电系统设计（如煤矿的工作面供电系统设计、局部工作区域供电系统设计等），而对于终端负荷变化，造成的保护整定调整和校验，图表法就能满足需要。首先，标么值计算要基于垃圾发电厂实际用电情况，确定供电系统的最大或最小运行方式，画出两种运行方式下的简图（即短路计算接线图）；其次，选定基准值，将不同电压等级的各个元件参数折算到同一电压下，由此计算出回路中各个元件的标么电抗值，最后，再画出它们的等值电路图，即可计算出需要的短路电流值。 3.3大容量电动机对短路电流的影响 如果垃圾发电厂有大容量电动机，当供电系统发生短路时，由于供电系统电压下降使正在运行的电动机变为发电机，也会向短路点馈
简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展 火力发电的历史久远，为世界经济发展提供着充足的能源。但是，随着环境保护观念深入人心，世界资源日益紧缺，火力发电已经成为我国经济转型、产业结构调整的重点对象。作为新型发电模式，燃气轮机发电具备快速启停、高效率以及较小占地规模的有点，污染小。在我国工业实践中，受到制造技术的商业秘密制约，自主创造能力十分薄弱，进口是主要来源，并没有在全国推广开来。本文主要浅析燃气轮发电机组的当前发展情况，并展望未来趋势，希望引起工业领域人员的重视。1.燃气轮机及其发电机组现状浅析1.1.燃气轮机浅析作为旋转式动力机械，气体以连续流动的方式在燃气轮机中通过热能向机械能的转化，进而推动发电机组旋转。从世界范围来看，第一台燃气轮机由瑞士一家企业制造，时间为1939年。经数十年发展，机车与坦克动力、舰船动力、管线动力与发电等都有燃气轮机的身影。从结构上划分，轻型与重型燃气轮机为工业燃气轮机类型。当前，俄、英、美等发达国家已经将燃气轮机完全应用到了水面舰艇上。此外，海上采油、输油输气的管线加压装置也由轻型燃气轮机构成，实现了41.6%的热效率。高度垄断是重型燃气轮机制造领域的特点，重要的核心企业为ABB、西门子/西屋、GE、三菱等。轻型燃气轮机制造领域中主导企业为PW、R.R与GE，其他国家也不甘落后，正在紧锣密鼓的航机改型。上世纪五十年代末，国内开始制造重型燃气轮机。当时的上汽厂、南汽厂、哈汽厂身肩国家工业复兴的大任，在厂校结合形式下，自主研发出的燃气轮机位列世界领先，如3500hp机车用机组，1MW、3MW发电机组。近年来，随着我国工业化的不断升级，重型燃气轮机也在不断的改造升级。为实现利用冶金企业的高炉煤气，美国GE与南汽厂通过技术交流，立足于MS6001B，6B-L型燃气轮机研发成功，实现再利用高炉煤气的环保要求。从科研实力分析，国内研究所或高校储备着大量科研设施与科研人员，如哈尔滨工业大学、清华大学、国家电网热工研究院、中科院工程热物理研究所等，研究出的一批批优秀成果。当然，设备不够集中，先进性尚待提高，完善工作仍需继续。国内航空系统是轻型燃气轮机的集结地，在航空发动机领域，研究设计院、制造厂数量众多，职工数量上万。在上世纪70年代，邮电、石化、油田等企业都应用到了331厂、410厂研发的WZ-6G、
垃圾焚烧发电厂经济技术指标解释及计算公式1、发电量 是指电厂在报告期内生产的电能量。 电量基本计量单位为“千瓦小时”,简称“kW.h”； 计算公式为： 某发电 机组日发电量= （ 该机组发电机 端电能表当日 24点读数 — 该电能表 上日24点 读数 ）× 该电能 表倍率 全厂报 告期发电量= （ 发电机机组报 告期末24点电 能表读数 — 该电能表 上期末24 点读数 ）× 该电能 表倍率 2、电厂上网电量 是指该电厂在报告期内生产的电能产品中用于输送给电网的电量。即厂、网间协议规定的电厂并网点各计量关口表计抄见电量之和。它是厂、网间电费结算的依据。 计算公式如下： 电厂上网电量=∑（电厂并网处关口表计量点电能表抄见电量）。 3、垃圾入厂量 是指垃圾焚烧发电厂在报告期内垃圾进厂总量，以每辆垃圾车在地磅计量为准，分日、月、年入厂垃圾量。单位：吨； 计算公式如下： 垃圾入厂量 = ∑（每车次垃圾进入垃圾仓量）。 4、垃圾处理量 是指垃圾焚烧发电厂在报告期内进入每台焚烧锅炉所处理垃圾量总和。分
日、月、年入厂垃圾量，单位：吨； 计算公式如下： 垃圾处理量=∑（进入锅炉燃烧的垃圾量），以垃圾吊称重计量∑为准。 5、垃圾焚烧厂用电量 是指垃圾焚烧发电厂在报告期内垃圾焚烧处理过程中所消耗的电量:专指从生活垃圾进厂计量开始到烟气达标排放，以及余热发电并网。用以评价处理垃圾的直接电成本。因不同厂的边界不一，为方便统一评价，不含原水取水用电、渗滤液处理厂用电、飞灰固化用电以及炉渣综合利用用电。分班、日、月、年焚烧厂用电量。单位：千瓦时、万千万时； 计算公式如下： 焚烧厂用电量=∑（所有厂用变电量总和+∑高压辅机电量）。 6、各子系统厂用电量 （1）渗滤液处理厂用电量 是指垃圾焚烧发电厂在报告期内处理渗滤液（指标达到国家排放标准）所消耗的电量。单位：千瓦时； 计算公式如下： 渗滤液处理厂用电量=∑（渗滤液处理车间电量表读数差值×倍率）。 （2）飞灰固化厂用电量（同上） （3）炉渣综合利用厂用电量（同上） （4）取水厂用电量（同上）。 7、生活、行政办公用电量 是指垃圾焚烧发电厂在报告期内非生产区域的生活、办公、食堂等生活设施的用电量。单位：千瓦时； 计算公式如下： 生活、行政办公用电量=∑（非生产区域的生活+办公+食堂等处消耗电量之和（以电表读数为准）。
Internal Combustion Engine &Parts 0引言 随着我国天然气资源的大规模开发及越来越严格的环保标准，我国陆续建成投产了多台燃气轮机发电机组，在满足电力需求的同时，创造了良好的社会效益和经济 效益。目前就世界范围而言， 燃气轮机发电已是电力结构中的重要组成部分，对推动经济和社会发展发挥着重要作用。 1燃气轮机装置的工作过程 燃气轮机是以连续流动的燃气为工质、 将燃料的化学能转变为转子机械能的内燃式动力机械， 是一种旋转式热力发动机。燃气轮机装置主要由压气机、 燃烧室、透平三大部件及控制系统、 辅助设备组成。压气机从外界大气环境吸入空气，并逐级压缩；压缩空气被送到燃烧室与喷入的 燃料混合燃烧，产生高温燃气；然后燃气进入透平膨胀做 功；透平排气可直接排到大气，对外界环境放热，也可通过换热设备放热以回收利用部分余热。工质顺序经过吸气压缩、燃烧加热、膨胀做功以及排气放热四个工作过程完成一个热力循环，进行能量转换。通常在燃气轮机中，压气机 是由燃气透平来带动的，它是透平的负载， 在简单循环中，透平的机械能有1/2到2/3左右用来带动压气机，其余的1/3左右的机械能用来驱动发电机。 2燃气轮机发电机组 用燃气轮机驱动发电机构成了燃气轮机发电机组。目前，应用最广泛、获得最高实用热效率的是燃气与蒸汽的联合循环。燃气轮机循环中，工质的平均吸热温度很高，燃气初温达到了1300℃-1500℃（表1），平均放热温度也较高，通常燃气轮机排气温度在500℃-600℃左右，因此单独 的燃气轮机发电机组的热效率难以达到较高值（表1）。蒸 汽轮机循环中，工质的平均放热温度达到了较低值，但工质的平均吸热温度不高，因此单独的蒸汽轮机发电机组的热效率也难以达到较高值。这两种单独的循环的热效率最 高40%多。若将燃气循环和蒸汽循环联合起来， 就成为了平均吸热温度很高而平均放热温度很低的热机， 其循环效率必定较高，最高热效率已达到60%以上（表2）。 如GE 公司基于空气冷却透平技术的9H 级燃气轮机联合循环效率约61%，西门子公司全内空冷H 级燃机联合循环效率也在60%以上。 燃气-蒸汽联合循环的方案有多种，本文介绍典型的联合循环发电型式。 2.1纯余热锅炉型联合循环发电机组这种联合循环中，燃气侧和蒸汽侧两循环的结合点是余热锅炉。燃气轮机的排气送入余热锅炉中去加热给水、 产生蒸汽，驱动汽轮机做功，这是以燃气轮机为主的联合循环方案。 余热锅炉内不加入燃料燃烧，因此，蒸汽参数及蒸汽轮机的容量取决于燃气透平的排气参数和流量，在通常燃气轮机排气参数下，得到的是中温中压的蒸汽， 通常汽轮机的容量约为燃气轮机容量的30%-50%。 这种联合循环效率高、技术成熟、 系统简单、造价低、启停速度快，应用最广。若在燃气透平的排气段设置旁通 烟囱， 汽轮机停机时燃气轮机可以单独运行；但燃气轮机停机时汽轮机不能单独工作。 2.2排汽补燃型联合循环发电机组排汽补燃型联合循环有两种方案：在余热锅炉前增加 烟道补燃器以及往余热锅炉中加入一定的燃料， 利用燃气中剩余的氧进行燃烧。由于补燃，锅炉蒸发量增加， 蒸汽参数提高，蒸汽轮机循环的出力和效率得到提高； 负荷变化时，可在较大的输出功率变化范围内， 燃气轮机工况不变，只改变补燃燃料，以改变汽轮机功率来改变联合循环的出力，机组的变工况性能得到改善，部分负荷下的效率较高； —————————————————————— —作者简介:杨巧云（1966-），女，湖南湘潭人， 武汉电力职业技术学院教授，硕士。 燃气轮机发电技术综述 杨巧云 （武汉电力职业技术学院， 武汉430079）摘要:介绍燃气轮机发电装置的的工作过程及典型型式，对几种主要的燃气-蒸汽联合循环发电装置进行分析比较，并将燃气轮 机发电机组与常规燃煤发电机组进行比较。 关键词:燃气轮机；燃气-蒸汽联合循环；发电 机组型号ISO 基本功率 （MW ）燃气初温℃ 供电效率（%） PG9351FA MS9001G LM6000-PD M701G GT13E2V94.3A 255.628241.1334165.1265.9 132714301160142711001310 36.0 39.540.739.535.738.6 表1某些燃气轮机发电机组的主要技术参数(教材,清华) 表2某些联合循环发电机组的主要技术参数(教材,清华) 机组型号ISO 基本功率（MW ） 供电效率（%） S209FA KA13E2-2KA26-1S109H GUDIS.94.3MPCP2（M701F ） 786.9 480392.5480392.2799.6 57.1 52.956.360.057.457.3
联合循环燃气轮机发电厂简介 联合循环发电：燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机共同组 成的循环系统，它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回 收转换为蒸汽，再将蒸汽注入蒸汽轮机发电。形式有燃气轮机、蒸汽 轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环，也有燃气轮机、蒸汽轮机 各自推动各自发电机的多轴联合循环。胜利油田埕岛电厂采用的是美 国 GE公司的 MS9001E燃气轮机 , 其热效率为 33.79%，余热锅炉为杭 州锅炉厂的立式强制循环余热锅炉。 1．燃气轮机 1.1 简介 燃气轮机是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机，它的 结构与飞机喷气式发动机一致，也类似蒸汽轮机。主要结构有三部 分： 1、燃气轮机（透平或动力涡轮）； 2、压气机（空气压缩机）； 3、燃烧室。其工作原理为：叶轮式压缩机从外部吸收空气，压缩后送 入燃烧室，同时燃料（气体或液体燃料）也喷入燃烧室与高温压缩空 气混合，在定压下进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀 作工，推动动力叶片高速旋转，乏气排入大气中或再加利用。 燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和 寿命周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。燃气轮机分 为轻型燃气轮机和重型燃气轮机，轻型燃气轮机为航空发动机的转 型，其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高，主要用 于电力调峰、船舶动力。重型燃气轮机为工业型燃机，其优势为运行 可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高，主要用于联合循环发电、 热电联产。埕岛电厂采用的MS9001E燃气轮发电机组是50Hz，3000 转/ 分，直接传动的发电机。该型燃气轮发电机组最早于1987 年投入商
垃圾焚烧发电厂经济技术指标 １、发电量 就是指电厂在报告期内生产得电能量。 电量基本计量单位为“千瓦小时”,简称“ｋW、h"；计算公式为: 某发电机组日发电量 = （该机组发电机端电能表当日24点读数 - 该电能表上日2４点读数 ) ×该电能表倍率 全厂报告期 发电量 = ( 发电机机组报告期末２4点电能表读数 - 该电能表上期末2４点读数）×该电能表倍率 2、电厂上网电量 就是指该电厂在报告期内生产得电能产品中用于输送给电网得电量.即厂、网间协议规定得电厂并网点各计量关口表计抄见电量之与.它就是厂、网间电费结算得依据。计算公式如下: 电厂上网电量＝∑(电厂并网处关口表计量点电能表抄见电量)。 3、垃圾入厂量 就是指垃圾焚烧发电厂在报告期内垃圾进厂总量,以每辆垃圾车在地磅计量为准，分日、月、年入厂垃圾量。单位：吨；计算公式如下: 垃圾入厂量＝∑(每车次垃圾进入垃圾仓量)。 ４、垃圾处理量 就是指垃圾焚烧发电厂在报告期内进入每台焚烧锅炉所处理垃圾量总与。分日、月、年入厂垃圾量,单位：吨；计算公式如下： 垃圾处理量=∑（进入锅炉燃烧得垃圾量）,以垃圾吊称重计量∑为准。 5、垃圾焚烧厂用电量 就是指垃圾焚烧发电厂在报告期内垃圾焚烧处理过程中所消耗得电量:专指从生活垃圾进厂计量开始到烟气达标排放，以及余热发电并网。用以评价处理垃圾得直接电成本。因不同厂得边界不一,为方便统一评价，不含原水取水用电、渗滤液处理厂用电、飞灰固化用电以及炉渣综合利用用电。分班、日、月、年焚烧厂用电量。单位：千瓦时、万千万时; 计算公式如下: 焚烧厂用电量=∑（所有厂用变电量总与+∑高压辅机电量）。 6、各子系统厂用电量 (1)渗滤液处理厂用电量 就是指垃圾焚烧发电厂在报告期内处理渗滤液（指标达到国家排放标准）所消耗得电量。单位：千瓦时; 计算公式如下: 渗滤液处理厂用电量=∑（渗滤液处理车间电量表读数差值×倍率）。（２）飞灰固化厂用电量(同上) （３）炉渣综合利用厂用电量（同上) (4）取水厂用电量(同上）。 7、生活、行政办公用电量 就是指垃圾焚烧发电厂在报告期内非生产区域得生活、办公、食堂等生活设施得用电量。单位：千瓦时; 计算公式如下： 生活、行政办公用电量=∑(非生产区域得生活＋办公＋食堂等处消耗电量之与(以电表读数为准）。 8、综合厂用电量 就是指垃圾焚烧发电厂在报告期内正常运营生产、生活、办公等所需电量(含线路损耗
文件编号：TP-AR-L3687 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展(正式 版)
简析燃气轮机发电机组的现状及未 来发展(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 火力发电的历史久远，为世界经济发展提供着充 足的能源。但是，随着环境保护观念深入人心，世界 资源日益紧缺，火力发电已经成为我国经济转型、产 业结构调整的重点对象。作为新型发电模式，燃气轮 机发电具备快速启停、高效率以及较小占地规模的有 点，污染小。在我国工业实践中，受到制造技术的商 业秘密制约，自主创造能力十分薄弱，进口是主要来 源，并没有在全国推广开来。本文主要浅析燃气轮发 电机组的当前发展情况，并展望未来趋势，希望引起 工业领域人员的重视。
1.燃气轮机及其发电机组现状浅析 1.1.燃气轮机浅析 作为旋转式动力机械，气体以连续流动的方式在燃气轮机中通过热能向机械能的转化，进而推动发电机组旋转。从世界范围来看，第一台燃气轮机由瑞士一家企业制造，时间为1939年。经数十年发展，机车与坦克动力、舰船动力、管线动力与发电等都有燃气轮机的身影。从结构上划分，轻型与重型燃气轮机为工业燃气轮机类型。当前，俄、英、美等发达国家已经将燃气轮机完全应用到了水面舰艇上。此外，海上采油、输油输气的管线加压装置也由轻型燃气轮机构成，实现了41.6%的热效率（简单循环）。高度垄断是重型燃气轮机制造领域的特点，重要的核心企业为ABB、西门子/西屋、GE、三菱等。轻型燃气轮机制造领域中主导企业为P&W、R.R与GE，其他国家也
文件编号：GD/FS-5604 （安全管理范本系列） 简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展详细版 In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities. 编辑：_________________ 单位：_________________ 日期：_________________
简析燃气轮机发电机组的现状及未 来发展详细版 提示语：本安全管理文件适合使用于平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。 火力发电的历史久远，为世界经济发展提供着充足的能源。但是，随着环境保护观念深入人心，世界资源日益紧缺，火力发电已经成为我国经济转型、产业结构调整的重点对象。作为新型发电模式，燃气轮机发电具备快速启停、高效率以及较小占地规模的有点，污染小。在我国工业实践中，受到制造技术的商业秘密制约，自主创造能力十分薄弱，进口是主要来源，并没有在全国推广开来。本文主要浅析燃气轮发电机组的当前发展情况，并展望未来趋势，希望引起工业领域人员的重视。 1.燃气轮机及其发电机组现状浅析
1.1.燃气轮机浅析 作为旋转式动力机械，气体以连续流动的方式在燃气轮机中通过热能向机械能的转化，进而推动发电机组旋转。从世界范围来看，第一台燃气轮机由瑞士一家企业制造，时间为1939年。经数十年发展，机车与坦克动力、舰船动力、管线动力与发电等都有燃气轮机的身影。从结构上划分，轻型与重型燃气轮机为工业燃气轮机类型。当前，俄、英、美等发达国家已经将燃气轮机完全应用到了水面舰艇上。此外，海上采油、输油输气的管线加压装置也由轻型燃气轮机构成，实现了41.6%的热效率（简单循环）。高度垄断是重型燃气轮机制造领域的特点，重要的核心企业为ABB、西门子/西屋、GE、三菱等。轻型燃气轮机制造领域中主导企业为P&W、R.R与GE，其他国家也不甘落后，正在紧锣密鼓的航机改型。
微型燃汽轮机 1 引言 功率为数百kW及以下的燃气轮机在20世纪40~60年代就已存在，但由于其发电效率低，长期以来，几十至几百kW的小型发电机组市场一直由内燃发电机组占领。随着高效回热器由军用转入民用，微型燃气轮机的发电效率显著提高。20世纪90年代初出现了无齿轮箱的燃气轮机，有些机组采用了不需要润滑系统的空气轴承，使得微型燃气轮机的结构更为紧凑，几乎不用维护。微型燃气轮机体积小、重量轻、适用燃料范围广，可靠近用户安装，显著提高了对用户供电的可靠性。这些优点使得微型燃气轮机在分散式供电、热电联供和车辆混合动力方面的应用得到了迅猛发展[1]。1998年末美国Capstone公司推出了第1台商业化的微型燃气轮机装置，现已有多家公司研制和生产这种微型燃气轮机，主要集中在北美、瑞典和英国。美国AlliedSignal公司估计，到2010年微型燃气轮机发电机组的销售额将达到100~150亿USD[2]。 微型燃气轮机在生产电力的同时回收利用了燃烧后的废热，可同时提供供暖服务和空调制冷服务，这种热电联产的发电形式越来越受欢迎[3]。我国也在医院、机场、楼宇等领域有应用的实例，并取得了较好的效果[4]。 在充满竞争的电力零售市场上，微型燃气轮机凭藉其综合发电成本低的优势必将在未来的电力系统中占据越来越重要的位置[5]。2003年冬季，英国Powergen公司将开展微型电站装入居民家庭厨房的试点工程。这种燃气电站可取暖、供热水、发电，试验表明一年可节约能源费用249.6USD。微型燃气轮机在未来的电力系统中必将同大型集中式电站一起为用户提供清洁便宜的能源服务。 2 微型燃气轮机的结构 微型燃气轮机是热电联产发电机组，美国Capstone公司生产的微型燃气轮机的工作原理如图1所示，内部结构剖面如图2所示。 Capstone公司生产的微型燃气轮机的主要组成部分包括：发电机、离心式压缩机、透平、回热器、燃烧室、空气轴承、数字式电能控制器（将高频电能转换为并联电网频率50/60Hz，提供控制、保护和通讯）。这种微型燃气轮机的独特设计之处在于它的压缩机和发电机安装在一根转动轴上，该轴由空气轴承支撑，在一层很薄的空气膜上以96000 r/min转速旋转。这是整个装置中唯一的转动部分，它完全不需要齿轮箱、油泵、散热器和其他附属设备。这种微型燃气轮机已在全球销售了2000台，累计运行3×106h。这种微型燃气轮机采用的几项关键技术如下： （1）空气轴承。空气轴承支撑着系统中唯一的转动轴。它不需要任何润滑，从而节约了维修成本，避免了由润滑不当产生的过热问题，提高了系统可靠性。它可使微型燃气轮机以最大输出功率每天24h全年连续运行。 （2）燃烧系统技术。已取得专利的燃烧系统设计使其成为最清洁的化石燃料燃烧系统，不需进行燃烧后的污染控制。 （3）数字式电能控制器。将电力电子技术与高级数字控制相结合实现了多种功能，如调节发电机发电功率、实现多个燃气轮机成组控制、调节不同相之间的功率平衡、允许远程调试和调度、快速削减出力、切换并网运行模式和独立运行模式。数字式电能控制监视器可监视多达200个变量，它可控制发电机转速、燃烧温度、燃料流动速度等变量，所有操作可在一套界面友好的软件系统上进行。