为什么说燃气轮机是未来能源界必不可少的“重型利器”
- 格式：docx
- 大小：126.58 KB
- 文档页数：3
为什么说燃气轮机是未来能源界必不可少的“重型利器”？
有多担心雾霾，就该有多关心燃气轮机。
为了缓解雾霾，“减煤增气”已经成为了能源结构调整的大趋势，而燃气轮机在天然气发电、输送、交通领域都是不可或缺的动力支持。
随着中国天然气网络的逐步完善，未来东线、西线、中亚、海上的天然气资源将源源不断的进入中国，用“气源不足”为借口保护“煤炭老大哥”可能会站不住脚了，而更干净的电也意味着更干净的天空。
【气+火=动力：燃气轮机原理大解剖】
燃气轮机（Gas Turbine），概言之就是气体燃烧后推着涡轮转的机器。
更确切的说，燃气轮机是一种通过燃烧将连续流动的气体作为工质带动叶轮高速旋转——即将热能转换为机械功的旋转式热力发动机。
燃气轮机内空气和燃气的主要流程中，由压气机（Compressor），燃烧室（Combustor）和燃气透平（Turbine）三大部分组成的燃气轮机循环（如下图），通称为简单循环，这也是大多数燃气轮机采用的循环方案，此外，还有回热循环和复杂循环。
如今，燃气轮机已经成为工业生产领域不可或缺的工业设备，主要用于天然气发电、天然气压缩输送、交通等领域。
燃气轮机占地面积较小，在用于车、船等运输机械时，既可节省空间，也可装备功率更大的燃气轮机以提高车、船速度。
而且，随着联合循环技术的开发和推广，燃气轮机的效率从一般的30%~40%提升到了60%上下。
如果采用热电联供，燃气轮机对天然气的使用效率最高能到90%左右。
【燃气轮机进化史：达芬奇也曾是燃气轮机设计师】
虽然中国在现代燃气轮机发展上比国外的小伙伴们落后了一些，但是聪明的华夏儿女早就把燃气轮机的原理“玩”在手上呢：出现在公元12世纪南宋高宗年间的走马灯是燃气轮机透平（Turbine）的最早雏形。
3个世纪后，意大利人达芬奇设计出了和走马灯原理相似的烟气转动装置。
直到17世纪中叶，透平原理才在欧洲得到了较多应用。
1791年，英国人John Barber申请获得了第一项燃气轮机发明专利：《获取和应用动力能，一种使易燃气体上升获取动力和提高冶金效率的方法论》，这也是历史上第一次对燃气轮机的工作原理进行科学描述。
随后，德国人Franz Stolze在1872年设计了一台燃气轮机，并在1900～1904年进行了试验，但因始终未能脱开起动机独立运行而失败。
1905年，法国的Armengaud Lemale制成第一台采用离心式压缩机的能输出功的燃气轮机，但因效率太低未获得实用。
1903年，Stanford Moss博士加入通用电气（General Electric Company）并在1918年在GE成立燃气轮机部门，这也就不奇怪为什么GE在今天的燃气轮机领域有着如此领先的地位。
1920年，德国人Holzwarth制成第一台功率为370千瓦的实用燃气轮机，效率为13％，但因存在许多重大缺点而被人们放弃。
终于，1939年，世界上第一台用于发电的四兆瓦燃气轮机由瑞士Brown Boveri公司研制成功，效率达18%。
要知道，这台“老古董”一直用到了2002年。
还记得前面通用电气的那个燃气轮机部门么？美国第一座用于商业发电的燃气轮机就是GE研发的。
这座3.5兆瓦的燃气轮机于1949年开始在美国奥克百丽岛发电站运行，也成为了美国历史上第一座用于发电的燃气轮机。
1950年后，燃气轮机的使用开始逐渐普及。
【燃气轮机也能大数据】
脱胎于蒸汽轮机和内燃机，现代燃气轮机主要依照两种技术路径发展：重型燃气轮机和以航改机为主的轻型燃气轮机。
重型燃气轮机动辄上百吨，功率在3万到50万千瓦不等，寿命可达10万小时以上，一般用于发电、气体压缩和机械驱动。
而轻型燃机最大功率在几万千瓦左右，除了发电和压缩气体，还多用在交通领域。
其中主流的航改机指的是从航空发动机基础上改型后的燃机。
（有业内人士说：区分航改机和航空发动机只要看两点：一是看有没有“外壳”，二是看是不是“喷气”。
）
一般来说，工业燃气轮机和航改机的生产企业不同，前者往往出自汽轮机厂，后者则多出自航空发动机厂。
当然，也有例外，比如GE就是两者“通吃”，是目前世界上唯一一家同时提供大型商用航空发动机和电站燃气轮机的厂商，也拥有产品门类和系列最齐燃气轮机产品。
如今的燃气轮机不单单是会闷头“做功”，也开始拥抱互联网来提高能效了。
以GE为代表的燃气轮机主要生产商也纷纷通过大数据对燃气轮机的运行进行监测，并对运行中的潜在问题进行预判和诊断。
下图的界面显示GE在全世界大约有7000台燃气轮机运转。
数据系统在15天内，每隔15分钟就会从其中713台轮机中收集数据。
下图中的每一根闪光代表着某地的一台燃气轮机开启。
途中圆形的大小由每个轮机的容量决定，高度由每个轮机的最大输出功率决定。
如今，GE已经有累计3万小时的系统统计数据。
【燃气轮机哪家强？】
GE：重型燃气轮机是我们的，航改机也是我们的作为世界上最大的燃气轮机生产销售商，GE拥有产品门类和系列最齐全的燃气轮机产品。
2014年，在全球燃气
涡轮提供的电力中，GE占比51%，位列第一，远高于分别占比23%、13%和7%的第二、三、四位。
目前世界上最先进的GE 9HA燃气轮机是GE主推的一款产品，具有先进的空气冷却技术，可承担基本负荷和调峰负荷。
简而言之，9HA的特点就是：效率高，尾气净，还配有6个传感器进行每秒8000个数据点的监测。
截止至2015年4月，9HA燃气轮机已经接到了10亿美元的订单。
而作为开发航空发动机的公司，GE有航改式燃气轮机开发的先天优势，以LM系列航改机为例，它传承了航空发动机的优势，结构轻巧，外形尺寸小，能在基本负荷和频繁起停时均保持高效稳定运行，而且具有大修间隔长且维修停机时间短等特点，使其非常适用于分布式能源站，而分布式能源也正式GE目前非常重视的业务板块之一。
30年前，GE作为全球最大的燃气轮机供应商进入了中国燃气轮机市场，与南京汽轮电机集团有限责任公司和哈尔滨电气集团公司相继进行合作。
如今，GE在中国市场上销售的燃气轮机包括9E.03、9E.04、6F.01、6F.03、9HA.01/.02、9F.05、9F.03/04等多种型号。
北京的高井电厂、桂林世界旅游城以及上海漕泾热电厂都成为了GE重型燃气轮机的用户。
