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全球燃气发电报告

2020-08-25 10:49:41 来源:中国电力网

 

  燃气发电(gas power)是指利用天然气产生电力。燃烧天然气把水变成蒸汽,再用蒸汽推动汽轮机带动发电机运转而发电,属于一般的火力发电,其效率较低。天然气联合循环发电则是将天然气燃烧时产生的高温烟气,推动燃气轮机,进行一级发电,然后再利用燃气轮机排出的高温烟气加热水,产生蒸汽推动汽轮机,进行二级发电。这就是联合循环发电,效率较高。

  由于燃烧天然气热效率高,排放的污染物又较其它燃料少,因此天然气被认为是最清洁的发电燃料。目前天然气联合循环发电的技术已相当成熟。已进入商业运作,且规模很大。

  因此,燃气发电站可以分为三种类型:

  ⑴ 简单循环燃气轮机(Simple cycle gas-turbine)

  在简单的循环燃气轮机(cycle gas-turbine),也称为开式循环燃气轮机(open cycle gas-turbine,OCGT)中,热气驱动燃气轮机(gas turbine)发电。这种类型的发电厂建设成本相对较低,并且可以很快启动,但是由于效率较低,作为调峰发电厂最多每天只能运行几个小时。

  ⑵ 联合循环燃气轮机(Combined cycle gas-turbine,CCGT)

  CCGT电厂由使用布雷顿循环(Brayton cycle)的简单循环燃气轮机,然后是使用朗肯循环( Rankine cycle)的热回收蒸汽发生器和蒸汽轮机组成。最常见的配置是支撑一台蒸汽轮机的两台燃气轮机。它们比简单的循环电厂效率更高,效率可略高于60%,调度时间约为半小时。

  ⑶ 往复式发动机(Reciprocating engine)

  往复式内燃机(Reciprocating internal combustion engines)的功率通常低于20MW,比其他类型的天然气发电机小得多,通常用于应急电源或平衡可变的可再生能源,例如风能和太阳能。

  燃气轮机从 20 世纪50 年代登上发电工业舞台以来,其发电效率和热效率都有很大提高,特别是燃气—蒸汽联合循环机组日渐成熟,燃气轮机的单机功率已超过334MW,热效率已达35%~41.92%,而联合循环机组的单机功率已达489.3MW,热效率已超过60%,为燃气发电在电力系统中地位的提高提供了技术支撑。

  发电效率(指原动机输出能源与输入能源的比值,用百分数表示。)因发电方式不同而各有差异。一般的火力发电效率只有30%左右,热电联产可达65%~70%,而冷热电三联产可达80%以上。


发电效率图示

  燃气轮机联合循环(Combined-Cycle Gas Turbine,CCGT)指将传统的燃气轮机和蒸汽轮机进行有效联合的发电系统。其基本原理是首先用天然气燃烧后产生的高温气体,推动燃气轮机做功,燃气轮机带动同轴发电机进行第一级发电;然后将燃气轮机排出的、仍具有相当高温度的燃烧气体送入余热蒸汽发生器,产生的高温高压蒸汽驱动蒸汽轮机进行第二级发电。


燃气轮机—蒸汽轮机联合循环发电流程图

  燃气轮机联合循环发电(CCGT)通过组合燃气和蒸汽循环,可以实现高输入温度和低输出温度。循环的效率增加了,因为它们由相同的燃料源提供动力。因此,联合循环电厂的热力循环在燃气轮机的高燃烧温度和蒸汽循环冷凝器的废热温度之间运行。这个大范围意味着循环的卡诺效率高。实际效率虽然低于卡诺效率,但仍然高于任何一家工厂的实际效率。

  如果将联合循环发电站的电效率计算为所产生的电能占所消耗燃料的较低热值的百分比,则在理想状态下进行新运转(即不老化)并连续输出时,其电效率可以超过60%。与单循环热单元一样,联合循环单元也可以为工业过程,区域供热和其他用途提供低温热能。这称为热电联产,这种发电厂通常称为热电联产(CHP)发电厂。

  通常,在较低的热值和总产出的基础上,服务的联合循环效率超过50%。大多数联合循环机组,特别是大型机组,在LHV的基础上具有55%至59%的峰值稳态效率。

  燃气轮机联合循环发电效率(CCGT Generating Efficiency)采用联合循环发电充分利用了天然气的高温位能量,从而提高了天然气的利用效率,增加了电力输出。发电效率提高情况见下表。

发电效率(%)

  利用联合循环发电降低了燃煤发电比例,并减少环境污染。主要表现在:

  ⑴ 经济效益 联合循环发电的单位装机容量投资少,国际上约为燃煤电厂投资的2/3;燃气电厂建设工期短,燃气—蒸汽联合循环机组设备重量轻,施工快,一般12~20个月即可投产。

  ⑵ 燃气轮机可以模块化生产,易于组装,安装在需要电力的地方,可省去长输高压输电线路;

  ⑶ 天然气联合循环发电的冷却水用量仅为燃煤发电厂的40%,占地少;

  ⑷ 天然气联合循环发电效率可达55~60%,而燃煤发电厂只有42~44%;

  ⑸ 扩建装置不需要因环保而追加新的投资;

  ⑹ 同燃煤发电厂相比,污染物的排放量低。

全球一次能源发电状况

  全球一次能源发电一直以燃煤发电为主,其原因是成本价格低廉,原油及其产品显然用处广泛,燃油发电一直比燃煤发电和燃气发电低,而且呈降低趋势。燃气发电却呈现上升势态。

2016—2019年一次能源发电(单位:TWh )

全球燃气发电最多的洲

  全球燃气发电最多的地区是北美洲,2019年占全球燃气发电总量1975.8/6297.9=31.4%,显然由于美国页岩气开发成功足使燃气发电的发展;其次为亚太地区。

全球燃气发电最多的洲(单位:TWh)

燃气发电最大的国家

  由于美国页岩气开发成功,燃气发电已经超过俄罗斯居世界第一,中国尽管燃气发电起步晚但已经跃入世界第四位。

2016~2019年前14位燃气发电最大的国家(单位:TWh)

世界上最大的燃气发电站

  燃气发电量最多的国家是美国、其次是俄罗斯,但是燃气发电站最多的是日本,日本早在20世纪70年代就开始利用进口的液化天然气(LNG)发电。

全球十三大燃气电站

中国燃气发电站

  中国主要以燃煤发电为主,依次燃气发电的份额不高,但是进展比较快。

中国燃气发电站

  单位换算:

  1兆瓦=1MW 1亿千瓦=0.1TWh

 

本文来源:中国电力网作者:庞名立

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  •   关于开展电力企业党建成果暨党建研究论文征集评选的通知

      各理事会员单位,各电力企业党组织:

      为宣传贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,推动电力企业党建思想政治工作的深入开展,切实发挥党组织在企业高质量发展中的引领作用,弘扬全国电力行业中电力企业党建工作的理论研究成果和先进典型经验,调动电力企业党建工作人员的积极性,电力党建网和《企业党建》杂志社决定共同开展“全国电力企业党建成果暨党建研究论文征集评选”活动。现将有关事项通知如下:

      一、活动宗旨

      着力推进党的组织和党的工作“两个覆盖”。以习近平同志为核心的党中央高度重视企业党建工作。习近平总书记站在党和国家事业发展全局的高度,针对新时代国有企业改革发展与党的建设、非公有制企业党的建设等重大理论和实践问题发表了一系列重要讲话,指明了前进方向,国有企业和非公有制企业党建工作得到了全面加强,在国有企业和非公有制企业中涌现出一大批企业党建和思想政治工作先进典型。

      弘扬全国电力行业企业党建先进典型和经验。电力行业是关系国计民生的基础产业。电力企业党建工作是企业深化改革、健康发展的政治保证,是中国电力事业取得举世瞩目发展成就的思想保障。新时代中国电力工业发展和电力体制改革的重要成果,与广大电力企业在党建工作中所做出的卓越贡献密不可分。

      为了更好地贯彻落实习近平总书记关于企业党建的重要指示精神和党中央决策部署,发挥电力企业党组织在高质量经济发展中的引领作用,弘扬全国电力企业党建先进典型经验和理论研究成果,迎接和纪念中国共产党建党100周年,特面向全国电力行业各电力企业征集评选党建工作理论与实践创新成果。

      二、主办单位

      本次活动由电力党建网和《企业党建》杂志社共同举办。

      本次征集评选活动将由电力党建网和《企业党建》杂志社组织邀请相关领域的专家、学者和一线工作者组成评选委员会进行评选。

      三、征集评选要求

      (一)内容要求

      本次活动面向全国电力行业企业征集优秀企业党建成果暨党建研究论文,主要涵盖以下几个方面的内容即“思想引领”、“组织建设”、“基础保障”、“学习提升”、“党风廉政”、“实践创新”与“思考探索”等。

      (二)形式要求

      1.成果案例要求主旨清晰、资料翔实、鲜活生动;

      2.成果正文字数不超过5000字并附300-500字摘要,可选配适量图片,并附图片说明;

      3.可以同时提供视频专题片,供网上宣传推广使用。

      (三)标准要求

      1.真实性:成果案例或理论研究要源自党建工作实践经验,禁止弄虚作假;

      2.创新性:成果案例要或理论研究要突出党建工作的思想、方法和工作模式创新;

      3.典型性:成果案例或理论研究要具有一定的代表性和参考借鉴意义。

      四、征集评选流程

      (一)征集时间

      本次征集活动由电力党建网具体负责实施。征文时间为:2020年9月25日—2020年11月20日。

      (二)提交方式

      线上提交:登陆电力党建网点击“在线申报系统”填报。2020年11月20日前申报截止。

      (三)评选与颁奖

      1.电力党建网将依托本次征集评选活动,组织“首届全国电力企业党建论坛”,出版建党百年主题论文集。

      2.电力党建网与《企业党建》杂志同步公布评选结果及论坛、论文集入选名单。评选结果公布及证书颁发时间暂定于2020年11月下旬;论文集出版发行时间暂定于2021年4月,与“喜迎建党百年大型电力行业党建成果巡礼”同步推出。

      五、联系方式

      联系人:谭晓冰 王英

      电话:010—51961990 51961991

         手机:18310895598

      邮件:djcg@powerdj.org.cn

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