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五湖四海娱乐美国天然气发电量首次超过燃煤发电

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燃气轮机

燃气轮机

在能源效率和情况 掩护 的双重需求下,燃气轮机的市场前景越来越辽阔 。燃气轮机排放的污染水平较低,无二氧化硫、无氮氧化物、颗粒物含量低,二氧化碳排放不到燃煤电厂的一半,满足当今世界越来越严格的排放监管要求;天然气发电占地面积小、建设周期短、投资少,许多设备和设施都能“现货供给 ”,可以低成本地 快速建立发电厂;还能够快速启动,进行电网调峰,为可再生能源发电提供弥补 。随着越来越多可再生能源发电并网,将给燃气轮机带来新的市场前景。

美国能源情报署(EIA)预计,未来20年美国近60%的新发电装机容量属于天然气联合循环发电。实际上,自2008年以来美国页岩气年夜 幅增加,导致天然气价格明显下降,显著改良 了天然气发电的经济性,使得天然气发电吸引力年夜 增。这种变更 已经对美国和欧洲的电力市场产生 了重要影响。2015年春,美国天然气发电量首次跨越 燃煤发电。依照 目前的成长 趋势,未来一段时间天然气发电会义无反顾 地成为美国电力来源的领导者。

近年来,我国对燃气轮机发电的支持力度逐渐增强,五湖四海娱乐,出台了一系列政策搀扶 燃气轮机自主研发和联合循环发电。国度 发改委的《天然气成长 “十三五”计划 》预计,2020年燃气发电装机将达到 1.1亿千瓦,跨越 发电装机总量的5%,燃机计划投资总额高达1300亿元。2017年,我国正式启动航空发念头 和燃气轮机重年夜 专项,其中燃气轮机专项的主要目标为——2020年实现F级300MW燃机自主研制,2030年实现H级400MW燃机自主研制。

上海的燃气轮机家当 始终走在全国前列。目前,上海已拥有F级、小F级、E级、H级四个级其余 燃气轮机产品 研制能力,基本形成从部件供给 到整机设计、制造、维修和应用的全家当 链。2018年11月初,国度 电投上海电力公司与上海电气、安萨尔多公司胜利 签订燃气轮机设备及相关办事 采购框架协议。标记 着我国胜利 引进首台套GT36-S5型H级燃气轮机,将有力推进我国燃气轮机装备应用水平的提升。

技术热点

提高能源利用效率一直是燃气轮机技术成长 的偏向 ,通过热电联供的方法 可以最年夜 水平 地增加能源利用效率。目前,燃气轮机单循环效率为42%~44%(仅有一台燃气轮机连接到发电机),联合循环效率为60%~62%(包孕蒸汽再热循环、汽轮机和发电机,利用燃气轮机余热增加发电量)。

许多新的先进技术得以应用,如为了提高燃气轮机的功率和效率,改良 气动等参数,开发出新资料 和新型高性能涂层,设计出加倍 精确庞杂 的几何形状和增强的冷却结构等。制造技术方面,增材制造转变 了工程设计理念,是目前的存眷 热点;新资料 方面,CMC(陶瓷基复合伙 料 )是有望取代高温合金的革命性资料 ,将推翻 目前的整个制造流程。

增材制造。增材制造(3D打印)是燃气轮机应用的最令人兴奋的新技术之一。该技术投入商业应用近30年,直到最近才被用于金属打印。其原理是通过热沉积或化学粘合的方法 逐层添加资料 ,产生 所需的三维形状。该技术可以减少零部件的生产步调 ,增加设计的灵活性,成为目前的热门研究偏向 。

最重要的,是增材制造零件能够适应燃气轮机的运行工况,但在实践中仍面临许多问题:例如,对许多金属粉末(特别是高温超合金)的基天性 能认识不足,或是设计中缺少足够的3D打印资料 性能数据作为支撑;不合 的增材制造设备(即使型号和制造商相同)产生 的构件可重复性不高,导致每个设备生产的零件都必须 零丁 进行评估和认证,使得应用成本年夜 年夜 提高,无法用于年夜 范围 制造。

许多团队正测验考试 用3D打印办法 制备整片叶片、燃料喷嘴等零部件,如上海探真激光技术有限公司已经胜利 打印了燃料喷嘴;法国的Safran Microturbo公司甚至直接3D打印整个燃气轮机(尽管很小),且为eAPU60微型涡轮发念头 打印的透平喷嘴已获得EASA(欧洲航空平安 局)认证。3D打印零部件多在航空发念头 行业先行先试,是因为航空发念头 有重量要求,且零件附加值比发电燃气轮机更高。

陶瓷基复合伙 料 (CMC)。CMC即在碳化硅基材中嵌入连续碳化硅纤维,起到强化和韧化的作用,具有异常 好的高温性能,密度仅为镍基高温合金的1/3。这种资料 已经开发了近30年,GE等许多制造商都在评估其在发电燃气轮机中的应用。如将CMC资料 用于透平叶片,对于小型燃气轮机可提高其整机效率,对于年夜 型地面发电燃气轮机,则因CMC资料 的断裂韧性较低而不具备实际应用条件。

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