登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
前言:
未来将大规模以可再生能源发电为主体,但可再生能源自身存在随机性、间歇性和波动性,使得电网和电力供应系统的安全性和稳定性备受考验。燃气轮机具有占地小、可靠性好、效率高、快速启停等优点,必将在电网过渡阶段发挥至关重要的作用。
目前燃气轮机联合循环模式相较于简单循环配置下能增加约20%的效率。对通过采用更高的燃烧温度和提高部件性能,可显著提升燃气轮机发电的效率。中国航发燃机瞄准世界燃气轮机技术发展方向,为进一步提高燃气轮机发电效率进行了深入研究并编译本文,以期引发行业更多有益的思考。
热力循环
当今世界大多数燃气轮机采用简单循环运行,只有少数燃气轮机用压缩机中间冷却、再加热(顺序燃烧)或通过回热器进行内部热回收。简单循环需要更高的入口温度和更高的部件性能,每一代燃气轮机的效率都有会小幅提升。然而提高效率需要不断完善技术,鉴于热力学和材料学的高需求,这些效率的提高在经济性上有待商榷。基于此,业内已经有一些声音在呼唤——其他循环,如热布雷顿循环,将被考虑用于未来的联合循环燃气轮机,在不达到如此高温度的情况下实现类似的效率。需要进一步探索在额定和非设计条件下对循环性能、燃烧器运行、冷却流量管理、涡轮机热管理以及重要的灵活性的影响。
气路设计
目前燃气轮机中的压气机和涡轮的气路设计已经实现了核心等熵流(远离环空的流动)的精细化水平。通过多目标优化获得的高度三维叶片现在普遍使用,产生了前所未有的空气动力学效率。进一步的内部效率提升将是适度的,尤其是在压气机中。
尽管如此,仍有些二次流动可进一步提高效率。涡轮间隙控制就是其中之一,估计有可能通过主动间隙控制系统实现0.25%的联合循环效率增益。主动间隙控制系统可用于新的燃气轮机和现有装置升级;其中一些依靠转子的轴向位移,而另一些则径向工作。无论采用什么方法,都面临着发动机瞬态温度分布的挑战,这些挑战受到负载变化的影响,更加频繁启动或停止。未来的系统需要能够进一步减少压气机端部泄漏流量,避免旋转部件和静止部件之间的物理接触。
冷却系统
大约20%的压缩机流量从气路排出,用于冷却和密封发动机的(高压)热部分。其中大部分用于冷却一级涡轮叶片。在涡轮高压段内气路的根部,吸入热气也可能导致机械故障和空气动力损失。当燃气轮机的高应力部件(如转子盘)被从气路吸入的热气过热时,可能会触发机械故障。轮辋密封件通常与内部密封件一起从压缩机排出冷却/密封空气以防止流入空腔,但这也会降低燃气轮机效率。从压气机排出的空气会导致热效率减少,更重要的是气体路径中的出口和核心流之间的相互作用会产生进一步的动力损失。这些现象也受到瞬态操作的影响,因为这会改变所有相关流动的压力和温度分布,以及密封元件的公差。
因此,二级气路的改进设计、多目标拓扑优化和冷却流的主动控制是需要进一步研究的领域,以进一步提高现有和新燃气轮机的性能。
底层循环
现代热回收蒸汽发生器在压力水平下产生蒸汽并结合,目前能够在技术上可行的情况下回收尽可能多的能量,受最低烟道温度限制,这会引发烟道气流中的冷凝问题。从第二定律的角度(即火用破坏)来看,超临界高压蒸发器可以减少这种不可逆性,但相关成本可能无法通过边际性能增强(估计最先进技术的联合循环效率点为0.5个百分点来补偿)。
多压力热回收蒸汽发生器(HRSG)在燃气轮机的低排气温度下最受关注。当从单压到多压降低时,随着温度提高性能,并且在热气温度(HRSG入口)大约为700℃时,两种布局之间的差异消失了。随着燃气轮机排气温度的升高(现在超过650℃)需要以较低容量系数运行的联合循环发电厂的经济成本,可能有机会采用亚临界的单压再热底部循环。
附加说明
在未来几十年,联合循环发电厂高效发电将依赖于部分负荷效率而不是额定工况效率。因此,提高部分负荷性能和瞬态响应(尽可能快地过渡到更高负载以减少低负载下的运行时间)将对于运行的灵活性和电网的利益至关重要。这同样适用于减少燃气轮机的最小环境负荷,从而减少启动和关闭的次数,并减少相关的燃料消耗、提高使用寿命和降低排放。这一切都与提高联合循环和简单循环燃气轮机的整体效率有关。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
4月10日,国家能源集团党组书记、董事长刘国跃在集团总部会见中国航发集团党组书记、董事长曹建国一行,双方围绕节能降碳技术研究、燃机设备更新等事宜进行深入交流。集团公司党组成员、副总经理徐新福,中国航发集团党组成员、副总经理王之林参加会谈。
北极星固废网获悉,中国航发北京航空材料研究院危险废物处置服务中标候选人公示,北京金隅红树林环保预中标该项目,公示如下:
11月1日,中国航发“太行15”燃气轮机在沈阳通过阶段成果鉴定评审,标志着具有完全自主知识产权的15兆瓦级燃气轮机研制取得阶段性成果,对促进我国燃气轮机产业发展具有重大意义。“太行15”燃气轮机是基于成熟航空发动机衍生发展,历经十余年研究,开发出性能优越、可靠性高的燃气轮机产品,目前已获
8月24日,中国航发燃机与无锡市工信局、惠山区政府及无锡产业集团签订无锡项目战略合作协议,中国航发燃机轻型燃机产业化项目落户无锡。无锡市副市长周文栋,市政协副主席、惠山区委书记吴建元,无锡产业集团党委书记、董事局主席姚志勇,中国航发燃机董事长姚玉海,总经理卢继斌出席并见证签约仪式。
2023年7月19日,中海石油海南公司、中海石油海油工程设计院、中国航发燃气轮机有限公司共同见证了“深海一号”二期工程太行7B燃气透平发电机组顺利完成出厂试验,各系统工作状态稳定,性能参数符合设计要求,具备交付条件。深海一号二期工程项目,是继“深海一号”之后又一个1000米级的深水项目,开发
7月10日,中国航发燃气轮机有限公司与中交雄安投资有限公司在雄安新区签署战略合作协议。双方按照相互支持、共同发展的原则,在推动雄安新区建设发展等方面开展广泛合作,实现互利共赢。中国航发副总经理、党组成员王之林,中交集团副总经理、党委常委裴岷山出席签约仪式并讲话。中国航发、中交集团有
6月12日,中国航发燃机自主研发的宁波终端改扩建二期项目外输压缩机项目太行7B燃机机组完成生产制造正式出厂发运,标志着首台7MW驱动燃气轮机正式走向工程应用,对于促进天然气管道关键设备国产化具有重要意义。“燃驱压缩机组”被誉为天然气管道的“心脏”,是保障天然气管网能源“大动脉”安全可靠运
北极星固废网获悉,中国航空发动机集团有限公司危险废物嵌入式服务及处置项目中标候选人公示,陕西宏恩等离子技术有限责任公司为第一中标候选人,预中标该项目,投标报价约687万人民币,服务期360天,详情如下:
2022年10月9日18时,由中国航发燃机自主研制的国产首台110兆瓦功率等级AGT-110重型燃气轮机,在中海油深电现场通过72小时满负荷连续运行,迈出走向商业运行的重要一步。中国航发坚决贯彻落实习近平总书记关于“加快实现航空发动机及燃气轮机自主研发和制造生产”重要指示,自主研制了国产首台110兆瓦功
8月2日,中国航发燃机安阳试验示范电站项目AGT-25燃气轮机发电机组累计稳定运行突破10000小时,顺利完成30MW级中低热值燃气轮机既定关键指标考核验证。30MW级中低热值燃料燃气轮机的国产化研制,对于保证国家能源安全、促进清洁能源高效利用和推动装备制造工业发展具有重要意义。AGT-25燃气轮机首次实
构建园区多能互补格局,能源综合效率可达85%以上。能源梯级利用,降低装置综合能耗,符合国家能源政策要求。——中国航发燃气轮机有限公司炼化化工市场总监杨雷《燃气轮机在综合能源的应用及碳达峰前景》2022年7月28日,北极星电力网主办的“2022第四届综合能源服务产业创新发展大会”在长沙召开。大会
北极星氢能网获悉,近日,国家发改委印发《绿色低碳先进技术示范项目清单(第一批)》,其中包括张家口风氢一体化源网荷储综合示范工程项目(一期)、基于纯氢燃气轮机创新的“电-氢-电”新模式实证示范项目、50万千瓦风电制氢制氨一体化示范项目、氢能产业园(绿色氢氨醇一体化)示范项目等多个氢能项
2024年4月2日,哈电通用燃气轮机(秦皇岛)有限公司生产的第六台9HA燃机顺利下线,并被运往深圳能源光明电源基地项目现场,本次发运机组为项目的三号机组。深圳能源光明电源基地项目建成后将为当地输送两吉瓦的电力,有效满足深圳市西部不断增长的电力负荷需求,改善深圳西部电网结构,缓解沙角电厂退
·GEVernova将以实现全球电气化的同时降低碳排放为目标,并凭借自身在业务规模和解决方案方面的独特优势,为加快能源转型提供助力·GEVernova将以可持续发展、创新和精益管理为核心,推动业务稳步增长、提高利润率和自由现金流,并实现更高效的资本分配·GEVernova现已在纽约证券交易所上市,股票代码
2024年4月1日,京宜热电小溪塔2×75MW天然气热电联产项目#1燃气轮机顺利完成燃机点火整套启动,开始带负荷热态调试,标志着小溪塔天然气热电联产项目取得重要阶段性进展。此次启动前,各参建单位同心协力、密切配合,有序完成了设备调试、系统检测等一系列准备工作。下午16时28分,现场工作人员紧张而有
为加快中央企业科技创新成果应用推广,加速科技成果向现实生产力转化培育,发展新质生产力的新动能,国务院国资委组织开展科技创新成果征集遴选工作,经企业推荐与专家评审编制形成《中央企业科技创新成果产品手册(2023年版)》。本次科技创新成果产品手册共涉及电子元器件、零部件、仪器设备、软件产
近日,华电电科院汽机及燃机研究中心申请的燃机领域PCT专利《Faultyearly-warningmethodandsystemappliedtogasturbineunit,andapparatus》获得美国专利及商标局(UnitedStatesPatentandTrademarkOffice,USPTO)的正式授权。该专利的成功授权标志着华电集团在燃气轮机组故障预警领域取得了重要突破。该
北极星氢能网获悉,3月19日,国家发改委发布了关于向社会公开征求《绿色低碳先进技术示范项目清单(第一批)》意见的公告。据了解,本批次发改委共公示了47个项目,其中氢能产业项目共计8个,源头减碳类项目6个,分别为:皖能燃煤锅炉掺氨清洁高效燃烧成套技术示范项目、国创氢能张家口风氢一体化源网
3月16日15时,东方电气集团自主研制的F级50兆瓦重型燃气轮机,在四川德阳经开区分布式能源站通过“72+24”小时运行考核,正式投入商运,标志全国产化F级50兆瓦重型燃气轮机商业应用迈向成熟化,为进一步推进自主燃机系列化、清洁化、产业化发展奠定了坚实基础。该项目是国家能源局批准的第一批燃气轮机
去年全国两会期间,全国人大代表、东方电气集团东方汽轮机有限公司(以下简称“东方汽轮机”)副主任工程师曹天兰提出的《构建我国安全稳定韧性的燃气轮机产业链的建议》已成为现实。但她认为,要实现燃气轮机产业链的高质量发展仍然需要解决很多问题。如何给予中小燃机研制单位更多支持、加大燃气轮机
2月28日,我国自主研制的300兆瓦级F级重型燃气轮机首台样机在上海临港总装下线。工业和信息化部党组书记、部长金壮龙出席总装下线活动并致辞,工业和信息化部党组成员、副部长辛国斌,上海市副市长陈杰,国家电投党组书记、董事长刘明胜出席活动。金壮龙向参研参试单位和全线干部职工致以热烈祝贺和诚
随着全球范围内对绿色低碳转型的追求,燃机行业也逐渐达成了向燃烧纯氢转型的共识。我国的上海电气、杭汽轮集团正在推进相关研究,加大燃气轮机中的掺氢比例。此前,美国GE公司曾表示,其在全球已有超过100台采用低热值含氢燃料的机组在运行,预计2030年将具备100%燃氢能力。欧盟和日本也计划在2030年
北极星电力网整理了2024年4月15日至2024年4月19日一周火电项目,涉及项目的核准、开工、投运等。滁州天然气调峰电厂项目2号机组首次并网一次成功4月11日,淮河能源控股集团电力集团滁州天然气调峰电厂项目2号机组首次并网一次成功。标志着2号机组已具备对外输送电能力,为后续该机组168小时连续满负荷
4月18日,东方电气集团召开2024年一季度经济运行分析会。会议以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的二十大和二十届二中全会精神,认真落实党中央、国务院决策部署以及国务院国资委工作要求,系统总结全集团一季度经济运行情况,分析当前面临的形势,剖析存在的问题与不足,研究部署
北极星电力网获悉,4月18日,华电国际披露2024年第一季度发电量及上网电价,2024年第一季度累计完成发电量561.64亿千瓦时,较上年同期下降约0.19%;完成上网电量524.77亿千瓦时,较上年同期下降约0.30%。2024年第一季度,本集团的平均上网电价约为人民币509.31元/兆瓦时。目前本集团在运主要发电机组20
北极星电力网获悉,浙能电力公告,2024年第一季度,公司全资及控股发电企业按合并报表口径完成发电量383.48亿千瓦时,上网电量363.78亿千瓦时,同比分别上涨17.79%和17.99%。公司电量上升的原因主要是浙江省全社会用电量增长及同比新增乐清电厂三期2台机组。公司全资及控股发电企业2024年1-3月发电量及
北极星电力网整理了31个地方2024年3月的发电量数据,包括火电、水电、核电、风电、光伏。详情如下:1、北京市2024年3月,北京市总发电量36.3亿千瓦时,同比增长-3%;其中,火电发电量35亿千瓦时,同比增长-2.9%;水力发电量1亿千瓦时,同比增长-4.6%;风力发电量0.1亿千瓦时,同比增长-21.7%;太阳能发
新质生产力代表新技术、创造新价值、适应新产业、重塑新动能,发展新质生产力是夯实全面建设社会主义现代化国家物质技术基础的重要举措。贵州金元作为国家电投在黔火电装机容量最大的企业,肩负社会保供的“压舱石”责任,紧跟时代发展步伐,坚持以创新为第一动力,在机组迭代升级、技术改造、科技兴安
北极星电力网获悉,江苏国信日前发布2024年第一季度业绩预告。2024年一季度,江苏国信预计实现净利润7.79亿元,同比增长202.87%。公告称,公司归属于上市公司股东的净利润较上年同比增长,主要是受煤炭价格下降及电量增长共同影响。公司加强燃料管理,争取辅助服务收益,持续降本增效,盈利能力进一步
北极星电力网获悉,粤电力A近日发布2024年第一季度业绩预告。今年一季度,粤电力A预计实现净利润1.1-1.4亿元,同比增长24.39%-58.32%。公告称,2024年第一季度,公司积极把握市场窗口期,提高机组负荷率,叠加新机组投产影响,上网电量同比增加,有效缓解了电价下降对营收的不利影响。同时,公司持续
4月16日,建投能源召开一季度生产经营分析会。公司党委书记、总经理王剑峰出席会议并讲话,公司副总经理靳永亮主持会议。公司领导、各职能部门负责人现场参加会议,所属及代管企业主要负责人及相关人员以视频会议方式参加会议。会议听取了企业代表和公司相关部门的专题汇报,客观分析了一季度生产经营
北极星电力网获悉,近日,中国能建发布2024年第一季度主要经营数据公告。2024年第一季度累计新签合同额3677.56亿元,同比增长23.53%。其中传统能源业务同比增长19.82%。按业务类型统计注:1.传统能源业务包括火电、水电、输变电、核电等业务。2.新能源及综合智慧能源业务包括风电、太阳能发电、生物质
国家电投3月份利润及一季度利润总额均创近五年同期新高,“一利”稳定增长、“五率”持续优化,“调结构”成效显现,改革创新积极推进。俯瞰胶东半岛,海阳核电二期工程大年初五迎来一派忙碌景象,800多人奋战建设一线,全力确保项目如期推进;遥望黄河上游,羊曲水电站3月相继完成首台机组转轮、转子
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!