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前言:目前,大力发展可再生能源发电,从而限制CO2排放已经成为全球共识,各国政府和监管部门不断出台减排措施,与此同时迫切需要灵活的发电解决方案作为调节电源,解决可再生能源发电带来的随机性、间歇性及波动性等问题。通过提高效率、工艺混合、使用低碳燃料或整合CO2捕获技术,可以减少新设计和改造的燃气轮机CO2排放量,这也巩固了燃气轮机行业的战略地位。为早日实现脱碳目标,中国航发燃机深入研究世界各国脱碳技术路线,对未来燃气轮机技术发展及燃料的适用性进行研究,并编译了本文,以期引发行业内更多有益的思考。
燃烧后CO2捕集与燃气轮机的集成技术
燃气轮机脱碳发电,无论是针对现有的天然气机组还是未来新建机组,都会对运营成本和可调度电力水平产生重大影响,因为碳捕获技术会产生额外的能量损失。因此,选择并优化最合适的捕集技术,同时保持工厂灵活性具有重要意义,需进一步研究如何最大限度地降低成本和能量损失。
燃烧后二氧化碳捕集技术,例如CA循环或使用压力或温度摆动概念的固体吸附剂,可改善热整合,从而降低运营成本。还应研究其他选择,例如CO2分离膜等。
废气再循环包括增强的再循环选项(例如使用CO2分离膜),以挺高废气CO2水平,从而降低捕集厂的规模和成本。这种方法将导致燃烧和热气路径环境发生重大变化,还可能影响可操作性、材料和部件寿命。
两个关键要素对上述技术非常重要。
1.集成燃气轮机和捕集过程的能源转换效率有关,需要优化并最大程度地减少能量损失,同时也与运行灵活性和捕集技术性能的组合优化有关,需要进一步研究。
2.瞬态运行对捕获性能的影响及其对控制策略的影响,尤其是因为燃气轮机发电厂被视为平衡电网并为不断增加的可再生能源份额提供调节电源是最灵活的解决方案。
使用氢气、生物质衍生气体和其他低碳气体运行
由于有限和没有升级气体净化以降低整体工厂复杂性,生物质衍生气体通常不如化石衍生气体清洁。这可能会导致燃烧和热气路径环境面临挑战,这将与旨在提高燃气轮机燃料灵活性所需的研究相关联。
需要进一步研究氢气在燃气轮机中的使用,无论是直接燃烧还是掺氢燃烧。这种氢气,纯的或混合的(甚至可能来自天然气管网),可以来自多种来源,包括重整天然气、来自气化过程的富含H2的合成气、来自未使用的可再生电力的水电解或生物质衍生。要被视为低碳解决方案,前两个选项需要涉及燃烧前捕集。
使用先进、高效循环的富氧燃气轮机
一系列先进、高效的循环燃气轮机正在开发中,从而提供更高效率的替代方案,其固有的CO2分离技术适用于燃烧后捕获选项的应用。这些使用氧燃烧来提供低N2废气,更容易从中分离CO2。在这些循环中,分离出的CO2被压缩用于运输和储存,并且一些CO2或冷凝蒸汽可以再循环到燃烧器以适度燃烧。此类循环在极高的压力下运行,并带来了重大的操作和组件制造挑战。例如超临界CO2动力循环,其中废气CO2被回收(例如NetPower循环),或清洁能源系统循环(包括天然气/O2燃烧),其中蒸汽用于缓和燃烧条件。
虽然为产生低成本、低碳电力提供巨大潜力,但这些循环需要在燃烧、热气路径环境(由于高蒸汽/CO2水平的影响)、材料、机械要求、控制策略方面取得重大进展等。这些与传统系统非常不同,并存在许多挑战和不确定性,可能会限制循环的潜在性能并严重阻碍其发展。研究这些改变运行环境的影响将有助于识别那些最具潜力的循环,从而为未来的燃气轮机开发提供一条可能的路径。
此外,燃气轮机与必要的O2生产过程的集成是一个研究领域,旨在优化更大的系统以实现整体效率和灵活性,其与绿色制氢等其他过程的整合也需要评估。
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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
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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
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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
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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
4月17日~21日,华能清洁能源研究院携CCUS领域先进创新技术成果亮相第49届日内瓦国际发明展,其自主研发的“一种二氧化碳捕集溶液强化再生系统与方法”从1053件专利中脱颖而出,斩获日内瓦国际发明金奖。该奖项是中国华能在国际知识产权领域获得的首项金奖,标志着华能实现了国际发明奖项“零”的突破
国家发展改革委办公厅印发《绿色低碳先进技术示范项目清单(第一批)》,尾矿固废资源综合利用示范项目、百万吨级二氧化碳捕集利用与封存研究及示范项目等47个项目入选。详情如下:国家发展改革委办公厅关于印发《绿色低碳先进技术示范项目清单(第一批)》的通知发改办环资〔2024〕272号科技部、工业
4月8日,国家能源集团宁夏煤业300万吨/年CCUS示范项目一期工程装置外管廊C1段轴基础土方开挖已完成770立方米,完成率100%;用于碳源捕集的两个容量分别为1000立方米的球罐焊接工作全部完成,较计划节点提前22天,为后期高质量推进项目建设打下了坚实的基础。300万吨/年CCUS示范项目是由地方政府牵手宁
4月1日10时13分,由浙能集团旗下浙能科环牵头实施的省“尖兵”研发攻关计划项目——浙能兰溪二氧化碳捕集与矿化利用集成示范项目顺利通过72小时运行试验,标志着全国首个煤电碳捕集与矿化利用全流程耦合示范项目在技术上具备投产条件。该项目是国内首次将二氧化碳矿化加气砌块技术应用于工程实践的示范
北极星碳管家网获悉,近日,国家发改委发布通知,提出针对2024年度重大课题项目向社会公开征集研究单位,研究题目涉及碳达峰碳中和、资源节约、环境保护等方面,共13项,分别是碳达峰碳中和综合评价考核指标体系研究、重点行业碳减排潜力分析与评价研究、碳捕集利用与封存政策研究、应对气候变化政策国
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新疆维吾尔自治区生态环境厅发布关于公开征求《二氧化碳捕集、利用与封存项目碳减排量核算规范(征求意见稿)》意见的通知,征求意见截止时间为2024年4月20日。文件规定了二氧化碳捕集、利用与封存项目二氧化碳减排量核算和报告的核算边界、核算工作流程、核算方法与数据获取、二氧化碳减排量计算、数
天津市科技局发布关于征集2024年绿色低碳领域重大技术需求的通知,征集范围包含CCUS与工业流程耦合技术及示范,应用于船舶等移动源的CCUS技术,新型碳捕集材料与新型低能耗低成本碳捕集技术,与生物质结合的负碳技术(BECCS)等。天津市科技局关于征集2024年绿色低碳领域重大技术需求的通知各有关单位:
编者按:主题教育开展以来,国家能源集团各级党组织和广大党员坚持学思用贯通、知信行统一,聚焦能源保供、转型发展、扭亏脱困等,攻坚克难、砥砺奋进,形成了一大批以学促干、学用贯通的具体实践。本期刊发江苏泰州公司转型发展的有关经验做法。2023年6月2日,初夏的天气略显闷热,9时35分,第一辆满
1月29日,河南省工业和信息化厅发布关于遴选2023年度绿色低碳发展标志性项目的通知,面向新型材料、新能源汽车、电子信息、先进装备、现代医药、现代食品、现代轻纺7大产业集群,聚焦先进超硬材料、新能源汽车、新型显示和智能终端、先进工程机械装备、节能环保装备、生物医药、冷链食品、纺织服装等28
近日,国家标准化管理委员会发布关于下达碳达峰碳中和国家标准专项计划及相关标准外文版计划的通知,华能清能院联合中国标准化研究院等单位主编的3项国家标准获批立项,分别为《烟气二氧化碳捕集压缩装置运行与管理规范》、《火电厂碳封存CO2检测方法》和《二氧化碳捕集第1部分:电厂燃烧后CO2捕集性能
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