我国燃气轮机联合循环发电产业的现状与未来.pptx
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1、1一、我国能源结构及电力工业发展方向一、我国能源结构及电力工业发展方向二、二、GTCCGTCC在我国电力工业中的重要地位在我国电力工业中的重要地位三、三、GTCCGTCC是当代最先进的商业化火力发电技术是当代最先进的商业化火力发电技术四、当代重型燃机的技术性能与国内外发展趋势四、当代重型燃机的技术性能与国内外发展趋势 五、燃气轮机是五、燃气轮机是2121世纪洁净高效能源系统的核心动力设备世纪洁净高效能源系统的核心动力设备 内内 容容2一、我国能源结构及未来电力工一、我国能源结构及未来电力工业发展方向业发展方向3 我我国国的的能能源源结结构构是是以以煤煤炭炭为为主主,油油气气资资源源匮匮乏乏.油
2、气人均剩余可采储量仅为油气人均剩余可采储量仅为世界平均水平的世界平均水平的6%;石石油油年年产产量量仅仅能能维维持持在在2亿亿吨吨左左右右(石石油油对对外外依依存存度从本世纪初的度从本世纪初的26%上升至上升至2012年的年的57%);常常规规天天然然气气新新增增产产量量仅仅能能满满足足新新增增需需求求的的30%左左右右(2012年天然气对外依存度年天然气对外依存度28.9%)。)。1 1 我国的能源状况及电力发展状况我国的能源状况及电力发展状况4 中国能源结构的变化趋势中国能源结构的变化趋势19951995年结构年结构20092009年结构年结构 预计到十二五末期,预计到十二五末期,煤的比重
3、下降到煤的比重下降到65%,天然气天然气占一占一次能源消费比重提高到次能源消费比重提高到7.5%。5以煤为主能源结构导致严重环境污染问题。以煤为主能源结构导致严重环境污染问题。6 20082008年世界各国的年世界各国的CO2CO2排放量排放量7 GW GW我国电力总装机容量和发电量均为世界第二我国电力总装机容量和发电量均为世界第二我国电力总装机容量和发电量均为世界第二我国电力总装机容量和发电量均为世界第二增长速度世界第一增长速度世界第一增长速度世界第一增长速度世界第一我国电力工业的发展我国电力工业的发展8 到2012年底,全国电力装机达到11.4亿千瓦,这标志着我国已经成为世界第一能源生产大
4、国 火电:8.18亿kW;全国可再生能源发电装机达到3.13亿亿千千瓦瓦,同比提高11.22%,占总装机容量的比例较上年同期增加0.85个百分点。其中水电装机2.489亿千瓦,同比增长6.8%;风电(并网)6083万千瓦,同比增长31.6%;太阳能发电(并网)328万千瓦,同比增长47.8%。核电:1250万kW;92004 2004 年我国人均装机年我国人均装机年我国人均装机年我国人均装机 0.35kW,0.35kW,人均发电量人均发电量人均发电量人均发电量 1500 1500 kWh,kWh,为世界平均水平的为世界平均水平的为世界平均水平的为世界平均水平的60%,60%,发达国家的发达国家
5、的发达国家的发达国家的 1/6 1/61/8 1/8 kWh/人人2010年达到年达到0.71kW,美国人均美国人均3kW10未来电力可持续发展方向未来电力可持续发展方向 高效高效 (高效率、高效益、高有效性高效率、高效益、高有效性)绿色绿色(洁净化、(洁净化、“三废三废“资源化、与环境友好)资源化、与环境友好)节约节约(节水源、节能源、节资源、节土地)(节水源、节能源、节资源、节土地)可靠可靠(高安全性、高灵活性、高电能质)(高安全性、高灵活性、高电能质)可柔性可柔性(方便灵活、个性化)(方便灵活、个性化)管理现代管理现代(信息化、数字化、网络化)(信息化、数字化、网络化)11到到20202
6、020年电源发展的蓝图年电源发展的蓝图122020202020202020年我国发电总装机将达到年我国发电总装机将达到年我国发电总装机将达到年我国发电总装机将达到14-1514-1514-1514-15亿亿亿亿kWkWkWkW未来未来9 9年内平均每年新增年内平均每年新增45004500万千瓦万千瓦.GW13电源可持续发展思路电源可持续发展思路 “十一五”规划电力发展方针:坚持节约优先,煤为基础,多元发展,深化体制改革,加强电网建设,有序开发水电,优化发展煤电,积极发展核电,适度发展天然气发电,大力发展风电等可再生能源,加快开发生物质能等发电,积极开发利用太阳能、地热和海洋能,重视生态环境保护
7、,提高能源利用效率。“十二五”电力工业发展规划研究中,按照安全、经济、绿色、和谐的规划原则,提出了优先开发水电、优化发展煤电、大力发展核电、积极推进新能源发电、适度发展天然气集中发电、因地制宜发展分布式发电的方针。另一说法:积极开发水电、优先发展煤电、安全高效发展核电、积极推进风电等新能源发电的原则方针不会变动14高效、绿色发电技术高效、绿色发电技术硫硫资资源源化化脱脱硫硫高高效效发发电电超超(超超)临临界界机机组组联联合合循循环环多多联联产产煤煤炭炭加加工工与与转转化化流流化化床床FBC整整体体煤煤气气化化联联合合循循环环IGCC可可再再生生能能源源发发电电及及核核电电烟烟气气净净化化灰灰渣
8、渣及及废废水水资资源源化化空空冷冷机机组组烟烟气气循循环环流流化化床床脱脱硫硫其其它它节节水水技技术术燃燃料料电电池池微微型型燃燃气气轮轮机机太太阳阳光光发发电电风风力力发发电电洁洁净净发发电电节节水水发发电电分分布布式式电电源源其其他他新新型型发发电电 以以煤煤气气化化为为核核心心以以发发电电为为核核心心15二、二、燃气轮机联合循环燃气轮机联合循环(GTCC)GTCC)在我国电力工业中的重要地位在我国电力工业中的重要地位16我国我国GTCC(燃气蒸汽联合循环)(燃气蒸汽联合循环)发展的展望发展的展望 电力工业将电力工业将持续发展并增加持续发展并增加GTCCGTCC比重比重 w20002000
9、年我国年我国GTCCGTCC装机容量约装机容量约700700万万kWkW,占装机容量,占装机容量2%2%w我国计划到我国计划到20102010和和20202020年新增年新增GTCCGTCC到到20002000和和86008600万万kWkW(占装机容量(占装机容量3.43.4和和6.7%6.7%),需天然气约),需天然气约200200和和500500亿亿m m3 3/年,占全国天然气用量年,占全国天然气用量2020和和2525。w电力工业为提高效率、优化电源结构和减少环境电力工业为提高效率、优化电源结构和减少环境污染、增加调峰能力、机组增容,在东南沿海及污染、增加调峰能力、机组增容,在东南沿
10、海及 “西气东输西气东输”沿线因地制宜地发展沿线因地制宜地发展GTCCGTCC发电。发电。必须燃用油、气等优质燃料,必须燃用油、气等优质燃料,IGCC IGCC 发发电技术将突破上述限制电技术将突破上述限制17我国电力工业的结构我国电力工业的结构我国电力工业的结构我国电力工业的结构:今天和明天今天和明天今天和明天今天和明天2002 2020 燃煤电站燃煤电站 72.6%64%水电站水电站 24.3%20%天然气电站天然气电站 1.8%6.7%(第(第4)核电站核电站 1.2%5%新能源新能源 0.1%9%(第第3)18燃气轮机发电是我国第三大发电方式燃气轮机发电是我国第三大发电方式 2020年
11、将达到年将达到 8600万千瓦万千瓦19目前我国在运和在建的燃气轮机联合循环电站目前我国在运和在建的燃气轮机联合循环电站 在运在运(E级及以下中小型机组级及以下中小型机组110套套)800万千瓦万千瓦 在建在建 E级中型机组级中型机组40套套 720万千瓦万千瓦 在建在建 F级大型机组级大型机组41套套 1640万千瓦万千瓦 共计共计 3160万千瓦万千瓦 已进行已进行 三次打捆招标,三次打捆招标,在运在运+在建在建+筹建筹建 共约共约3000万千瓦万千瓦2021我国在运和在建的燃气轮机联合循环电站分布我国在运和在建的燃气轮机联合循环电站分布 约约4/5集中在:集中在:珠江三角洲:深圳、广东珠
12、江三角洲:深圳、广东 长江三角洲长江三角洲:上海、江苏、浙江上海、江苏、浙江 东部及沿海:北京、福建、山东东部及沿海:北京、福建、山东 其余在:其余在:沿天然气管线:甘肃、河南、陕西、内蒙等沿天然气管线:甘肃、河南、陕西、内蒙等22三次打捆招标三次打捆招标三次打捆招标三次打捆招标5555台台台台(2040(2040万千瓦万千瓦万千瓦万千瓦)燃气轮机联合循环电站分布燃气轮机联合循环电站分布燃气轮机联合循环电站分布燃气轮机联合循环电站分布 广东13福建10浙江7江苏 9上海 4河南 4四川2北京2青海2甘肃2232420202020年我国天然气产量将达到年我国天然气产量将达到20002000亿立方
13、米亿立方米/年年(40%(40%进口进口)天然气管线将达到天然气管线将达到5 5万公里万公里建设建设/规划规划LNGLNG接收站接收站(3000(3000万吨万吨/年年)中亚俄罗斯澳大利亚、印尼、中东、美洲2526为确保为确保LNGLNG进口进口 我国开始制造我国开始制造LNGLNG运输船运输船27LNG船长二百九十二米,宽四十三点三五米,型深二十六点二五米28我国燃气轮机联合循环我国燃气轮机联合循环 发电设备国产化进展迅速发电设备国产化进展迅速 前几年完成两次打捆招标前几年完成两次打捆招标 贯彻落实发改委贯彻落实发改委“以市场换技术、实现本地化制造以市场换技术、实现本地化制造”的原则,取得了
14、重大成果的原则,取得了重大成果29完成完成4545套套F/EF/E级级GTCCGTCC设备招标设备招标(1640(1640万千瓦万千瓦)成功引进成功引进GEGE、MHIMHI、SiemensSiemens当代先进制造当代先进制造技术并向中方转让技术并向中方转让哈汽、东汽、上汽、南汽本地化进程顺利哈汽、东汽、上汽、南汽本地化进程顺利我国我国GTCCGTCC产业在基本停滞二十多年后进入了产业在基本停滞二十多年后进入了新的发展时期新的发展时期30哈电秦皇岛基地已出厂哈电秦皇岛基地已出厂1010台台9 9FAFA燃气轮机燃气轮机首台出厂首台出厂 2004 2004年年7 7月月3030日,吴邦国委员长
15、剪彩日,吴邦国委员长剪彩31我国首套我国首套109109FAFA燃气轮机联合循环发电系统燃气轮机联合循环发电系统(杭州杭州半山电厂半山电厂)20052005年年5 5月月1919日点火成功。日点火成功。32东汽德阳基地首台东汽德阳基地首台M701FM701F燃气轮机燃气轮机20052005年年6 6月月1 1日日完成厂内试车完成厂内试车33东汽德阳基地首台东汽德阳基地首台M701FM701F燃气轮机转子燃气轮机转子34燃气轮机联合发电产业发展的基本条件燃气轮机联合发电产业发展的基本条件 电力工业市场需求电力工业市场需求 稳定?稳定?充足的燃料充足的燃料(天然气天然气)供应供应 燃气轮机联合循环
16、发电设备的国产化燃气轮机联合循环发电设备的国产化 35三、燃气轮机联合循环三、燃气轮机联合循环(GTCC)GTCC)是是 当代最先进的商业化火力发电技术当代最先进的商业化火力发电技术36燃气轮机三大部件燃气轮机三大部件空气燃料压气机透平燃烧室发电机燃气 高效率、低污染特点高效率、低污染特点 1)区别于活塞式内燃机)区别于活塞式内燃机 活塞式内燃机在一个内燃机在一个缸体内进行各热力过程缸体内进行各热力过程 燃气轮机在不同设备燃气轮机在不同设备中进行,易于采用先进的中进行,易于采用先进的集成技术集成技术 2)区别于火电厂汽轮机)区别于火电厂汽轮机 多为内燃方式,初温高多为内燃方式,初温高 高温加热
17、,高温放热高温加热,高温放热理想简单燃机循环过程理想简单燃机循环过程简单燃气轮机理想循环(布雷顿(简单燃气轮机理想循环(布雷顿(Brayton)1、绝热等熵压缩、绝热等熵压缩 1-2 2、定压吸热、定压吸热 2-3 3、绝热等熵膨胀、绝热等熵膨胀 3-4 4、定压放热、定压放热 4-11 压比压比 定义:压气机压缩过程前后的滞止压力之比。定义:压气机压缩过程前后的滞止压力之比。无因次量,压比大小表明压缩的程度,表明压气机无因次量,压比大小表明压缩的程度,表明压气机性能的优劣。性能的优劣。压气机将不断向大压比,大流量、高效率方向发展,压气机将不断向大压比,大流量、高效率方向发展,依赖于依赖于气动
18、热力学及流体力学气动热力学及流体力学的发展。的发展。2、温比、温比 定义:循环最高滞止温度定义:循环最高滞止温度T3*与最低滞止温度与最低滞止温度T1*之比。之比。无因次量,无因次量,决定燃机循环性能的决定燃机循环性能的主要参数主要参数之一,之一,温比的提高主要依靠温比的提高主要依靠耐热材料及冷却技术耐热材料及冷却技术的发展的发展40燃气轮机应用领域广泛:燃气轮机应用领域广泛:军用和民用飞机发动机军用和民用飞机发动机(喷气发动机喷气发动机)-)-轻型轻型 舰艇用燃气轮机舰艇用燃气轮机-轻型轻型 发电用燃气轮机发电用燃气轮机-重型重型 工业驱动工业驱动(泵泵,压缩机压缩机,鼓风机鼓风机)用燃气轮
19、机用燃气轮机-轻型轻型 坦克等车辆用燃气轮机坦克等车辆用燃气轮机-轻型轻型 小型燃气轮机小型燃气轮机轻型轻型,用于分布式发电和冷热电联供用于分布式发电和冷热电联供 微型燃气轮机微型燃气轮机-特轻型特轻型(钮扣钮扣),),特殊用途特殊用途 燃气轮机单循环热效率可达到燃气轮机单循环热效率可达到40%,40%,是非常重要的军是非常重要的军用和民用发动机用和民用发动机,对国防建设和国民经济有战略意义对国防建设和国民经济有战略意义41 地面用燃气轮机主要部件地面用燃气轮机主要部件控制系统控制系统辅机系统辅机系统多级轴流压气机多级轴流压气机多管环形燃烧室多管环形燃烧室气(汽)冷却多级透平气(汽)冷却多级透
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