燃气电站发展现状分析
- 2015/7/3 10:46:20 14596
- 来源：华电电力科学研究院
目前根据技术发展成熟情况，国内能够大规模开发利用的新能源主要集中在风能、天然气、太阳能等。风能因其蕴藏量巨大，可再生，分布广，无污染等特性，风力发电成为世界能源发展的重要方向。但风能大规模集中上马对电力系统运行安全稳定性带来很大安全隐患，另外风电投入巨大，选址要求高，受季节影响较大等等，目前风电发展受到限制。
太阳能光伏发电系统广泛建立于距离电网较远的偏远山区无电区海岛荒漠地带等向独立，地理分布、季节变化、昼夜交替会严重影响其发电量;当大规模使用占用的面积比较大，
光伏发电系统成本比较高使得初始投资高，严重制约大规模开发利用。
天然气发电具有污染小，启动快，受地理条件限制小，施工工期短，造价稳定等诸多优点，受到众多发电企业青睐，得到快速发展。
分布式发电指利用各种可用和分散存在的能源，进行发电供能的技术。以天然气发电的分布式能源系统因其具有可靠、、清洁、环保、配置灵活等优势而具有巨大的发展潜力，
受到国内外众多发电企业重视。
1、燃气电站发展现状
目前国内燃气发电成熟模式基本可分为两种：一种是以发电为主的9E、9F级燃气联合循环发电机组。另一种就是以GE公司LM2500系列航改燃气轮机为代表的分布式能源电站工程。
9E、9F级以发电为主的联合循环机组是GE、三菱、西门子等众多大厂商生产的机组。其中9F级燃机主要以GE的MS9001FA/B，西门子SGT5-4000F，三菱重工的M701F等为代表。目前国类较多采用的是GE的MS9001FA/B燃机，这类机组主要集中分布在华东、华南、华北等经济较为发达地区，9F级燃气轮机主要靠国外引进。9E级燃机初期以全套引进为主，目前采取引进国外技术，国内加工生产为主，逐步实现燃机技术国产化。9E级燃机构造与9F级燃机类似，一般采用“一拖一”模式，即由一台燃气轮机组、一台余热锅炉和一台汽轮机组构成燃气—蒸汽联合循环模式，其中燃气轮机由压气机、燃烧室和透平三大部分构成。
以天然气发电的分布式能源电站工程发电机组一般采用“一拖一”或“二拖一”设计模式。“二拖一”模式指由两台燃气轮机组、两台余热锅炉和一台汽轮机组构成燃气—蒸汽联合循环模式。目前这类分布式能源电站燃气轮机整套引进，汽轮发电机国内配套生产。燃气轮机主要以GE公司生产的LM2500、LM6000系列航改燃机为主，发电功率涵盖了从20MW至60MW各等级。分布式能源一般布置在工业园区等企业、人口稠密地区，不仅能起到电源点支撑作用，能源利用效率高，还输出热源、冷源，做到冷热电三联产。
不管是高参数大容量的9E、9F级燃机，还是分布式能源站燃机，核心技术都掌握在外国公司手中，燃气机组设备引进价格高昂，现场技术服务、维护成本昂贵，同时涉及到燃机运行维护的技术话语权都受制于人。
由于燃气机组具有启停快，对负荷调节速度快，运行稳定，各级电力调度机构将燃气机组作为调峰调频重要手段。因此目前9F、9E级燃机运行方式一般以昼开夜停的两班制运行为主，承担调峰调频作用，主要输出电能和部分对外供热。分布式能源站机组运行时一般以其供汽/热量来决定负荷，调整运行方式，在用电高峰时也参与调频。
2、燃气发电面临问题
通过长时间的运行实践，燃气电站在减轻环境污染，丰富电网运行调度方式，优化能源结构方面确实了发挥积极作用，但燃气电站在运行生产中也遭遇很多困难。燃气发电主要面临以下问题。
1)因各地方纷纷跑马圈地抢上燃气设备，导致天然气供应量不足、供应不稳定，燃气价格大涨，导致燃气发电企业生产成本大幅上扬，目前燃机发电企业普遍面临亏损，无利可图的局面。
2)目前很多燃机发电企业的燃气机组基本采用两班制运行，作为主力调峰调频机组使用。燃机机组启停频繁，导致设备经常出现故障，通过调研发现故障主要集中在燃机压气机、
发电机和燃烧器与热通道等关键设备上，降低发电设备可靠性，给电厂带来重大经济损失，成为燃机安全运行的重大威胁。
3)国内燃机企业在消化吸收燃机运行、管理技术、积累燃机运行维护经验、研究解决燃机运行等受各方面因素制约，燃机运行管理还面临着不少的困难和问题。燃机发电企业在技术上严重依赖于制造厂家，燃机备品备件国产化程度较低，大部分备品供应渠道由设备厂家垄断，价格昂贵。燃机设备一旦出现故障，修复周期长、价格贵、费用高并且处于不可控状态，极大地增加了燃机的运行维护成本，导致燃机设备故障的维修周期和维修费不可控，给燃机企业的生产运营造成巨大压力。
4)目前国内没有建立统一的燃机发电上网电价政策、运行考核规定。国家对燃机发电进行差价补贴，补贴由电网公司支付，使电网公司的既得利益受到威胁。电网公司一般对燃气电站机组运行方式采取调峰运行，机组出力进行限制，导致燃机机组运行小时少，设备频繁运行，降低设备可靠性。另外，分布式能源一般对当地用电大户采用直供电模式，导致电网公司的垄断利润减少。分布式能源与当地电网联网，发生事故时对电网的冲击大、引发意想不到的操作造成电网的故障率增多等不确定因素，导致电网相关部门对分布式能源发展持消极态度。
综上所述，为了解决燃机发电企业生产经营方面出现的困难，促进燃气发电企业健康良好发展，燃气发电企业、政府相关部门和电网公司应该携手合作，采取针对性措施，解决燃气发电企业面临实际问题，保持燃气发电持续快速健康发展。目前主要措施如下。
1)国家相关部门应规范燃气发电企业审批制度，科学规划，长期、优先保障燃气电站项目燃料源供应，保证天然气价的相对稳定，保证燃气电站用天然气充足。建立健全“碳交易”平台建设，推动燃气发电企业试点交易。相关部门采取实际行动推动推行各燃机企业试行“大用户直供电”试点工作，拓展燃气发电企业生存空间。
2)电力调度机构要对各燃机发电企业实行综合调度，以大限度发挥大容量燃气-蒸汽联合循环发电机组、节能环保、安全稳定的优势，合理安排燃机的运行和启停方式以及调峰策略，优化燃气机组运行方式。
3)各燃机发电企业应加强内部运行管理，节能减排，提高能源利用效率。燃机发电企业要加强设备运行维护管理，对燃机的关键部位运行参数加以重点监视、跟踪分析，监测预警，制定完善事故应急预案并做好演练，防止发生重大设备事故。各燃机发电企业做好燃机运行技术消化吸收和研究探索工作，提升燃机技术掌控水平和故障分析能力。
4)政府和相关行业要扶持国内发电企业开展燃机技术研究，做好燃机引进技术消化吸收工作。各燃机相关研发企业要加大投资研发力度，加快推进燃机国产化步伐，提升国内燃机的修造能力，打破厂家在燃机售后服务方面的技术垄断，为国内燃机企业提供技术支持。
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