GE燃氣發電技術為綠色能源發展蓄力

2019-05-31 09:48 來源:《電力設備市場》 打印 掃碼手機看

  2019年5月15日,國家發展改革委、國家能源局聯合印發《關于建立健全可再生能源電力消納保障機制的通知》(以下簡稱《通知》)。《通知》對政府部門、電網企業、電力用戶等各類承擔消納責任的主體提出優先消納可再生能源的明確要求,強調對電力消費側市場行為進行引導,推動能源消費向綠色用能轉變。

  2018年,我國可再生能源發電量達到1.87萬億千瓦時,占全部發電量比重從2012年的20%提高到2018年的26.7%。目前,受系統調峰能力不足、市場機制不健全等因素影響,可再生能源還存在比較突出的限電問題。

  在可再生能源引領的未來能源結構中,需要一個穩定、高靈活性的電力來源,在可再生能源發電量不足時提供基礎負荷,并根據其發電量削峰填谷,保證電網的穩定。能否滿足調峰需求,也成為發電企業的考核指標之一。

  燃氣聯合循環機組工作機理使其具有調峰的天然優勢

  發電機組穩定電網頻率的能力主要反映在一次調頻,二次調頻,部分負荷效率和快速啟動能力上。一次調頻,就是感知電網頻率的變動,機組控制系統產生相應的負荷指令來增減機組負荷,最終達到速度、瞬態及時地彌補或減小頻率的波動。二次調頻其中包括自動發電控制AGC,是指發電機組在規定的出力調整范圍內,跟蹤電力調度指令,按照一定調節速率實時調整發電出力,以滿足電力系統頻率和聯絡線功率控制要求的服務。為了有足夠的備用容量進行頂峰升負荷,一般要求調峰電廠運行在部分負荷,這樣部分負荷時運行的效率和可靠性就比較重要。燃氣聯合循環機組工作機理為燃料直接燃燒做功,靠直接調節燃料調節負荷,具有快速啟動和運行靈活性,能夠快速響應電網負荷變化要求,適合電網調峰運行。

  例如,一個搭載GE9HA燃機的調峰電廠,機組可在30分鐘內從燃機點火到聯合循環滿負荷。在小于23秒的時間內,9HA機組負荷可增加62MW。在4秒內,機組負荷可下降165MW。機組能快速響應電網一次調頻指令,快速的升降負荷能力在二次調頻穩定電網上有獨到優勢。在滿足排放的前提下,機組負荷可以低至33%。

  按目前電網的普遍情況,每日的峰谷差約有40%左右,也就是需約60-70%的最大負荷容量機組參加調峰。9HA.01聯合循環機組在負荷降到75%時,聯合循環效率僅有最小幅度差異,可以保證較好的經濟性。

  GE HA級燃機——裝機量增長最迅速的機型

  GE于1949年設計并提供了世界上第一臺在商業電站中應用的燃氣輪機。截止目前,GE擁有世界上最大的燃機裝機量:7000多臺燃氣輪機, 累計運行時間超過2億小時。

  GEHA級燃機是目前世界上最大、效率最高的燃氣輪機。憑借在增材制造和燃燒技術上的突破,HA系列燃機保持著燃氣輪機效率紀錄。目前,GEHA級燃機已經在全球銷售86臺套,足跡遍布全球超過16個國家和地區,服務超過35個客戶,總運行小時數超過30萬小時。正因為H級燃機的優越性能,自2016年正式發布以來,GE的HA燃機深受認可,成為全球增速最快的燃氣輪機機組。

  在中國,2019年4月,國內首臺9HA已抵達天津華電軍糧城項目現場。作為中國內地第一個H級燃氣-蒸汽機聯合循環發電項目,預期該項目全廠聯合循環效率將超過62%。

  在巴基斯坦,必凱1180MW電站項目、百路凱1223MW電站項目和赫維利1230MW電站項目均采用了GE 9HA機組。其中最先實現單循環投運的必凱項目是亞洲首個投入商業運行的HA級電站項目;赫維利和必凱項目在2018年成功實現了聯合循環商業運行,將極大緩解當地的電力短缺狀況,具有劃時代的意義。

  在馬來西亞,2018年11月,首臺9HA.02燃機在法國貝爾福完成全速空載測試,并已啟程運往馬來西亞。

  在日本,在對已有40年歷史的西名古屋火力發電廠重建的過程中,中部電力株氏會社選擇了更為高效、靈活的重型燃氣輪機,一期配置了三臺GE 7HA燃氣輪機,實現了63.08%的聯合循環全廠效率,可滿足大約270萬日本家庭的用電需求。

  天然氣發電可以快速啟停,調峰成本低,對提高電網穩定性和可靠性至關重要,可以與可再生能源形成補充,促進可再生能源迅速成長。燃氣聯合循環,尤其是9HA機組在未來的電網中將發揮更大的作用。

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