燃气轮机发电案例介绍-生物质燃料气发电

燃气轮机发电案例介绍-生物质燃料气发电

1 案例背景

生物质燃料来自于大自然，主要是稻秸秆，麦秸秆，灌木和生活垃圾中的有机物。随着地球上的化石燃料越来越少，可再生能源是目前世界各国政府的重要任务。生物质燃料是可再生能源的重要组成部分，如何合理利用是目前需要迫切解决的问题。

过去利用生物质燃料的方法主要是直接燃烧，将生物质燃料破碎后，直接进入锅炉，产生蒸汽，然后再驱动汽轮发电机组。这样的利用方法主要特点是系统成熟，但效率低下。建立这样的生物质直燃发电装置，投资回报非常低。国家必须提供大量的补贴才能生存下去。

将生物质燃料通过气化的方法，产生可燃气体，用往复式内燃机或燃气轮机发电，可以大幅度提高发电效率。在目前的上网电价和生物质原料价格条件下，投资收益大幅改善。

目前在国际上，欧美发达国家也在大力开发生物质气化发电的技术。上图是预计到2030年全球生物质气化发电市场规模。

往复式内燃机一般的功率范围大约是1-2MW，适合于小单位例如农村，小养殖场自用发电。燃气轮机规模较大，适合于区域发电，覆盖的收集生物质燃料的半径大约可以50-70公里。用燃气轮机发电机配合联合循环，可以使系统的净发电输出效率达到38-50%，前景非常广阔。

目前世界上能够产生适合燃气轮机使用的生物质燃气主要有两类技术，水蒸汽或富氧气化技术，等离子气化技术。

以下是以富氧气化技术产生的生物质气为燃料，燃气轮机联合循环的典型案例介绍。

1.1 现场条件(以实地条件为准)

海拔高度 100m 设计大气温度 15℃ 设计大气压力 101.3Kpa 设计大气相对湿度 60%

1.2 燃料

以沼气为燃料 燃气热值： 5284 KCal/Nm3 燃气压力： 0.5Kpa 沼气流量： 16000 Nm3/hr

1.3 热电负荷及运行时数

平均蒸汽流量： 30t/hr 蒸汽压力： 0.98 Mpa

蒸汽温度： 年供热时间： 年运行时数： 179℃ 8200小时 8200小时/年

2 方案

燃气轮机热电联产系统一般根据以热定电的原则进行设计和设备选择，该项目选用 2台索拉公司大力神130(TITAN 130)燃气轮机发电机组，配2台余热锅炉，1台抽汽式汽轮机发电机组，3台燃气压缩机(2用1备)，整个系统可布置在简易厂房内，占地面积小。

2.1 燃气轮机发电机组

每台大力神130机组在项目现场主要参数如下： 铭牌功率： 15000KW 发电机出力： 15077KW 燃烧空气进口温度： 14.9℃ 燃机工况点： 满负荷运行 燃料流量： 7028.5Nm3/hr 涡轮排气温度： 500 ℃ 尾气流量： 180679 Kg/hr

2.2 余热锅炉

每台余热锅炉在项目现场主要参数如下： 蒸汽温度： 435℃ 蒸汽压力： 3.5Mpa 蒸汽流量： 31200 Kg/hr

2.3 抽汽式汽轮发电机组

铭牌功率： 12000KW 发电机出力： 10347KW 进口压力： 3.43Mpa 进口温度 435℃ 抽汽压力： 0.98Mpa 抽汽量： 30t/hr

2.4 燃气压缩机

设计流量： 7100NM3/hr(每台) 进口压力： 5 Kpa (假设) 出口压力: 2.7Mpa

驱动电机电压: 10 KV 电机功率: 大约为 1400 KW(每台)

2.5 系统主要设备清单 设备名称 数量 注解 大力神130发电机 2 余热锅炉 2 抽汽式汽轮发电机组 1 燃气压缩机 3 2用1备 马达控制中心 1 2.4 系统总容量及实际出力

总装机铭牌功率： 42000 KW 现场实际净输出功率： 37701 KW 总蒸汽流量： 30000 Kg/hr 总燃气消耗量: 14057 Nm3/hr

3 索拉中国业绩

索拉公司进入中国已经超过30年，在国内已经有超过260台机组，其中金牛60机组超过70台，大力神130超过70台。在项目执行过程中和国内的许多设计院建立了良好的合作关系，他们也对索拉机组有充分的了解，可以非常快速地和可靠地完成设计任务。

此外，上海力顺燃机科技有限公司作为索拉在中国工业发电行业的代理，已在国内完成了多个燃气轮机热电联产项目，可以为项目的规划、建设提供技术服务。

在国内已经建设成功、投入使用的索拉燃气轮机天然气热电联产项目有：浦东国际机场能源中心热电联产项目和成都国际会展中心热电联产项目，其中浦东机场项目运行已经超过十年，目前运行情况良好。

? 浦东国际机场能源中心（1×4000KW）1999年建成并投入使用。

? 成都国际会展中心（1×10690KW，1×5670KW）分别于2005年11月和2009年4

月建成并投入使用。

此外，针对中低热值燃气应用，索拉燃气轮机热电联产项目清单： 1) 山东金能煤气化有限公司一期项目（1×5670KW 热电联产），2006 年4 月投产，目前运

行情况良好。

2) 内蒙古太西煤集团乌斯太项目（2×5670KW 热电联产），2008 年10 月投产，目前运行

情况良好。

3) 山东金能煤气化有限公司二期项目（3×5670KW 联合循环），2008 年4 月投产，目前运

行情况良好。

4) 河南顺成集团煤焦有限公司一、二项目（2×15000KW 热电联产），分别于2009 年12 月

投产和2010 年6 月投产，目前运行情况良好。

5) 山东金能煤气化有限公司三期项目（1×15000KW 热电联产），2009 年7 月投产，目前

运行情况良好。

6) 河南鑫磊集团诚宇焦化有限公司一期项目（1×5670KW 热电联产）2010 年4月投产，目

前运行情况良好。

7) 山东济矿民生热能有限公司一期项目（2×15000KW 热电联产），一台于2012年2月投产，

另一台正在安装调试。

8) 河南鑫磊集团诚宇焦化有限公司二项目（1×5670KW 热电联产），2011 年3月投产，目

前运行情况良好。

9) 青海庆华集团煤化有限公司一期项目（2×15000KW 热电联产），2012 年1月投产，目前

运行情况良好。

10) 山东金能煤气化有限公司四期项目（3×15000KW 热电联产），2011 年5 月投产，运行

情况良好。

11) 江苏天裕集团东方热电一期项目（3×15000KW 热电联产），2011年6月到货，目前正在

安装调试。

12) 西山煤气化有限责任公司项目（2×5670KW 热电联产），2010 年9 月签订合同。 13) 山东诚力供气有限公司一期项目（3×15000KW 热电联产），一台于2012年1月投产，其

他正在安装调试。

14) 山西立恒钢铁有限公司项目（4×15000KW 热电联产），2011年1月签订合同，正在安装

调试。

15) 山东诚力供气有限公司二期项目（1×15000KW 热电联产），2011年6月签订合同。 16) 天瑞集团汝州天瑞煤焦化有限公司项目（2×15000KW 热电联产），2011年6月签订合同。

国内其它辅助设备制造商也通过以上项目，积极配合设计院，顺利执行项目。目前国内有三家以上余热锅炉制造商和索拉燃机配套过，有三家燃气压缩机制造商也和索拉燃机配套过，到目前为止运行状况良好。

4 索拉燃机特点及售后服务

4.1集成度高

索拉燃机设计集成度非常高，其中燃料系统、启动系统、控制系统、同期装置、励磁系统等都安装在撬上，大大节约了安装时间和工作量。比较有经验的安装公司大约需要1个月左右就可以完成燃机的安装。

4.2可靠性高可用率高

目前在中国国内使用燃机的客户普遍反映索拉燃机可靠性最高，系统可用率最高，可以

达到97%。

索拉燃机在设计中遵循的原则是让用户在设备生命周期中拥有设备的总成本最低(燃料费+初投资+维护)。它在效率、维护成本和设备制造成本中取得平衡，使用户花最小的代价拥有设备20年。

4.3优秀的售后服务能力

索拉公司在中国有24个售后服务人员，其中服务工程师有19人。在天津有维修部和配件库，为中国的客户提供设备保障。索拉公司的大修服务采用交换机组的方法，让客户停机的时间减到最低。为了保证交换机组的效率，索拉公司的流转大修机组的资产超过2亿美元，可以及时提供燃机到用户现场。

5 简单经济性分析

2台T130燃机热电联产方案的基本技术参数 燃机型号 T130 单机功率输出(现场) KW 15077 效率 34.95% (14.9度条件下) 每千瓦时能耗 KJ/KWhr 10300 数量 2 每小时燃料输入 GJ/hr 310.6 MW 86.3 每小时燃料输入 Nm3/hr 14057 排气温度 ℃ 500 排气流量 Kg/hr 361358 余热锅炉 中温中压段 蒸汽压力 Mpa 3.50 蒸汽流量 Kg/hr 62400 蒸汽温度 435 补燃功率 MW 11.93 补燃温度 ℃ 600 燃气流量 Nm3/hr 1943 联合循环 抽凝式汽轮发电机 KW 10347 (C12-3.43/0.98) 进口压力 Mpa 3.43

进口温度 ℃ 435 抽汽压力 Mpa 0.98 抽汽量 Kg/hr 30000 (年平均供汽流量) 进口焓 KJ/kg 3304 总发电能力 KW 40501 厂用电 KW 2800 (主要是燃气压缩机) 发电净输出 KW 37701 蒸汽供应量 kg/hr 30000 每方沼气发电 KWhr/Nm3 2.88 (没有考虑厂用电) KWhr/Nm3 2.68 (考虑厂用电) 每方沼气产蒸汽 Kg/Nm3 2.13 生物发酵气热值 Kcal/Nm3 5284 总流量 Nm3/hr 14057 总能量 MW 86.3 中温蒸汽焓 KJ/Kg 3304.0 乏汽焓 KJ/Kg 2269 抽汽焓 KJ/Kg 2961 抽凝式汽轮发电机内效率 85% 系统总效率 72.3% 整个燃气轮机热电联产系统总效率可达72.3%，每一方沼气净发电2.68度，同时能产2.13公斤饱和蒸汽（压力为0.98pa）。

国内已经有类似项目运行，可靠性完全有保障。除去燃机需要进口外，其他辅助设备完全可以国内解决。技术成熟，风险可以控制。投资不太大，效益非常可观。 假设电价为RMB0.58元/ KWhr，蒸汽价格RMB0.15元/ Kg，则一方沼气创造的价值为RMB1.874元，每小时创造的价值为RMB26342.8元，每年运行8200小时创造的价值为RMB216,011,107.6元。

按单位KW造价为RMB 4200元核算，整个燃气轮机热电联产系统总的造价为RMB176,400,000.00元。 如您有任何问题，请随时联系我们，我们将竭诚为您服务！ 上海力顺燃机科技有限公司 地址：上海市浦东新区金新路58号2004-2009室

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