燃氣發(fā)電市場現(xiàn)狀及燃氣發(fā)電行業(yè)發(fā)展趨勢預測

• 黃文玉 2023年2月8日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 1294 84
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燃氣發(fā)電就是使用天然氣或者其他可燃氣體來發(fā)電的過程。天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電集天然氣潔凈與聯(lián)合循環(huán)高效于一身，具有諸多優(yōu)點，成為當今世界最受青睞的實用發(fā)電技術。

從安全和調峰的要求出發(fā)，在電網(wǎng)中安裝功率份額為8%～10%的燃氣輪機發(fā)電機組是必要的。我國許多地區(qū)電網(wǎng)的峰谷差相差較大，急需啟動快、調峰性能好、建設周期短的燃氣輪機及其聯(lián)合循環(huán)來適應建設的需要，特別是在沿海開放地區(qū)更是如此。天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電集天然氣潔凈與聯(lián)合循環(huán)高效于一身，具有諸多優(yōu)點，成為當今世界最受青睞的實用發(fā)電技術。

燃氣發(fā)電就是使用天然氣或者其他可燃氣體來發(fā)電的過程。燃氣輪機是把熱能轉換為機械功的旋轉機械，包括壓氣機(在燃氣輪機中通常將壓縮機稱為壓氣機)、加熱工質的設備(如燃燒室)、透平、控制系統(tǒng)和輔助設備等;一般引用空氣作為工質。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年燃氣發(fā)電行業(yè)市場深度分析及發(fā)展規(guī)劃咨詢綜合研究報告》顯示：

從全球發(fā)電行業(yè)發(fā)電量結構來看，據(jù)統(tǒng)計，2019年全球發(fā)電量最高的是燃煤發(fā)電，發(fā)電量為9824.1TWh，占比36.38%，燃氣發(fā)電2019年發(fā)電量為6297.9TWh，占比全球發(fā)電量23.32%。據(jù)BP世界能源統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)，2021年全球天然氣發(fā)電量約6.5萬億千瓦時，在全球總發(fā)電量中占比22.9%。我國自本世紀初開始大規(guī)模使用天然氣發(fā)電，過去20年間裝機保持了較高的增長速度，并于去年1月邁進1億千瓦大關。

燃氣輪機動力裝置是燃氣輪機及為產(chǎn)生有用的動力(例如電能、機械能或熱能)所必需的全部基本設備。簡單循環(huán)燃氣輪機是最簡單熱力循的燃氣輪機，也是目前最常用的燃氣輪機。單循環(huán)是最簡單的燃氣輪機循環(huán)燃氣輪機的熱力循環(huán)。循環(huán)的最高溫度越高效率越高，反之越低。一般燃氣輪機循環(huán)的進口溫度是大氣溫度，具有由地球氣候條件決定的變化相對不太大的確定值，因此首先決定效率的要素是循環(huán)的最高溫度，即燃氣透平的進口溫度(通常稱之為T3)，T3通常是衡量燃氣輪機性能水平的特征量。

燃氣發(fā)電市場現(xiàn)狀分析

長期以來，我國的能源結構以煤為主，它決定了煤炭在我國發(fā)電能源結構中的主導地位。但從環(huán)保角度看，煤電的污染排放問題非常嚴重，至今尚未獲得有效的控制，這已成為制約我國電力實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的“瓶頸”環(huán)節(jié)。因此除了發(fā)展燃煤電站的環(huán)保裝置外，還必須調整我國的能源結構，即用優(yōu)質的清潔燃料——例如天然氣，來替換部分發(fā)電用的燃煤。燃燒天然氣的燃氣輪機及其聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組則是目前提高能源資源的利用效率，并相當徹底地解決環(huán)境污染問題的首選技術。

截至2019年我國天然氣產(chǎn)量為22629萬噸標準煤，同比增長10.6%，消費方面，2019年我國天然氣消費量達到39477萬噸標準煤，同比增長10.1%，對外依存度較大。我國燃氣發(fā)電裝機容量從2012年3767萬千瓦增長至2019年9024萬千瓦，但在全國電力總裝機和總發(fā)電量中所占的比重仍然較小，截至2020年1-11月我國燃氣發(fā)電裝機容量為9751萬千瓦，同比增長8.4%。

目前，燃氣輪機發(fā)電技術已普及我國各大熱電廠。但是，燃氣輪機在使用過程中必須面對的維護問題并不樂觀。由于天然氣的潔凈程度未必得到有效控制，天然氣中的雜質很容易在壓氣室積聚，甚至腐蝕基體金屬。很多時候使用廠家在引入燃氣輪機燃燒前必須經(jīng)過過濾工序。盡管經(jīng)過過濾，壓氣室依然存在雜質積聚和基體金屬腐蝕的現(xiàn)象。因此，燃氣輪機必須定期清洗。否則，燃氣輪機的效率會逐漸降低，同時影響使用壽命。然而，傳統(tǒng)的高壓氣體和高壓水沖洗效果并不顯著。在很長一段時間里，這種情況是無可奈何的。然而，最近世界化學品供應商巨頭CHEMETALL研發(fā)出針對燃氣輪機的壓氣機清洗劑可以在不腐蝕基體金屬不拆卸的前提下進行有效清洗。據(jù)說，國外的電廠有部分已經(jīng)使用，而且效果顯著。

該系統(tǒng)主要是由燃氣輪機、汽輪機、發(fā)電機和換熱器、泵等組成。在聯(lián)合循環(huán)機組中，空氣經(jīng)空氣壓縮機壓縮后送入燃燒室，被壓縮的空氣與噴入的燃料相混合并燃燒形成高溫高壓燃氣，具有做功能力的燃氣工質進入燃燒透平膨脹做功;做功后，仍有較高溫度的燃氣進入余熱鍋爐，此時燃氣余熱使汽水系統(tǒng)的水轉變?yōu)楦邷馗邏赫羝哂凶龉δ芰Φ恼羝べ|進入汽輪機膨脹做功，汽輪機排汽經(jīng)凝汽器冷卻為水，再經(jīng)各級加熱器加熱后又進入余熱鍋爐，完成蒸汽循環(huán);余熱鍋爐中燃氣與給水換熱后的低溫煙氣經(jīng)煙道排入大氣，完成燃氣循環(huán)。這就是典型的余熱利用型聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的工作原理。

燃氣發(fā)電行業(yè)發(fā)展趨勢預測

在能源發(fā)展多樣化的當前，煤的生產(chǎn)量還將穩(wěn)步上升，但它在能源中占的比例將相對穩(wěn)步下降，氣體燃料的發(fā)展速度將相對加快。供給燃燒發(fā)電的氣體燃料只能用于聯(lián)合循環(huán)而不會用于電站鍋爐，這也是最近一段時間國內燃氣輪機需要量增加的主要原因。預計在不久的將來，我國的氣體燃料消費比例還要繼續(xù)上升，燃氣輪機的需求也將繼續(xù)增長。隨著天然氣資源的開發(fā)和應用，我國電力系統(tǒng)中必將逐漸增多對燃氣發(fā)電機組的使用，燃氣發(fā)電在我國電力工業(yè)的作用將逐漸增強。

業(yè)內人士表示，截至2022年6月底，中國燃氣發(fā)電裝機容量為1.1億千瓦，排名世界第三。預計到2025年，中國燃氣發(fā)電裝機規(guī)模將達到1.5億千瓦左右，展現(xiàn)了良好的發(fā)展勢頭。隨著能源結構進一步向清潔化調整，電網(wǎng)需要規(guī)模大、響應速度快、發(fā)電成本低、可持續(xù)供電的電源來提供調峰和調頻服務，燃氣發(fā)電十分契合這一需求。

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