一、燃?xì)廨啓C(jī)可以發(fā)電嗎
可以,我們常見的火力發(fā)電廠并非只有煤電,單純按照燃料分,除了煤電還有燃油發(fā)電和燃?xì)獍l(fā)電。如果按照原動(dòng)機(jī)來分類,就有汽輪機(jī)發(fā)電、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電和柴油機(jī)發(fā)電這三種。
燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電可以使用天然氣這種氣體燃料,也可以使用燃油這種液體燃料,在燃料的適應(yīng)性上比較強(qiáng),發(fā)電效率也比較高。不過燃機(jī)發(fā)電最大的問題是初期投資較高,長期運(yùn)行成本也不低,特別是天然氣的過濾以及燃機(jī)的維護(hù)和清洗,工序都很復(fù)雜。所以燃機(jī)發(fā)電很大程度上是作為火力發(fā)電的應(yīng)急備用部分,對保障國家能源安全有著重要戰(zhàn)略意義。
二、燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)電形式有哪些
1、簡單循環(huán)發(fā)電
由燃?xì)廨啓C(jī)和發(fā)電機(jī)獨(dú)立組成的循環(huán)系統(tǒng),也稱為開式循環(huán)。其優(yōu)點(diǎn)是裝機(jī)快、起停靈活,多用于電網(wǎng)調(diào)峰和交通、工業(yè)動(dòng)力系統(tǒng)。最高效率的開式循環(huán)系統(tǒng)是GE公司LM6000PC 輕型燃?xì)廨啓C(jī),效率為43%。
2、前置循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)或發(fā)電
由燃?xì)廨啓C(jī)及發(fā)電機(jī)與余熱鍋爐共同組成的循環(huán)系統(tǒng),它將燃?xì)廨啓C(jī)排出的功后高溫乏煙氣通過余熱鍋爐回收,轉(zhuǎn)換為蒸汽或熱水加以利用。主要用于熱電聯(lián)產(chǎn),也有將余熱鍋爐的蒸汽回注入燃?xì)廨啓C(jī)提高燃?xì)廨啓C(jī)出力和效率。最高效率的前置回注循環(huán)系統(tǒng)是GE公司LM5000-STIG120 輕型燃?xì)廨啓C(jī),效率為43.3%。前置循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)時(shí)的總效率一般均超過80%。為提高供熱的靈活性,大多前置循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組采用余熱鍋爐補(bǔ)燃技術(shù),補(bǔ)燃時(shí)的總效率超過90%。
3、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn)
燃?xì)廨啓C(jī)及發(fā)電機(jī)與余熱鍋爐、蒸汽輪機(jī)或供熱式蒸汽輪機(jī)(抽汽式或背壓式)共同組成的循環(huán)系統(tǒng),它將燃?xì)廨啓C(jī)排出的功后高溫乏煙氣通過余熱鍋爐回收轉(zhuǎn)換為蒸汽,再將蒸汽注入蒸汽輪機(jī)發(fā)電,或?qū)⒉糠职l(fā)電作功后的乏汽用于供熱。形式有燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)同軸推動(dòng)一臺發(fā)電機(jī)的單軸聯(lián)合循環(huán),也有燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)各自推動(dòng)各自發(fā)電機(jī)的多軸聯(lián)合循環(huán)。主要用于發(fā)電和熱電聯(lián)產(chǎn),發(fā)電時(shí)的最高效率的聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)是ABB公司GT26-1,效率為58.5%。
4、整體化循環(huán)
由煤氣發(fā)生爐、燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐和蒸汽輪機(jī)共同組成的循環(huán)系統(tǒng),也稱為IGCC。主要解決使用低廉的固體化石燃料代替燃?xì)廨啓C(jī)使用氣體、液體燃料,提高煤炭利用效率,降低污染物排放??勺鳛槌鞘忻簹?、電力、集中供熱和集中制冷、以及建材、化工原料綜合供應(yīng)系統(tǒng)。GE公司使用 MS7001F技術(shù)組成的整體循環(huán)系統(tǒng)發(fā)電效率可達(dá)到42%
5、核燃聯(lián)合循環(huán)
由燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐和核反應(yīng)堆、蒸汽輪機(jī)共同組成的發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)。通過燃?xì)廨啓C(jī)排出的煙氣再熱核反應(yīng)堆輸出的蒸汽,主要為提高核反應(yīng)堆蒸汽的溫度、壓力,提高蒸汽輪機(jī)效率,降低蒸汽輪機(jī)部分的工程造價(jià)。處于嘗試階段。
6、燃機(jī)輔助循環(huán)
在以煤、油等為燃料的后置循環(huán)發(fā)電汽輪機(jī)組中,使用小型燃?xì)廨啓C(jī)作為電站輔助循環(huán)系統(tǒng),為鍋爐預(yù)熱、鼓風(fēng),改善燃燒,提高效率,并將動(dòng)力直接用于驅(qū)動(dòng)給水泵。
7、燃?xì)鉄煔饴?lián)合循環(huán)
由燃?xì)廨啓C(jī)和煙氣輪機(jī)組成的循環(huán)系統(tǒng),利用燃?xì)廨啓C(jī)排放煙氣中的剩余壓力和熱焓進(jìn)一步推動(dòng)煙氣輪機(jī)發(fā)電。該系統(tǒng)與燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)系統(tǒng)比較可完全不用水,但煙氣輪機(jī)造價(jià)較高,還未能廣泛使用。
8、燃?xì)鉄岜寐?lián)合循環(huán)
由燃?xì)廨啓C(jī)和煙氣熱泵,燃?xì)廨啓C(jī)、煙氣輪機(jī)和煙氣熱泵,或燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐、蒸汽熱泵,以及燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐、蒸汽輪機(jī)和蒸汽(煙氣)熱泵組成的能源利用系統(tǒng)。該系統(tǒng)在燃?xì)廨啓C(jī)、煙氣輪機(jī)、余熱鍋爐、蒸汽輪機(jī)等設(shè)備完成能量利用循環(huán)后,進(jìn)一步利用熱泵對煙氣、蒸汽、熱水和冷卻水中的余熱進(jìn)行深度回收利用,或?qū)?dòng)力直接推動(dòng)熱泵。這一工藝可用作熱電聯(lián)產(chǎn)、熱電冷聯(lián)產(chǎn)、熱冷聯(lián)產(chǎn)、電冷聯(lián)產(chǎn)、直接供熱或直接制冷使用,該系統(tǒng)熱效率極高,如果用于直接供熱,熱效率可達(dá)150%,是未來能源利用的主要趨勢之一。
9、燃料電池——燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)
美國能源部近日宣布開發(fā)出了世界第一個(gè)將燃料電池和燃?xì)鉁u輪機(jī)結(jié)合在一起的發(fā)電設(shè)備,這種設(shè)備能更有效地產(chǎn)生電力并大大減少環(huán)境污染。據(jù)了解,這一設(shè)備的燃料電池由1152個(gè)陶瓷管構(gòu)成,每個(gè)陶瓷管就像一塊電池。電池以天然氣為燃料,能放出高溫高壓的廢氣流,燃?xì)鉁u輪機(jī)則用燃料電池產(chǎn)生的熱廢氣流制第二輪電力。由于燃料電池中沒有燃燒過程,只是通過化學(xué)分解天然氣燃料來產(chǎn)生電力,因此可以大幅度減少污染。設(shè)備不會產(chǎn)生二氧化硫,其反應(yīng)產(chǎn)物中的氮氧化物含量不及天然氣發(fā)電設(shè)備的2%,二氧化碳排放量則減少了15%。而且,只要有天然氣和空氣存在,燃料電池就能工作。新型發(fā)電設(shè)備的發(fā)電功率為220千瓦,能為200戶人家提供電力。其發(fā)電效率達(dá)到55%,這意味著來自天然氣燃料的能量中有55%轉(zhuǎn)化成了電能,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于燃煤發(fā)電設(shè)備的35%發(fā)電效率,也高于燃?xì)鉁u輪機(jī)50%的發(fā)電效率。