近年來，隨著對清潔能源的重視，我國天然氣分布式能源正進(jìn)入加速期。據(jù)《中國能源報(bào)》數(shù)據(jù)：截至2016年4月，中國已建成投產(chǎn)天然氣分布式能源項(xiàng)目達(dá)到46個(gè)，總計(jì)裝機(jī)容量達(dá)291萬千瓦，今年合肥、武漢、重慶、廣州等多地天然氣分布式能源項(xiàng)目也不斷獲批或開工建設(shè)，而采用6F級重型燃?xì)廨啓C(jī)的天然氣發(fā)電分布式能源電站也開始如雨后春筍般出現(xiàn)。

分布式能源電站需要什么樣的燃?xì)廨啓C(jī)？

目前，燃?xì)廨啓C(jī)在天然氣分布式能源電站上的應(yīng)用有多種類型，可選的設(shè)備有微型燃?xì)廨啓C(jī)、輕型燃?xì)廨啓C(jī)和重型燃?xì)廨啓C(jī)，它們分別滿足于不同的能源和動(dòng)力需求。

全世界最小的微型燃?xì)廨啓C(jī)

微型燃?xì)廨啓C(jī)，輸出功率一般在1MW以下，整體價(jià)格低，搭建方便靈活，適合樓宇式分布式能源站，全世界最小的微型燃機(jī)僅手掌大小。

輕型燃?xì)廨啓C(jī)輸出功率中等，適合1~100MW的分布式能源站。輕型燃?xì)廨啓C(jī)主要有2種主要類型，一種是由西門子和三菱等傳統(tǒng)燃?xì)廨啓C(jī)廠商研制的純工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)，另一種則是航改燃?xì)廨啓C(jī)，由美國通用電氣GE、普惠、羅羅等航空發(fā)動(dòng)機(jī)廠商，利用航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)改型而成。一些航改燃?xì)廨啓C(jī)甚至可以在航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行數(shù)千小時(shí)退役后，直接卸下其核心機(jī)作為燃?xì)獍l(fā)生器，并增加動(dòng)力渦輪，繼續(xù)在地面發(fā)電使用上萬小時(shí)，其中美國GE公司是全世界唯一一家在航空發(fā)動(dòng)機(jī)、航改燃?xì)廨啓C(jī)和重型燃?xì)廨啓C(jī)都領(lǐng)先的公司。

重型燃?xì)廨啓C(jī)是燃?xì)廨啓C(jī)家族里，功率最大、效率最高和維修性最好的燃機(jī)，非常適合30MW以上的城市工業(yè)園區(qū)/開發(fā)區(qū)等分布式能源站。重型燃機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)不以減輕質(zhì)量為主要目標(biāo)，而是考慮在滿足長期安全工作的前提下，盡量應(yīng)用高性價(jià)比的材料制造，其零部件一般較為厚重，單位功率質(zhì)量可高達(dá)5公斤/千瓦。在結(jié)構(gòu)上，重型燃機(jī)外缸為上下兩半，非常便于在現(xiàn)場裝拆分解和大修。

因此，在考慮較高熱電比和最大節(jié)能率的情況下，重型燃?xì)廨啓C(jī)是工業(yè)園區(qū)等區(qū)域式能源電站的最佳選擇，主要是因?yàn)橹匦腿細(xì)廨啓C(jī)的排煙溫度高和流量較大，最適合冷熱電聯(lián)供的分布式能源電站。以美國通用電氣GE公司的6F.01重型燃?xì)廨啓C(jī)為例，充分吸收了GE先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)和F/H級重型燃機(jī)技術(shù)，其單機(jī)循環(huán)發(fā)電效率為37.7%，但如果采用冷熱電三聯(lián)供，其能源綜合利用率可高達(dá)80%以上。

分布式能源電站采用F級重型燃機(jī)有啥好處？

分布式能源電站的經(jīng)濟(jì)效益主要由燃?xì)廨啓C(jī)的性能決定，而性能又主要與燃?xì)廨啓C(jī)透平進(jìn)口溫度直接相關(guān)，因此國際上通常根據(jù)透平進(jìn)口燃?xì)鉁囟劝阎匦腿紮C(jī)分為E、F、H/J級：E級重型燃機(jī)透平進(jìn)口約1200℃以下；F級透平進(jìn)口溫度約為1400℃；目前最先進(jìn)的H/J級透平進(jìn)口溫度達(dá)到1550℃-1600℃。透平進(jìn)口溫度越高，燃機(jī)技術(shù)越先進(jìn)，分布式能源站的經(jīng)濟(jì)效益越高。

6F.01重型燃機(jī)上的眾多黑科技

之前，國內(nèi)已經(jīng)投運(yùn)的分布式能源電站上應(yīng)用的燃?xì)廨啓C(jī)主要以航改燃?xì)廨啓C(jī)，6B重型燃?xì)廨啓C(jī)、輕型燃?xì)廨啓C(jī)為主。即將于今年投運(yùn)的華能桂林分布式能源項(xiàng)目，采用GE公司6F.01燃?xì)廨啓C(jī)，是國內(nèi)首個(gè)投運(yùn)小型F級燃?xì)廨啓C(jī)的分布式能源電站。它的優(yōu)點(diǎn)在于：與其它同一功率等級的燃機(jī)相比，6F.01在效率和維修性上更好，聯(lián)合循環(huán)發(fā)電效率超過56%。而且6F.01排煙溫度超過600℃，較高的燃機(jī)排煙溫度可以節(jié)約余熱鍋爐的受熱面，同時(shí)提高蒸汽產(chǎn)量，冷熱電聯(lián)供效率更高，經(jīng)濟(jì)性更好。

值得一提的是，國內(nèi)的首臺6F重型燃機(jī)（6F.03）早于2009年就在新疆石油管理局克拉瑪依電廠投運(yùn)，并一直作為該電廠的主力機(jī)組為西北沙漠之中的石油城市克拉瑪依提供冷熱電聯(lián)供。

分布式能源電站為什么不用H級重型燃機(jī)？

H級重型燃機(jī)無疑是目前全世界最先進(jìn)的燃?xì)廨啓C(jī)，熱效率超過40%，一臺9HA重型燃機(jī)機(jī)組可以滿足超過68萬戶家庭的用電需求，但其功率一般也大于350MW，這對分布式電站來說實(shí)在過大。在功率100MW以下，F(xiàn)級重型燃機(jī)已經(jīng)是目前分布式能源電站上技術(shù)水平最先進(jìn)、熱電聯(lián)產(chǎn)/聯(lián)合循環(huán)效率最高的燃機(jī)。

6F.01重型燃機(jī)借鑒了不少其它產(chǎn)品上的優(yōu)秀技術(shù)

在小功率燃機(jī)上實(shí)現(xiàn)F級技術(shù)也以非常不易，美國GE公司在1975年推出6B燃機(jī)時(shí)，其基本型功率為31MW、熱效率僅為30%，但通過不斷的投入資金進(jìn)行改型升級，30年里推出了8個(gè)升級版，效率提升到了34%。后又在E級產(chǎn)品和技術(shù)基礎(chǔ)上，大幅改進(jìn)壓氣機(jī)、燃燒室和透平三大部件，如在熱通道和燃燒室上采用與9H重型燃機(jī)同樣的材料，一級動(dòng)葉采用單晶工藝制備，最終才在功率為51MW的6F.01重型燃機(jī)上實(shí)現(xiàn)了高達(dá)37.7%的單機(jī)循環(huán)發(fā)電效率。

此外，GE公司正在研究將商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)上驗(yàn)證成功的碳化硅材料應(yīng)用到重型燃機(jī)上，由碳化硅材料制成的熱端部件可以在不需要任何空氣冷卻下承受1600℃，屆時(shí)熱效率超過40%的小型H級重型燃機(jī)也許就會出現(xiàn)。

6F級重型燃機(jī)為什么特別受中國用戶喜愛？

由于小F級重型燃機(jī)可以帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益，一直受到用戶青睞，GE的6F重型燃機(jī)（6F.01/6F.03）在全球累計(jì)銷量就超過200臺。除了華能桂林電站外，華電通州、河北黃驊、湖南瀏陽等電站也相繼采用了6F.01重型燃機(jī)，在土耳其、墨西哥和以色列也有6F.01的足跡。除了性能卓越外，6F.01重型燃機(jī)在維修和服務(wù)上也被設(shè)計(jì)得特別適應(yīng)中國分布式能源市場。

6F.01重型燃機(jī)在落地中國之前，已在土耳其Kemalpasa電廠累計(jì)運(yùn)行超過12年，運(yùn)行時(shí)間超過110,000個(gè)小時(shí)，超過2,250次的啟停。

首先，在用戶最關(guān)心的維修性上表現(xiàn)極好，6F.01重型燃機(jī)具有更長的維修間隔時(shí)間，維護(hù)周期達(dá)到32,000小時(shí)或900次啟停，并且全部葉片可內(nèi)窺鏡檢查，可現(xiàn)場更換葉片。低氮燃燒器也采用便于現(xiàn)場維護(hù)的分管式，無需開缸即可更換火焰筒和過渡段。隨著GE在中國的燃機(jī)本地化進(jìn)程的推進(jìn)，很多大部件都可以不用運(yùn)回海外進(jìn)行拆解，很多檢查、拆解和維修工作在現(xiàn)場即可完成。

其次，6F.01燃機(jī)機(jī)組未來在數(shù)字化上也大有可為，有Predix工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)加持，GE的智慧發(fā)電解決方案可以對分布式能源電站進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析、遠(yuǎn)程故障診斷、優(yōu)化機(jī)組效率、幫助用戶以數(shù)字化手段來大幅提升分布式能源電站的維護(hù)、運(yùn)營、檢修、保養(yǎng)能力。

此外，為了讓F級重型燃機(jī)的技術(shù)不僅引進(jìn)到中國，并且在中國本土化，生根發(fā)芽，成為中國的產(chǎn)品，2012年12月，南汽輪與GE公司簽訂了6F.03重型燃?xì)廨啓C(jī)及軸排聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)技術(shù)轉(zhuǎn)讓協(xié)議；2014年5月又簽訂了6F.01燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)轉(zhuǎn)讓協(xié)議。隨著GE與南汽在6F級燃機(jī)上全面合作的推進(jìn)，6F.01重型燃機(jī)的制造和服務(wù)將更加本土化。

總之，6F級重型燃機(jī)正在讓中國區(qū)域分布式能源電站變得更加“小而美”。

最后帶你去桂林瞅瞅全球首個(gè)F級分布式能源電站！

華能桂林能源項(xiàng)目是桂林首個(gè)、廣西最大的燃?xì)獍l(fā)電項(xiàng)目，該項(xiàng)目擁有三臺GE 6F.01燃機(jī)，采用燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)模式，發(fā)電總裝機(jī)21萬千瓦、年發(fā)電量逾10億千瓦時(shí)，燃料利用效率可達(dá)81.15%，其配套建設(shè)供熱管網(wǎng)年供熱量將達(dá)224萬吉焦。截止今年7月，桂林三臺機(jī)組都順利完成了首次點(diǎn)火和首次并網(wǎng)，順利結(jié)束滿負(fù)荷調(diào)試，預(yù)計(jì)年內(nèi)進(jìn)入商業(yè)運(yùn)行。

2017年4月28日，華能桂林能源項(xiàng)目 “首次點(diǎn)火”成功

華能桂林能源項(xiàng)目內(nèi)景

華能桂林能源項(xiàng)目外景