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中航世新安装工程有限公司分公司副总邵天鹏:天然气分布式能源站的燃机选型

北极星电力会展网 来源:电力头条APP 2018-01-19 09:30:21

由北极星电力网主办的2018煤改气暨天然气发电新项目建设投资高峰论坛于1月18日在北京召开,中航世新安装工程(北京)有限公司沈阳分公司副总经理邵天鹏发表主旨演讲:天然气分布式能源站的燃机选型。

邵天鹏汇报的题目分为6部分:天然气分布式内缘站的优点、缺点、主要设备、典型放啊、燃机选型、中航燃机产品的介绍。

以下为会议实录:

中航世新安装工程(北京)有限公司沈阳分公司副总经理邵天鹏:尊敬的各位领导、行业的专家和各位老师们,大家下午好,今天我要汇报的是天然气分布式能源站的燃机选型。

当前能源和环境问题已经成为全球关注的焦点,节能减排已被我国党和政府摆在前所未有的战略高度。我国已成为能源生产和消费大国,在全国建设小康社会的进程中,如何改善能源的结构,保障能源安全,减少环境污染,促进经济和社会可持续发展,是我国面临一个重大战略问题。天然气分布式能源是指天然气为燃料,通过冷热电三联供的方式实现能源的提及利用,使能源利用更充分,从而提能源源利用效率,并在负荷中心就近实现能源供应的现代能源供应。从而减少电力在变压器上损失和热力和管道上损失是天然气高效利用的重要方式。天然气分布能源在北京、上海、广州等地区得到一定的发展。

我汇报的题目分为6部分:天然气分布式内缘站的优点、缺点、主要设备、典型放啊、燃机选型、中航燃机产品的介绍。

天然气分布式能源优点有6部分,第一,能效高,体现在两个方面,第一个,实现能源的梯级利用,而热热电三联供热同高于70%,甚至达到60%以上。第二个,减少能源的输送水,避免了电力在远距离的输送和变压器的损失,电力应该达到了7%左右,与集中供热大大减少了蒸汽管网上的损失。

第二个,安全性比较高。分布式能源系统相互独立不会发生大规模的受自然灾害的影响比较小。

第三个,清洁环保,以天然气为燃料。

第四个,耗水量小,占地少。据分布式能源统计约为燃煤火电三分之一左右。占地面积应该是燃煤电厂30%-40%左右。

第五个,起到了削峰填谷。分布式系统在冬季负荷比较高,夏季负荷低。

第六个,根据用户需求,经济效益高。分布式采用模块化的设计,进行系统的设计,系统输出的产品与用户匹配度比较高,提升它的经济效益。

第二部分,天然气分布式能源站的缺点。分为四个部分,第一,国产化率比较低,价格比较贵。目前主要依靠进口,价格比较贵,一般来说原动机在整个项目占35%-45%左右。第二个,电力并网及销售困难,还有改造费用,还有小机种影响安全和发电。

第三个,天然气价格偏高。

第四个方面,缺少税收优惠政策,这个是指设备进口,这个燃气内燃机主要依靠进口,一些合作的厂家和设备,是一个有效的进口,高额的关税和增值税是一个整个设备的投资要求。第二,能源增值税,13%-17%的能源供应系统缴纳的增值税。

第三部分,天然气分布式能源站的主要设备。这个里面包括了这几个方面,原动机、余热锅炉、蒸汽轮机、制冷机、热交换器。这里面包括燃气内燃机、燃气轮机、斯特林发动机、燃料电池、燃气锅炉和蒸汽轮机。第三个是斯特林发动机,也就是俗称的热力机。余热锅炉这部分,有几种形式,自然循环、强制循环,补燃或者不补燃。蒸汽轮机有凝汽、抽汽、补汽、背压。制冷机补燃、非补燃。

第四部分,给大家介绍一下天气然分布式能源站的典型方案。第一个方案,斯特林发动机和余热吸收型分布式系统。大家可以看一下,斯特里发动机是外部燃烧的壁式发动机其特点是发动效率低、排齐温度比较高,回收利用更便利。

第二个,燃料电池和燃气轮机和余热吸收型分布式系统。这个固体氧化物燃料电池,燃烧50%-60左右,其发电效率达到70%以上,电输出量占比很大,热电比0.2-0.5左右,目前这个技术了解不是很成熟,处于一个实验的阶段。

第三部分,燃气锅炉、汽轮机、余热吸收型分布式系统。这个性能容量比较小机组性能比较差,大型机组生产的冷两对外输出半径小。蒸汽管道造价比较高,蒸汽管损比较大。蒸汽系统以水为循环工质膝头比较复杂,不适合中小型的用户。

第四部分,内燃机和余热吸收型分布式系统。并且可以在烟气型吸收式制冷机,用于生产热水,达到90左右,其余热的占比输入燃料总量占30%-40%左右,冷热壁达到1.0-1.5左右。

第四部分,燃气轮机和余热吸收型分布式系统。第一种燃气轮机、余热锅炉,冬季直接利用这部分蒸汽供热,热泵来进行供热。燃气轮机一般350-550。

第二种形式,是燃气轮机双小烟气型溴化锂机组分布式系统。直接通过溴化锂直接回收利用,这个一般小型燃气轮机,这个排烟温度550以下到350左右,冷电率达到1.5-2.5左右。

第三部分,燃气轮机和余热锅炉,蒸汽直接用于发电,蒸汽型吸收汽轮机,根据蒸汽的参数,这4种形式。优点冷电比、热电比调节比较大,投资比较大,系统比较复杂。

第五部分,天然气分布式能源站的燃机选型。主要包括电能、蒸汽,制冷、生活用水等等,不同用户对不同产品的需求比例参数有一些差异,不同的区域天然气价格有所不同,对于常规燃机选型考虑的因素更多一些。探讨一下燃机选型的问题。

这边有6点,第一个,以热电比定系统,第二个,项目的定系统,第三个,范围系统。第四,成熟、先进的标准系列产品。第四,国产化率高的设备,第六,充分考虑天然气管网供气压力。以项目整体效益定系统,影响分布式热站比较高,包括电价、蒸汽价格、土地价格等等,在系统设计考虑综合性因素对系统的影响,同时考虑各种因素的带来变化趋势带来影响,优化整个项目的效率。第三个,根据热电比来适应变化范围来定系统。运行维护基础要求高,选一个恰当的热电比调节范围能够提高整个系统的经济效益。第四个,选择成熟、先进的标准系列产品,成熟的产品具有高的可靠性和更高的效率,能够提高燃料利用效率,并且具有备件供应渠道比较广泛的特点,大大降低采购成本和维护成本。第五个,选择国产化率高的设备,进口设备维护成本比较高,在很大的程度上提高项目的投资和系统运营的成本,技术先进性在效率普遍高于国产设备,在一些设备当中满足设备需求情况下,可以考虑国产的一些设备,来去降低投资的成本和维护的成本。第六个,充分考虑天然气管网供气压力。天然气进口压力,减少投资和厂建的消耗,民用是1.3,燃机进口压力举几个例子,日本是2.2-2.5,西门子应该是2.5,这么一个范围。

下面举几个天然气分布式能源站的案例分析。某化工厂天然气分布式能源项目,这个化工厂常年负荷比较稳定,用电符合82兆瓦,蒸汽需求量160,蒸汽参数3.8和450度,天然气价格2.21,脱盐水14元,购电价0.51元,上网电价0.31元。这是GE公司前几年推出燃气轮机,这个技术比较先进,这两个机型做一个方案的对比,两台发动机组带动两台余热锅炉,两台6.1机组加上两台余热锅炉来进行供热。

大家看一下系统的参数去了解一下,各项费用的参数,大概是在4亿左右,将近6.61,上面讲了5.1毛,这是一样的。连总费用的总计,可以统计年收益在5.8亿,6F.01是6.8亿,在1.06亿,可以算一下投资回报期。这个表可以总费用是天然气的费用,分别调整天然气的单价、蒸汽单价、购电电价,可以看出变化的一个曲线。

第一条曲线是投资回收其随天然气价的变化曲线,第一条曲线投资回收期随天然气价的变化曲线。第二,投资挥手期随电价的变化曲线。第三条曲线投资挥手期随蒸汽价格的变化曲线。随着天然气单价的升高,虽然6B燃机从技术上原盐落后与6F.01燃机,但是在特定的用户需求和天然气价格、电价、蒸汽价格条件下,6B燃机的整体经济性反而优于6F0.1燃机。

第二个案例分析,一个润滑油厂分布式能源站案例分析。这个热电负荷比较稳定,生产工艺需求5吨每小时,蒸汽是1.8个,LNG价格3.3元,脱盐水14元,购电价0.76元,这个基础是比较成熟的,比较可靠,技术比较老旧的。这两种配置是这样的,第二种,18吨导热锅炉和5.1吨燃气蒸汽锅炉供热,这是一个简单分别表,这个价格810万左右,燃气锅炉360万,设备维护费应该30万每年左右,年天然气的费用这个机组一年是在1500万,燃气锅炉在1200万,燃气锅炉固电费1700万。总得费用1600万左右,而燃气锅炉的供热1900万多有。这个表可以看出,燃气供热年总费用,可以看出每年355万元,只需要一年半左右的时间就可以回收投资的差额。从这个对比表可以看出,年费用LNG气费和电费组成,而需要分析LNG气价和电价的分析,两个年度费用的差池随着LNG价格上涨,变化趋势不大。第二个,年费用差的变化,这个呈极大的增速。虽然14燃气轮机本身发电效率极其地下,官方统计19%,其热电比非常大,但是相匹配的项目时能够发挥很好的经济效益。

最后给大家介绍中航燃机的业务。我们一直从事这个行业,我将整个燃机的产品说明一下。目前公司应有自主知识产权和成套发电机组10个型号,功率范围1.4-33兆瓦,这里面有一些产品的参数和项目表,发电效率是19.14,但是排气温度比较高,在427度左右。发电效率可以达到23%,同样它的排气温度也比较高,450度。还有一个GD50,它的核心机是GE5,厂家是GE公司来承担的,效率达到31%,排气温度达到560左右,发电效率达到32%。还有QD160,这是意大利合作的产品,功率16兆瓦左右,发电效率达到36%,排气温度39。还有280是航发集团做的,这个对280机组了解一些,这是中船重工当年从乌克兰所引进的,装在我们国家机上,后来是经过咱们中航工业来合作,来进行正产国产化,原来的基础上改造升级。现在达到36兆瓦,西气东输二线目前有三台机组在用,早先都是GE的2500和2B11,还有一种机型QD300,这个机组功率达到33兆瓦,发电效率是能够达到将近36%。

就给大家汇报到这儿,有什么问题接下来再交流。

问:大家好,针对邵老师刚才讲的那几款机型我想了解一下。

邵天鹏:目前从国外的机型改造过来的没有一个达标。

主持人:目前国产化率达到什么程度?目前小的微燃机小产品在进入市场,一千千瓦大型轮机都是进口的,而且占的投资比重比较大,投资风险比较大,咱们邵总对国产化有什么期望?从您的公司今后的努力方向上。

邵天鹏:我个人了解介绍一下我自己感觉到咱们国家燃机产业的发展,应该说我们对于重型燃机来讲,目前国内没有一款重型燃机能够用于工业化运行的。中国应该是在十一五期间提出了一个规划,叫重型燃机的发展,当年是做了20120这么一个机型,后来这个机型跟中海油合作,来进行实验,有一些行业的人来了解一下,那个机组运行了两千个小时,后来因为一点问题放在那儿。这台机组出现问题是2015年9月11号,我记得非常清楚,我当时去现场看了一下。那一个机型是10万百兆瓦,利用中国的技术利用全工艺流程和工序的只有这一款燃机。剩下的燃机用航改机改过来的,包括现在涡产15,这是正在做的,这是保密的,咱们国产720,现在这一款航空发动机用在燃机的改装上,做燃机的产品,从设计的理念来说,应该说咱们走得路线非常曲折,从早些GE公司跟燃机公司的合作,包括招投标,对整个国产燃机设备来讲并没有起到太大的促进作用,包括哈气跟GE公司的,东气跟西门子的合作,我相信民营的市场,包括天胶这几年民营起来来做,包括从俄罗斯、乌克兰引进的专家技术人才,从不远的这几年起来,包括从2015面国家提出来两机专项,也就是中国的百大工程之首,燃气轮机国产化,中国一定要做出自己的燃气轮机和航空发动机,从国家战略层面来讲是非常重视的。

(发言为现场速记整理,未经嘉宾审核)

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