论文部分内容阅读
摘要：社会发展的过程中经历了一次次的革新，每一次的革新都标志着社会的进步。可以说十八世纪末蒸汽机的出现是人类社会科技发展的一次飞跃。通过对石油资源的开发利用，人们实现了现代化的生产与生活，并推动了内燃机与燃气轮机的研发、利用与发展，同时也加速了电气化及交通方面的发展。燃气轮机装置中的结构等不同于汽轮机与蒸汽机。在使用燃气轮机时应对其结构、原理等进行深入的研究，并对结构间的关系进行充分的了解，发挥出燃气轮机的作用，提升其使用效率。
关键词：燃气轮机;发电技术
1我国燃气轮机发电技术发展概述
1.1萌芽阶段
二十世纪五十年代燃气轮机被我国所引入，并将其应用到我国油田生产中。直到二十世纪六十年代后我国才开始构建起燃气轮机发电机组，并在我国南方地区建立了研发基地。虽然与国外相比我国燃气轮机发电技术还存在一定的差距，但是基本可以满足基础功能使用需求。
1.2技术引进阶段
上世纪八十年代中期，我国再一次进行燃气轮机生产，并从荷兰引进更加专业的燃气轮机机组及配套设备与西门子汽轮机。我国第一套燃气轮机发电设备投入使用后得到了非常好的使用效果。因此全国范围内也开始了生产燃气轮机的热潮，可以说这是我国燃气轮机发展的重要转折点，为后期发展奠定了基础。
1.3全面发展阶段
随着我国大力加强天然气的开发与利用，尤其是重点工程项目如西气东输工程、近海天然气开发工程的启动等项目，都说明我国在提供天然气使用过程中时，对燃气轮机的发展也越来越重视。特别是在“十五”期间，我国相继引进了54套国际上较为先进的燃气轮机组，并在建设完成后，整个燃气机组的容量超过了20000MW。以中国航空航天为例，其集团下属的相关单位在燃气轮机发电技术方面所获得的可喜成绩，以及市场的广泛使用更是标志了我国燃气轮机发电机组跨越式的发展。但需要面对的问题是，我国燃气机组由于起步晚，在一些自主研发、知识产权等方面的问题，尤其是在重型燃气轮机方面存在一定缺陷。所以，未来我国燃气轮机发电还有待于进一步提升和发展。
2燃气轮机发电技术主要优势
2.1具有较高的发电效率
与国际燃气轮机发电技术相比虽然我国起步较晚，但是通过长时间的发展也取得了较好的成绩;但与发达国家相比还具有一定的差距，所以在未来发展时应严格控制温度，并通过此来提升发电效率。
2.2符合环保要求
随着我国环境保护工作逐渐深入，在这样的发展环境下对燃气轮机发电装置的污染排放要求也越来越严格。为了成为清洁电厂工程，尧对完全燃烧的煤渣进行严格的处理，并对燃烧过程中可以能给环境带来污染的物质，利用注水方式来降低污染程度，确保其符合环保排放标准。
2.3具有较高的运行性能
联合循环发电技术是燃气轮机发电技术的主要方向，通常情况下可以将燃气轮机的作业时间缩短，20min左右就可以启动进行负荷作业。可见其启动速度是较快的并且可以为燃气轮机循环提供保障，以此来降低操作难度。
2.4占地面积较小
与火力发电厂相比燃气轮机占地面积相对较小，构建燃气轮机发电厂时不需要单独建设储煤场及煤炭输送系统，这样不仅可以节约使用空间同时其自身带有脱硫系统及除尘系统，这样也起到了环保作用。
2.5启动速度快并具有较高的自动化，可以做到每日启停
燃气轮机在启动后可以在20min内实现满负荷运行。将燃气轮机发电厂应用到城市中可以对用电高峰期起到调节作用。
3燃气轮机用于发电的主要形式
3.1简单循环
简单循环模式也可以称之为开放式循环模式，是由燃气轮机和发电机独立系统构成的。其优势在于可以进行快速的整机安装和使用，特别是在电网高峰期和交通、工业动力系统方面有着重要意义。
3.2前置循环热电联产或发电
由燃气轮机及发电机与余热锅炉共同组成的循环系统，它将燃气轮机排出的高温烟气通过余热锅炉回收，转换为蒸汽或热水加以利用。主要用于热电联产，也有将余热锅炉的蒸汽回注入燃气轮机提高燃气轮机出力和效率。前置循环热电联产时的总效率一般均超过80%。为提高供热的灵活性，大多前置循环热电联产机组采用余热锅炉补燃技术，补燃时的总效率超过90%。
3.3联合循环发电或热电联产
燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机或供热式蒸汽轮机（抽汽式或背压式）共同组成的循环系统，它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气，通过余热锅炉回收转换为蒸汽，再将蒸汽注入蒸汽轮机发电，或将部分发电作功后的乏汽用于供热。形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环，也有燃气轮机、蒸汽轮机各自推动各自发电机的多轴联合循环。
3.4整体化循环
由煤气发生炉、燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机共同组成的循环系统，也称为IGCC。主要解决使用低廉的固体化石燃料代替燃气轮机使用气体、液体燃料，提高煤炭利用效率，降低污染物排放。可作为城市煤气、電力、集中供热和集中制冷、以及建材、化工原料综合供应系统。
3.5核燃联合循环
目前这种循环装置正处于尝试阶段，并没有正式在推广使用。主要是由燃气轮机、余热锅炉和核反应堆、蒸汽轮机共同组成。通过燃气轮机排出的烟气通过热核反应输出蒸汽，主要为提高核反应堆蒸汽的温度、压力，提高蒸汽轮机效率，降低蒸汽轮机部分的工程造价。
3.6燃机辅助循环
燃机辅助循环系统多数被应用于小型燃气轮机作业中，辅助其完成锅炉预热、鼓风、燃烧等环节存在的不足，进而提升效率，在进行动力循环的过程中可以直接用水泵进行驱动。
3.7燃气烟气联合循环
燃气轮机和烟气轮机循环系统是比较常见的一种，在发展过程中对烟气排放的改善有着重要意义。从某种意义上来讲，该系统的组合方式也大大提高了内循环的工作效率，但是由于烟气轮机组造价比较昂贵，对此并没有广泛使用。
3.8燃气热泵联合循环
由燃气轮机和烟气热泵，燃气轮机、烟气轮机和烟气热泵，或燃气轮机、余热锅炉、蒸汽热泵，以及燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机和蒸汽（烟气）热泵组成的能源利用系统。该系统在燃气轮机、烟气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机等设备完成能量利用循环后，进一步利用热泵对烟气、蒸汽、热水和冷却水中的余热进行深度回收利用，或将动力直接推动热泵。这一工艺可用作热电联产、热电冷联产、热冷联产、电冷联产、直接供热或直接制冷使用，该系统热效率极高，如果用于直接供热，热效率可达150%，是未来能源利用的主要趋势之一。
4结束语
与核能发电相比，燃气轮机发电技术优势更加明显，并可以对资源及环境进行有效的保护，同时可以将人们原有的生产生活方式进行改变。因此，我国也将燃气轮机发电技术作为国家级重点项目，相关人员应进行更加深入的研究，正确认识燃气轮机装置，并与国外先进技术进行结合，对我国燃气轮机发电技术进行创新与优化，以此来提升燃气轮机发展速度，确立我国燃气轮机在国际上的地位。
关键词：燃气轮机;发电技术
1我国燃气轮机发电技术发展概述
1.1萌芽阶段
二十世纪五十年代燃气轮机被我国所引入，并将其应用到我国油田生产中。直到二十世纪六十年代后我国才开始构建起燃气轮机发电机组，并在我国南方地区建立了研发基地。虽然与国外相比我国燃气轮机发电技术还存在一定的差距，但是基本可以满足基础功能使用需求。
1.2技术引进阶段
上世纪八十年代中期，我国再一次进行燃气轮机生产，并从荷兰引进更加专业的燃气轮机机组及配套设备与西门子汽轮机。我国第一套燃气轮机发电设备投入使用后得到了非常好的使用效果。因此全国范围内也开始了生产燃气轮机的热潮，可以说这是我国燃气轮机发展的重要转折点，为后期发展奠定了基础。
1.3全面发展阶段
随着我国大力加强天然气的开发与利用，尤其是重点工程项目如西气东输工程、近海天然气开发工程的启动等项目，都说明我国在提供天然气使用过程中时，对燃气轮机的发展也越来越重视。特别是在“十五”期间，我国相继引进了54套国际上较为先进的燃气轮机组，并在建设完成后，整个燃气机组的容量超过了20000MW。以中国航空航天为例，其集团下属的相关单位在燃气轮机发电技术方面所获得的可喜成绩，以及市场的广泛使用更是标志了我国燃气轮机发电机组跨越式的发展。但需要面对的问题是，我国燃气机组由于起步晚，在一些自主研发、知识产权等方面的问题，尤其是在重型燃气轮机方面存在一定缺陷。所以，未来我国燃气轮机发电还有待于进一步提升和发展。
2燃气轮机发电技术主要优势
2.1具有较高的发电效率
与国际燃气轮机发电技术相比虽然我国起步较晚，但是通过长时间的发展也取得了较好的成绩;但与发达国家相比还具有一定的差距，所以在未来发展时应严格控制温度，并通过此来提升发电效率。
2.2符合环保要求
随着我国环境保护工作逐渐深入，在这样的发展环境下对燃气轮机发电装置的污染排放要求也越来越严格。为了成为清洁电厂工程，尧对完全燃烧的煤渣进行严格的处理，并对燃烧过程中可以能给环境带来污染的物质，利用注水方式来降低污染程度，确保其符合环保排放标准。
2.3具有较高的运行性能
联合循环发电技术是燃气轮机发电技术的主要方向，通常情况下可以将燃气轮机的作业时间缩短，20min左右就可以启动进行负荷作业。可见其启动速度是较快的并且可以为燃气轮机循环提供保障，以此来降低操作难度。
2.4占地面积较小
与火力发电厂相比燃气轮机占地面积相对较小，构建燃气轮机发电厂时不需要单独建设储煤场及煤炭输送系统，这样不仅可以节约使用空间同时其自身带有脱硫系统及除尘系统，这样也起到了环保作用。
2.5启动速度快并具有较高的自动化，可以做到每日启停
燃气轮机在启动后可以在20min内实现满负荷运行。将燃气轮机发电厂应用到城市中可以对用电高峰期起到调节作用。
3燃气轮机用于发电的主要形式
3.1简单循环
简单循环模式也可以称之为开放式循环模式，是由燃气轮机和发电机独立系统构成的。其优势在于可以进行快速的整机安装和使用，特别是在电网高峰期和交通、工业动力系统方面有着重要意义。
3.2前置循环热电联产或发电
由燃气轮机及发电机与余热锅炉共同组成的循环系统，它将燃气轮机排出的高温烟气通过余热锅炉回收，转换为蒸汽或热水加以利用。主要用于热电联产，也有将余热锅炉的蒸汽回注入燃气轮机提高燃气轮机出力和效率。前置循环热电联产时的总效率一般均超过80%。为提高供热的灵活性，大多前置循环热电联产机组采用余热锅炉补燃技术，补燃时的总效率超过90%。
3.3联合循环发电或热电联产
燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机或供热式蒸汽轮机（抽汽式或背压式）共同组成的循环系统，它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气，通过余热锅炉回收转换为蒸汽，再将蒸汽注入蒸汽轮机发电，或将部分发电作功后的乏汽用于供热。形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环，也有燃气轮机、蒸汽轮机各自推动各自发电机的多轴联合循环。
3.4整体化循环
由煤气发生炉、燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机共同组成的循环系统，也称为IGCC。主要解决使用低廉的固体化石燃料代替燃气轮机使用气体、液体燃料，提高煤炭利用效率，降低污染物排放。可作为城市煤气、電力、集中供热和集中制冷、以及建材、化工原料综合供应系统。
3.5核燃联合循环
目前这种循环装置正处于尝试阶段，并没有正式在推广使用。主要是由燃气轮机、余热锅炉和核反应堆、蒸汽轮机共同组成。通过燃气轮机排出的烟气通过热核反应输出蒸汽，主要为提高核反应堆蒸汽的温度、压力，提高蒸汽轮机效率，降低蒸汽轮机部分的工程造价。
3.6燃机辅助循环
燃机辅助循环系统多数被应用于小型燃气轮机作业中，辅助其完成锅炉预热、鼓风、燃烧等环节存在的不足，进而提升效率，在进行动力循环的过程中可以直接用水泵进行驱动。
3.7燃气烟气联合循环
燃气轮机和烟气轮机循环系统是比较常见的一种，在发展过程中对烟气排放的改善有着重要意义。从某种意义上来讲，该系统的组合方式也大大提高了内循环的工作效率，但是由于烟气轮机组造价比较昂贵，对此并没有广泛使用。
3.8燃气热泵联合循环
由燃气轮机和烟气热泵，燃气轮机、烟气轮机和烟气热泵，或燃气轮机、余热锅炉、蒸汽热泵，以及燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机和蒸汽（烟气）热泵组成的能源利用系统。该系统在燃气轮机、烟气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机等设备完成能量利用循环后，进一步利用热泵对烟气、蒸汽、热水和冷却水中的余热进行深度回收利用，或将动力直接推动热泵。这一工艺可用作热电联产、热电冷联产、热冷联产、电冷联产、直接供热或直接制冷使用，该系统热效率极高，如果用于直接供热，热效率可达150%，是未来能源利用的主要趋势之一。
4结束语
与核能发电相比，燃气轮机发电技术优势更加明显，并可以对资源及环境进行有效的保护，同时可以将人们原有的生产生活方式进行改变。因此，我国也将燃气轮机发电技术作为国家级重点项目，相关人员应进行更加深入的研究，正确认识燃气轮机装置，并与国外先进技术进行结合，对我国燃气轮机发电技术进行创新与优化，以此来提升燃气轮机发展速度，确立我国燃气轮机在国际上的地位。