Jun．，20132013年6月GASTURBINETECHNOLOGY分布式能源站燃气轮机的选择秦渊，陈昕，王华超(中南电力设计院，武汉430071)摘要:燃气轮机是整个分布式能源站系统的核心动力部分，本文简述了分布式能源站的燃气轮机选型原则，对比了两种机型———工业重型燃气轮机和航改轻型燃气轮机的技术特点，并以江西某分布式能源站工程为依托，利用GTPRO软件计算了该工程采用两种机型的性能参数，并通过经济学指标———动态回收期分析两种机型的投资优劣，从而为分布式能源站燃气轮机的选择提供了经济依据。关键词:分布式能源站;燃气轮机;热经济指标中图分类号:TK472文献标识码:A文章编号:1009-2889(2013)02-0034-05以天然气为燃料的分布式能源站是我国能源发展的主要方向，国家发展与改革委员会能源［2011］2196号文《关于发展天然气分布式能源的指导意见》中明确提出:“‘十二五’期间建设1000个左右天然气分布式能源项目。到2020年，在全国规模以上城市推广使用分布式能源系统，装机规模达到5000万千瓦。”分布式能源系统是指以小规模、小容量、模块化的方式布置在用户附近，将燃料同时转换成电能、热水、蒸汽和冷水等产品，是一种建立在能源梯级利用此重型燃气轮机单循环效率低于航改轻型燃气轮机，当采用燃气-蒸汽联合循环时，其配置的余热锅炉产汽量较大，汽轮机的发电出力和供汽量均大于采用轻型燃气轮机的方案。航改轻型燃气轮机体积小，重量轻，设备部件精度高，对机组运行条件的要求也较苛刻。轻型燃气轮机启停速度快，单循环热效率较高，非常适宜用作调峰发电机组。轻型燃气轮机排气温度较低，当采用燃气-蒸汽联合循环时，其配置的余热锅炉产汽量较少，汽轮机的发电出力和供汽量均较小，对于热电冷三联供项目来说，其供冷、热能力相对较低。分布式能源站主机选型原则主要有:(1)分布式能源站主机容量的选择应依据“以热(冷)定电、热(冷)电平衡”的原则，根据分布式能源站所在区域的热(冷)负荷的特性和大小合理确定。1分布式能源站燃气轮机的选择原则用于分布式能源站的原动机包括燃气轮机和燃气内燃机，燃气内燃机多应用于楼宇式分布式能源站，本文主要针对应用于区域式分布式能源站的燃气轮机选择。燃气轮机可分为工业重型燃气轮机和航改轻型燃气轮机。工业重型燃气轮机是为陆用发电而开发设计的，其特点是设备的体积和重量较大，对燃料的适应性较强。工业重型燃气轮机的排气温度(3)分布式能源站的年平均热效率不应小于70%，年平均热电比不应小于55%。(4)单机发电容量≤50MW且总发电容量≤200MW。(5)能满足环境保护要求的低NOx排放和低噪音，机型具有较佳的技术、价格优势。收稿日期:2012-11-23改稿日期:2012-12-26作者简介:秦渊(1983-)，男，湖北孝感人，工程师，硕士，主要从事火力发电、新能源工作。E-mail:renyaqinyuan@163．com35第2期分布式能源站燃气轮机的选择本文以江西某分布式能源站为依托，以该工程所在区域的冷、热负荷作为主机的选型基础，该区域冷、热负荷的类型主要分为工业生产热负荷、冬季采暖热负荷、夏季制冷负荷。其中制冷负荷利用汽轮机的抽汽，通过蒸汽型溴化锂制冷机组提供5℃的冷冻水，该制冷机组的制冷系数为1.15，将冷负荷折算为汽轮机的抽汽负荷。该区域的冷、热负荷按时段划分，全年分三个典型时期:采暖期、制冷期、非采暖制冷期(共7200h)，全年典型热负荷分布如表1。表1冷、热负荷汇总采暖期/(t·h－1)制冷期/(t·h－1)非采暖制冷期/(t·h－1)共2328h共3120h共1752h项目最大平均最小最大平均最小最大平均最小工业热负荷冬季采暖热负荷夏季制冷热负荷88.622.2－71.717.8－58.17.4－87.4－32.577.6－15.667.7－－90.7－－80.8－－64.2－－根据表1中的冷、热负荷，选择两套燃气-蒸汽联合循环机组。本文选择了两种主机方案———工业重型燃气轮机和航改轻型燃气轮机中典型机型PG6581B和LM6000PG，年运行小时数为全年的供冷(热)期7200h，计算两种方案的耗气量、供电量、供热量、热电比、热效率等指标。两种主机方案所配置的汽轮机均为一台背压式汽轮机和一台抽凝式汽轮机，由表1可看出全年的工业热负荷稳定，因此工业热负荷由背压机承担，采暖热负荷与制冷...