王新

摘要：社會發(fā)展的過程中經(jīng)歷了一次次的革新，每一次的革新都標志著社會的進步?？梢哉f十八世紀末蒸汽機的出現(xiàn)是人類社會科技發(fā)展的一次飛躍。通過對石油資源的開發(fā)利用，人們實現(xiàn)了現(xiàn)代化的生產(chǎn)與生活，并推動了內(nèi)燃機與燃氣輪機的研發(fā)、利用與發(fā)展，同時也加速了電氣化及交通方面的發(fā)展。燃氣輪機裝置中的結(jié)構(gòu)等不同于汽輪機與蒸汽機。在使用燃氣輪機時應(yīng)對其結(jié)構(gòu)、原理等進行深入的研究，并對結(jié)構(gòu)間的關(guān)系進行充分的了解，發(fā)揮出燃氣輪機的作用，提升其使用效率。

關(guān)鍵詞：燃氣輪機;發(fā)電技術(shù)

1我國燃氣輪機發(fā)電技術(shù)發(fā)展概述

1.1萌芽階段

二十世紀五十年代燃氣輪機被我國所引入，并將其應(yīng)用到我國油田生產(chǎn)中。直到二十世紀六十年代后我國才開始構(gòu)建起燃氣輪機發(fā)電機組，并在我國南方地區(qū)建立了研發(fā)基地。雖然與國外相比我國燃氣輪機發(fā)電技術(shù)還存在一定的差距，但是基本可以滿足基礎(chǔ)功能使用需求。

1.2技術(shù)引進階段

上世紀八十年代中期，我國再一次進行燃氣輪機生產(chǎn)，并從荷蘭引進更加專業(yè)的燃氣輪機機組及配套設(shè)備與西門子汽輪機。我國第一套燃氣輪機發(fā)電設(shè)備投入使用后得到了非常好的使用效果。因此全國范圍內(nèi)也開始了生產(chǎn)燃氣輪機的熱潮，可以說這是我國燃氣輪機發(fā)展的重要轉(zhuǎn)折點，為后期發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

1.3全面發(fā)展階段

隨著我國大力加強天然氣的開發(fā)與利用，尤其是重點工程項目如西氣東輸工程、近海天然氣開發(fā)工程的啟動等項目，都說明我國在提供天然氣使用過程中時，對燃氣輪機的發(fā)展也越來越重視。特別是在“十五”期間，我國相繼引進了54套國際上較為先進的燃氣輪機組，并在建設(shè)完成后，整個燃氣機組的容量超過了20000MW。以中國航空航天為例，其集團下屬的相關(guān)單位在燃氣輪機發(fā)電技術(shù)方面所獲得的可喜成績，以及市場的廣泛使用更是標志了我國燃氣輪機發(fā)電機組跨越式的發(fā)展。但需要面對的問題是，我國燃氣機組由于起步晚，在一些自主研發(fā)、知識產(chǎn)權(quán)等方面的問題，尤其是在重型燃氣輪機方面存在一定缺陷。所以，未來我國燃氣輪機發(fā)電還有待于進一步提升和發(fā)展。

2燃氣輪機發(fā)電技術(shù)主要優(yōu)勢

2.1具有較高的發(fā)電效率

與國際燃氣輪機發(fā)電技術(shù)相比雖然我國起步較晚，但是通過長時間的發(fā)展也取得了較好的成績;但與發(fā)達國家相比還具有一定的差距，所以在未來發(fā)展時應(yīng)嚴格控制溫度，并通過此來提升發(fā)電效率。

2.2符合環(huán)保要求

隨著我國環(huán)境保護工作逐漸深入，在這樣的發(fā)展環(huán)境下對燃氣輪機發(fā)電裝置的污染排放要求也越來越嚴格。為了成為清潔電廠工程，堯?qū)ν耆紵拿涸M行嚴格的處理，并對燃燒過程中可以能給環(huán)境帶來污染的物質(zhì)，利用注水方式來降低污染程度，確保其符合環(huán)保排放標準。

2.3具有較高的運行性能

聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)是燃氣輪機發(fā)電技術(shù)的主要方向，通常情況下可以將燃氣輪機的作業(yè)時間縮短，20min左右就可以啟動進行負荷作業(yè)?？梢娖鋯铀俣仁禽^快的并且可以為燃氣輪機循環(huán)提供保障，以此來降低操作難度。

2.4占地面積較小

與火力發(fā)電廠相比燃氣輪機占地面積相對較小，構(gòu)建燃氣輪機發(fā)電廠時不需要單獨建設(shè)儲煤場及煤炭輸送系統(tǒng)，這樣不僅可以節(jié)約使用空間同時其自身帶有脫硫系統(tǒng)及除塵系統(tǒng)，這樣也起到了環(huán)保作用。

2.5啟動速度快并具有較高的自動化，可以做到每日啟停

燃氣輪機在啟動后可以在20min內(nèi)實現(xiàn)滿負荷運行。將燃氣輪機發(fā)電廠應(yīng)用到城市中可以對用電高峰期起到調(diào)節(jié)作用。

3燃氣輪機用于發(fā)電的主要形式

3.1簡單循環(huán)

簡單循環(huán)模式也可以稱之為開放式循環(huán)模式，是由燃氣輪機和發(fā)電機獨立系統(tǒng)構(gòu)成的。其優(yōu)勢在于可以進行快速的整機安裝和使用，特別是在電網(wǎng)高峰期和交通、工業(yè)動力系統(tǒng)方面有著重要意義。

3.2前置循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)或發(fā)電

由燃氣輪機及發(fā)電機與余熱鍋爐共同組成的循環(huán)系統(tǒng)，它將燃氣輪機排出的高溫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氣輪機提高燃氣輪機出力和效率。前置循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)時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)機組采用余熱鍋爐補燃技術(shù)，補燃時的總效率超過90%。

3.3聯(lián)合循環(huán)發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn)

燃氣輪機及發(fā)電機與余熱鍋爐、蒸汽輪機或供熱式蒸汽輪機（抽汽式或背壓式）共同組成的循環(huán)系統(tǒng)，它將燃氣輪機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。形式有燃氣輪機、蒸汽輪機同軸推動一臺發(fā)電機的單軸聯(lián)合循環(huán)，也有燃氣輪機、蒸汽輪機各自推動各自發(fā)電機的多軸聯(lián)合循環(huán)。

3.4整體化循環(huán)

由煤氣發(fā)生爐、燃氣輪機、余熱鍋爐和蒸汽輪機共同組成的循環(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氣輪機使用氣體、液體燃料，提高煤炭利用效率，降低污染物排放。可作為城市煤氣、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)。

3.5核燃聯(lián)合循環(huán)

目前這種循環(huán)裝置正處于嘗試階段，并沒有正式在推廣使用。主要是由燃氣輪機、余熱鍋爐和核反應(yīng)堆、蒸汽輪機共同組成。通過燃氣輪機排出的煙氣通過熱核反應(yīng)輸出蒸汽，主要為提高核反應(yīng)堆蒸汽的溫度、壓力，提高蒸汽輪機效率，降低蒸汽輪機部分的工程造價。

3.6燃機輔助循環(huán)

燃機輔助循環(huán)系統(tǒng)多數(shù)被應(yīng)用于小型燃氣輪機作業(yè)中，輔助其完成鍋爐預(yù)熱、鼓風、燃燒等環(huán)節(jié)存在的不足，進而提升效率，在進行動力循環(huán)的過程中可以直接用水泵進行驅(qū)動。

3.7燃氣煙氣聯(lián)合循環(huán)

燃氣輪機和煙氣輪機循環(huán)系統(tǒng)是比較常見的一種，在發(fā)展過程中對煙氣排放的改善有著重要意義。從某種意義上來講，該系統(tǒng)的組合方式也大大提高了內(nèi)循環(huán)的工作效率，但是由于煙氣輪機組造價比較昂貴，對此并沒有廣泛使用。

3.8燃氣熱泵聯(lián)合循環(huán)

由燃氣輪機和煙氣熱泵，燃氣輪機、煙氣輪機和煙氣熱泵，或燃氣輪機、余熱鍋爐、蒸汽熱泵，以及燃氣輪機、余熱鍋爐、蒸汽輪機和蒸汽（煙氣）熱泵組成的能源利用系統(tǒng)。該系統(tǒng)在燃氣輪機、煙氣輪機、余熱鍋爐、蒸汽輪機等設(shè)備完成能量利用循環(huán)后，進一步利用熱泵對煙氣、蒸汽、熱水和冷卻水中的余熱進行深度回收利用，或?qū)恿χ苯油苿訜岜谩＿@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150%，是未來能源利用的主要趨勢之一。

4結(jié)束語

與核能發(fā)電相比，燃氣輪機發(fā)電技術(shù)優(yōu)勢更加明顯，并可以對資源及環(huán)境進行有效的保護，同時可以將人們原有的生產(chǎn)生活方式進行改變。因此，我國也將燃氣輪機發(fā)電技術(shù)作為國家級重點項目，相關(guān)人員應(yīng)進行更加深入的研究，正確認識燃氣輪機裝置，并與國外先進技術(shù)進行結(jié)合，對我國燃氣輪機發(fā)電技術(shù)進行創(chuàng)新與優(yōu)化，以此來提升燃氣輪機發(fā)展速度，確立我國燃氣輪機在國際上的地位。