1 电力建设概况 1978年以前,广东省的电力建设相当落后,发电装机总容量只有2.53 GW,最大的火力发电机组为125 MW。改革开放以来,电力工业得到迅猛的发展,到1997年底,全省发电装机容量达到28.13 GW,是1978年的11.8倍,火力发电厂单机容量最大为660 MW,核电单机容量为900 MW,目前无论是单机容量,还是发电装机容量或年发电量都居全国各省市之前列。 广东省发电方式有水电、火电、核电和风电;以火电为主,包括烧煤、烧油、烧气和垃圾发电等。各发电方式下的装机容量和发电量统计见表1。
表1 广东省500 kW及以上机组装机容量和发电量统计(至1997年止)
发电方式
装机容 量/GW
占全省装机 容量/%
发电量/TWh
占全省发 电量/%
水力
4.301
15.7
129.57
13.7
火力
21.228
77.6
689.17
73.1
核电
1.800
6.6
124.06
13.2
2 燃气轮机现况 据不完全统计,1985~1996年底,广东省共建成以燃气—蒸汽联合循环方式为主的燃机电厂13座,总装机容量达2.3 GW。其中较大的燃气轮机电厂有深圳南山热电厂、月亮湾燃机发电厂、珠海洪湾燃机发电厂、顺德德胜发电厂、佛山沙口发电厂和广州明珠C厂等,装机容量见表2。
表2 广东省较大的燃机发电厂及其装机容量
发电厂
装机容 量/MW
发电厂
装机容 量/MW
深圳南山电厂
348
广州明珠C燃机发电厂
110
佛山沙口发电厂
283
汕特燃机电厂
105
顺德德胜发电厂
283
珠海洪湾燃机发电厂
105
深圳月亮湾燃机发电厂
200
汕头华能燃机电厂
103
虎门电厂
180
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3 从国外引进的燃气轮机装置简介 广东省从国外引进的燃气轮机,主要是美国通用汽车公司生产的MS-9001型100 MW燃气轮机装置,以及由退役飞行器(美国波音飞机公司生产)改造而成的燃汽轮机组。 3.1 MS-9001型100 MW燃气轮机装置 压气机为轴流式17级,压缩比为9.4,中间有抽气口将空气抽出冷却。压气机转子由许多叶轮组合而成,拉紧螺栓将叶轮前后拉紧。叶轮与转子用端面键传递扭矩。压缩空气进入逆流式多管型燃烧器,该燃烧器有14个燃烧组件。
燃气轮有3个冲动级,组装式转子,叶轮用拉紧螺栓连成整体。刚性连轴器连结压气机与燃气轮机。转子与叶轮间隙由冷却空气冷却。冷却后,冷却空气向燃气轮机通流部分排放。作功后的废气经单侧排气器和导向叶片排入大气。 该装置燃烧气与石油,启动时间26 min,系单轴汽机。若配有回热加热器,效率可从31%提高到38%;如供热,可提供150 MW的热能,效率提高到80.4%。 3.2 由飞行器改造而成的燃气轮机组 如图2所示,燃气轮机由5级组成,前三级为高压燃气轮,后两级为低压燃气机,可接受蒸汽回注,燃汽机带动压气机和发电机;压气机的空气增压后与燃烧室气体混合,提高温度后的高温高压气体进入燃气轮机作功,废气自排气管喷出。航空发动机设计完善,可在任何气候下工作,不需冷却水,迅速启动3~5 min带满负荷。
该装置具有价廉、紧凑、尺寸小、重量轻、自动化程度高、可以自动启动等优点。缺点是效率低,单机容量小(10~20 MW),寿命短(约8 000~10 000 h)。 广东省还引进了LM5000ST1G燃气轮机和VEGA206燃气-蒸汽联合循环发电机组。LM5000ST1G是由CF6-50航空发动机派生的轻型燃气轮机,广东深圳月亮湾电厂和东莞虎门电厂分别有2台和4台。
4 燃机发电在广东省的发展前景 开发和利用天然气,提高它在能源结构中的比例以缓解生态环境的恶化,以燃气轮发电应是一项很有效的措施。据有关资料介绍,全国已发电、在建或将要建成的燃机电厂已达50多家,总装机容量约10 GW。广东南海石油的开发,海南莺歌海的巨大潜力,为燃气提供了能源。另外,燃气轮机发电技术正朝着大容量、高效率和低排放的方向发展,随着燃气轮机整体煤气化联合循环发电技术的成功实践和运用,燃机发电的前景应十分广阔。
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