我國燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)況與展望

1、我國燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)況與展望孟勇中石化勝利石油管理局電力管理總公司 山東 東營 257237摘要：介紹了我國燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn)，論證了我國發(fā)展燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)的必要性，并對我國燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展措施作了翔實(shí)的研究。關(guān)鍵詞: 燃?xì)廨啓C(jī) 發(fā)電技術(shù) 現(xiàn)狀 發(fā)展措施 1 我國燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀我國的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電事業(yè)始于1959年,當(dāng)時從瑞士BCC公司引進(jìn)兩套6200kW 的單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)列車發(fā)電機(jī)組,燃料為大慶原油。20世紀(jì)60年代,燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站的建設(shè)及其設(shè)備的制造生產(chǎn)初具規(guī)模,總裝機(jī)容量達(dá)到6萬kW,最大單機(jī)容量為45000kW。上汽廠、南汽廠、哈汽廠、東汽

2、廠等制造廠曾先后設(shè)計(jì)生產(chǎn)過燃?xì)廨啓C(jī)組,這些機(jī)組的技術(shù)性能都不高,燃?xì)獬鯗匾话阍?00700左右,熱效率為1625% ,所建電站基本上是單循環(huán)機(jī)組?？陀^地講國家在當(dāng)時也投入了不少力量,開辟和啟動了燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電領(lǐng)域,取得了一些研究成果。但由于燃料政策及政治、經(jīng)濟(jì)方面的原因,使興起不久的這項(xiàng)事業(yè)在20世紀(jì)60年代末陷入停滯不前的狀況。后來,于1972年和1976年分別從英國JB公司和日本日立公司引進(jìn)了10套MS5000系列、PG5301型單機(jī)功率在2170023000kW單循環(huán)機(jī)組,從而使我國燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組總裝機(jī)容量達(dá)到30 萬kW左右。由于種種原因, 我國燃機(jī)制造業(yè)在20世紀(jì)70年代開始萎縮,大部

3、分制造廠停止生產(chǎn),只保留南京汽輪電機(jī)廠為我國唯一生產(chǎn)燃?xì)廨啓C(jī)的制造廠家。二十世紀(jì)80年代中期，我國從英國JB公司引進(jìn)了6套PG6531型燃?xì)廨啓C(jī)組，其中兩套就在勝利油田電力管理總公司孤北熱電廠，當(dāng)時配套引進(jìn)了兩臺荷蘭的余熱鍋爐和一臺西門子的汽輪機(jī)組成了國內(nèi)的第一套燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組，此次也是我國燃?xì)廨啓C(jī)的第一次配套技術(shù)引進(jìn)，當(dāng)時將6B型燃?xì)廨啓C(jī)的制造技術(shù)引進(jìn)給了南京汽輪電機(jī)廠，從而掀起了我國燃?xì)廨啓C(jī)國產(chǎn)化的進(jìn)程?！笆濉逼陂g，我國開始天然氣資源的大規(guī)模開發(fā)利用，西氣東輸、近海天然氣開發(fā)和引進(jìn)國外液化天然氣工程全面展開，國家開始重視發(fā)展天然氣燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。“十五”期間進(jìn)行了一次捆綁

4、招標(biāo)，引進(jìn)美國通用電氣、德國西門子和日本三菱3種F級大型單軸燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組共54套，全部建成后總裝機(jī)容量超過20000 MW。對于高科技含量的9F系列燃?xì)廨啓C(jī)在國內(nèi)研制，我國三大動力集團(tuán)的汽輪機(jī)廠都投入重要力量。哈爾濱動力集團(tuán)（以下簡稱哈動力）和美國通用電氣（GE）組成的聯(lián)合體共同生產(chǎn)109FA機(jī)型；東方電氣集團(tuán)（以下簡稱東方電氣）和日本三菱組成的聯(lián)合體共同生產(chǎn)M701F機(jī)型；上海電氣集團(tuán)（以下簡稱上海電氣）與德國西門子組成的聯(lián)合體共同生產(chǎn)V93.4A機(jī)型，幾乎超越了9E系列燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展過程，直登9F系列。2005年5月，哈動力的109FA機(jī)組首先在江蘇省張家港電廠和浙江半山電廠正式投運(yùn)，哈動力

5、在1、2捆項(xiàng)目中中標(biāo)了9個項(xiàng)目，拿到19臺燃汽輪機(jī)的制造合同；相隔1個月后，東方電氣的M701F燃?xì)廨啓C(jī)又試運(yùn)成功，國產(chǎn)化率達(dá)46%以上；同時，上海電氣也拿到9 臺V93.4A燃汽輪機(jī)的制造合同。除此之外，“十五”期間我國還有一批電廠的中小型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行了“以大代小”技術(shù)改造，建成9E型聯(lián)合循環(huán)機(jī)組50 臺以上，裝機(jī)容量8100MW。南京汽輪電機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司（以下簡稱南汽輪）與GE組成聯(lián)合體，啟動了9E系列大型燃?xì)廨啓C(jī)國產(chǎn)化項(xiàng)目。2006年7月，第1臺國產(chǎn)化機(jī)組成功完成點(diǎn)火試車。此外，“十五”期間我國大型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝備自主開發(fā)、制造的能力有顯著增強(qiáng)，大型燃?xì)廨啓C(jī)組裝、試車中心

6、已在國內(nèi)建成投產(chǎn)；一批著名大學(xué)成立了燃?xì)廨啓C(jī)研發(fā)中心。主機(jī)的國產(chǎn)化帶動一大批設(shè)備配套，備品備件供應(yīng)和維修、安裝、調(diào)試、運(yùn)行的專業(yè)隊(duì)伍。以燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電為核心的產(chǎn)業(yè)鏈正在逐步形成。與捆綁招標(biāo)同步進(jìn)行的國家“863”大型燃?xì)廨啓C(jī)研制科技攻關(guān)項(xiàng)目也全力推動，不僅在組織樣機(jī)研制方面取得進(jìn)展，在核心技術(shù)的消化、創(chuàng)新以及自行設(shè)計(jì)制造能力方面都有很大提高?！?63”燃?xì)廨啓C(jī)研制項(xiàng)目的進(jìn)展對我國捆綁招標(biāo)、以市場換取技術(shù)起到了有力的推動作用。同時，我國船用、航空用燃?xì)廨啓C(jī)的研制也取得豐碩成果。2 我國燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電面臨的挑戰(zhàn)我國發(fā)展燃?xì)廨啓C(jī)雖然已經(jīng)有50年的歷史，但至今沒有掌握大型燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)品整套設(shè)計(jì)、制造技術(shù)，與

7、國外相比在某些技術(shù)上差距還很大。燃?xì)廨啓C(jī)在我國尚未能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品整套自行設(shè)計(jì)和制造，至今我國尚未有自主知識產(chǎn)權(quán)的重型燃?xì)廨啓C(jī)的產(chǎn)品和型號。我國燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝機(jī)容量在全國總裝機(jī)容量中也僅占很小的比重。除了技術(shù)本身的問題外，其他制約因素也在顯現(xiàn)。近年來，燃?xì)廨啓C(jī)電廠深受國際市場石油大幅度漲價的嚴(yán)重沖擊，一批電廠出現(xiàn)嚴(yán)重虧損，面臨倒閉；西氣東輸天然氣供氣量滿足不了新增機(jī)組氣量要求，新建的天然氣燃?xì)廨啓C(jī)電廠由于天然氣燃料供應(yīng)短缺，較長時間處于半停產(chǎn)狀態(tài)，有些電廠至今因燃料供應(yīng)不足仍不能滿負(fù)荷運(yùn)行，勝利油田自備電廠孤北熱電廠的206B和109E聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組也由于燃料緊缺電價低的原因而關(guān)停；面對天然氣發(fā)電

8、市場出現(xiàn)的新變化，應(yīng)對措施不力，甚至引起人們懷疑引進(jìn)天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電是否正確。3 堅(jiān)持加速發(fā)展燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電的必要性2004 年，我國一次能源生產(chǎn)為18.45億t標(biāo)準(zhǔn)煤，能源消費(fèi)總量為19.7億t標(biāo)準(zhǔn)煤，躍居世界第二大能源生產(chǎn)國和能源消費(fèi)國，但是我國能源利用率卻大大低于工業(yè)發(fā)達(dá)國家。2005年底，我國能源利用率僅為34%，而發(fā)達(dá)國家達(dá)44%；每噸能源實(shí)現(xiàn)的GDP僅為世界平均水平的30%，按此與發(fā)達(dá)國家相比，要落后20年。13億人口的大國，要保持國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，急切需要改變能源利用率低的狀況。國家加強(qiáng)各項(xiàng)措施，努力向節(jié)約型社會發(fā)展，要求將“十一五”期間百萬元GDP 能耗比“十五”下降20%

9、。但是2006年有關(guān)信息顯示，GDP能耗仍未呈下降趨勢，反而還有上升。可以認(rèn)為，我國能源利用率水平低的原因與以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)有不可分割的關(guān)系，我國煤炭消耗大部分用于火力發(fā)電及供熱，其用量約占全國煤炭總產(chǎn)量的51%。而我國發(fā)電煤耗比世界發(fā)達(dá)國家平均水平高出5060g/kWh。由于發(fā)電煤耗高，因此每年要多消耗掉1.5億t煤。目前，我國采取淘汰耗煤高的小火電，發(fā)展大型超臨界、超超臨界機(jī)組等措施來降低能耗，但仍不能達(dá)到萬元GDP能耗大幅度下降的目標(biāo)。發(fā)達(dá)國家近20多年來新增發(fā)電量基本上為高效天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電替代常規(guī)燃煤火力發(fā)電。2004年，美國新增發(fā)電裝機(jī)容量26000MW，其中天然氣發(fā)電247

10、33.20MW，占95.3%；而燃煤發(fā)電僅584MW，占2.25%。另據(jù)統(tǒng)計(jì)，英國天然氣發(fā)電已占全國電力供應(yīng)的40%，到2020年還將進(jìn)一步上升到60%。天然氣燃料主要用于燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，只有進(jìn)一步加速發(fā)展這一先進(jìn)技術(shù)，才能使我國能耗水平趕上世界水平。用煤炭作為燃料，存在嚴(yán)重的排放污染問題。由煤電產(chǎn)生的灰渣占全國灰渣排放的70%；煤電煙塵排放占工業(yè)排放總量的33%，SO2 排放占工業(yè)排放總量的56%；煤電用水量也占工業(yè)用水量的40%。因此，過分依賴煤炭發(fā)電大大加重了我國環(huán)?？刂频呢?fù)擔(dān)。4 發(fā)展燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電的建議措施4.1 開發(fā)國內(nèi)天然氣資源與發(fā)展國際貿(mào)易相結(jié)合，引進(jìn)國外天然氣近年來我國

11、在天然氣能源建設(shè)上投入非常大，油氣資源勘查，開采成果顯著。然而，僅靠國內(nèi)有限的燃料氣資源遠(yuǎn)不能滿足我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，要發(fā)展天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，改變調(diào)整我國能源結(jié)構(gòu)，必須引進(jìn)國外天然氣資源。世界天然氣資源十分豐富，天然氣資源最豐富的俄羅斯及中東諸國距離我國都不遠(yuǎn)，我們有很好的條件方便經(jīng)濟(jì)地利用這些天然氣資源，來為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。在世界經(jīng)濟(jì)走向一體化的今天，應(yīng)當(dāng)充分利用世界各地的資源。我們應(yīng)在努力開發(fā)國內(nèi)資源的同時，大力發(fā)展國際貿(mào)易，引進(jìn)國外天然氣資源來為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。4.2 加快燃?xì)廨啓C(jī)國產(chǎn)化建設(shè)燃?xì)廨啓C(jī)是聯(lián)合循環(huán)發(fā)電最關(guān)鍵的主要設(shè)備。燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電必須走裝備國產(chǎn)化的道路。我國應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)對

12、引進(jìn)技術(shù)的不斷消化吸收，但如果要取得燃?xì)廨啓C(jī)的核心技術(shù)，最好的手段是依靠自身研發(fā)。4.3 嚴(yán)格監(jiān)督審查、合理規(guī)定天然氣價格根據(jù)動力經(jīng)濟(jì)研究中心對天然氣發(fā)電成本構(gòu)成分析可知，影響天然氣發(fā)電成本的主要的因素是天然氣價格。要提高天燃?xì)獍l(fā)電的競爭力和經(jīng)濟(jì)性，降低氣價是主要途徑。根據(jù)有關(guān)分析和測算，各地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、煤炭價格及煤電電價水平不同，可承受的氣價也不相同?？傮w來說，按現(xiàn)行運(yùn)營體制，天然氣電站對氣價的承受能力在1.01.2元/m3。而各地現(xiàn)行的實(shí)際天然氣價格，除四川等個別地區(qū)外往往都遠(yuǎn)高于這個可承受價格。天然氣輸送和發(fā)電是天然氣產(chǎn)業(yè)鏈上風(fēng)險(xiǎn)基本相同的環(huán)節(jié)。為體現(xiàn)公平競爭、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)和“等量資

13、本獲取等量利潤”的市場經(jīng)濟(jì)基本準(zhǔn)則，建議天然氣輸送發(fā)電環(huán)節(jié)盡可能統(tǒng)一投資收益率，天然氣輸送與發(fā)電環(huán)節(jié)的投資收益率應(yīng)盡可能統(tǒng)一，以進(jìn)一步降低天然氣價格?？蓞⒄諊H慣例，實(shí)行分類氣價政策，對用氣量大的天然氣發(fā)電廠實(shí)行氣價優(yōu)惠，這不僅對于降低發(fā)電成本，提高電廠的競爭能力有益，而且對天然氣供應(yīng)及管道輸送部門有穩(wěn)定的供氣量有利。天然氣的定價比較復(fù)雜，希望國家有關(guān)部門嚴(yán)格審查各層次生產(chǎn)成本，合理定價。另外，應(yīng)按照國際上對大用戶給與優(yōu)惠價格的慣例，對發(fā)電用戶氣價給與適當(dāng)?shù)膬?yōu)惠，當(dāng)然，天然氣價格矛盾的根本解決，還要靠更多國內(nèi)外資源的開發(fā)。隨著世界經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展，我國天然氣和煤炭的價格比將會逐步向國際市場靠攏

14、，從而緩解天然氣價格對聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的沖擊。4.4 盡快提出天然氣供應(yīng)儲氣調(diào)峰方案雖然在西氣東輸工程的氣價中考慮了儲氣調(diào)峰的費(fèi)用，但目前為止尚未見到西氣東輸?shù)恼w儲氣調(diào)峰方案和針對每個燃?xì)獍l(fā)電項(xiàng)目的儲氣調(diào)峰專項(xiàng)報(bào)告，建議天然氣開發(fā)商和管道供應(yīng)商盡快提出有效的天然氣供應(yīng)儲氣調(diào)峰方案，使燃?xì)怆姀S用氣不連續(xù)和不均衡性問題的解決得到可靠的保證。4.5 在競價上網(wǎng)的地區(qū)，實(shí)行“峰谷分時電價”機(jī)制按照電能實(shí)行價值規(guī)律，高峰用電應(yīng)付高價，平段用電可付平價，低估用電電價最低。天然氣電站若在腰、峰位置運(yùn)行，并讓上網(wǎng)電價體現(xiàn)不同用途電力的不同價值，則其電價水平可高于平均電價，這樣天然氣電站的競爭力也會相應(yīng)的有所提高

15、。國外電力市場，正常運(yùn)行情況下，系統(tǒng)競價的峰谷價差為25倍，通常為3倍左右。國內(nèi)目前實(shí)行峰谷電價的地區(qū)較少，根據(jù)部分省份的試點(diǎn)，上網(wǎng)電價的峰谷價差約在22.5倍左右。4.6 天然氣發(fā)電上網(wǎng)電價應(yīng)計(jì)入“環(huán)境價值”天然氣發(fā)電的清潔、環(huán)保優(yōu)勢應(yīng)體現(xiàn)在上網(wǎng)電價上，并且我國發(fā)展燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)必然會進(jìn)而走上發(fā)展整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（IGCC）的道路。燃?xì)? 蒸汽聯(lián)合循環(huán)和IGCC是先進(jìn)的高效、潔凈發(fā)電技術(shù)，能夠提高發(fā)電效率、降低污染物排放，IGCC甚至具有使煤電達(dá)到近零排放的潛力。這一技術(shù)不僅可以合理利用能源發(fā)電，而且形成了能源資源多產(chǎn)多供、聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供的新概念，將發(fā)展成能源、電力、化工等領(lǐng)域相互交錯的

16、學(xué)科，更有利于能源、資源的優(yōu)化和綜合利用。4.7 建議國家制定相應(yīng)政策及機(jī)制天然氣發(fā)電在我國尚處于起步階段，建議國家通過稅收政策給與必要的扶持。包括減免燃?xì)怆姀S項(xiàng)目有關(guān)設(shè)備的進(jìn)口環(huán)節(jié)稅，國內(nèi)招標(biāo)采購范圍內(nèi)的設(shè)備材料的增值稅以及參照“西氣東輸”管道工程的優(yōu)惠政策給予燃?xì)怆姀S所得稅的部分返還等?？紤]到天然氣產(chǎn)業(yè)鏈的特殊性，合理分配供氣商、電廠和電網(wǎng)個環(huán)節(jié)的收益與風(fēng)險(xiǎn)，在天然氣供應(yīng)側(cè)實(shí)行“照付不議”合同的前提下，建立氣價上網(wǎng)電價銷售電價之間的聯(lián)動機(jī)制及監(jiān)督機(jī)制，以維護(hù)公平競爭的市場環(huán)境。5 結(jié)束語我國燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展一直是處在迂回、復(fù)雜的環(huán)境下，當(dāng)前適逢發(fā)展的大好時機(jī)，只要國家為燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展制定好長期發(fā)展規(guī)劃，有關(guān)配套政策、措施，并給予必要的資金投入，那么依靠專業(yè)人員的共同努力，我國燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)以及整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電前景將是十分光明的。參考文獻(xiàn)1 Dr. Benjamin , C. B. Hsieh. Overview of clean Technologyin the United States. The United States of America and the Peopele s Republic of china Export on IGCC. Dec. 19962閻保康. PG9171E 型燃?xì)廨啓C(jī)組運(yùn)行特性的技術(shù)優(yōu)化. 浙江電力,1998