江苏省天然气发电项目运行特性及建设发展调研报告

江苏省天然气发电项目运行特性及建设发展调研报告江苏省能源局2011年6月PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建一、我省天然气发电项目装机现状..................................................4二、我省主要燃机联合循环发电项目选型............................................5（一）燃机轮机标准及我省主要机型.............................................................................5（二）燃气轮机联合循环.............................................................................................5（三）联合循环机组轴系配置.......................................................................................6（四）供热机组抽汽方式选择.......................................................................................8三、燃气轮机联合循环发电机组运行特性............................................9（一）启停性能和经济运行区间...................................................................................9（二）季节环境温度变化及供热对出力的影响.............................................................11（三）燃气轮机性能老化的影响.................................................................................12四、我省天然气发电项目规划建设情况.............................................14五、我省天然气发电项目气源总体情况分析.........................................14（一）气源需求总体情况...........................................................................................15（二）发电用气价及上网电价预计..............................................................................15（三）发电用燃气供需平衡........................................................................................16六、我省燃机运行模式及对电网的影响.............................................18（一）燃机运行模式选择...........................................................................................18（二）我省燃机目前运行模式.....................................................................................18（三）“十二五”期间燃机运行模式预测与分析...........................................................23七、主要结论..................................................................27八、相关建议..................................................................29（一）资源、基础设施两方面入手，加强燃气开发利用。............................................29（二）合理开发天然气发电项目。..............................................................................29（三）搞好热源点布局，推进集中供热。....................................................................30（四）加强发电成本监测，沟通疏导电价矛盾。..........................................................30（五）合理安排天然气发电运行。..............................................................................30PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建江苏省天然气发电项目运行特性及建设发展调研报告前言随着“西气东输”一号线和“冀宁联络线”两条天然气供应管线的建成投运，我省天然气消费快速增长，并逐渐成为我省能源消费中的重要组成部分。2010年全省天然气利用量为76亿立方米，为2005年利用量9亿立方米的7.4倍，占能源总消费量已达3.5%，天然气的引入，为优化我省能源结构，降低燃煤火电对江苏环境的污染和减轻煤炭运输压力起到了积极作用。天然气发电是天然气利用中的重要组成部分，具有其它发电项目所不具有的突出的优势：(1)发电效率高：E~F级燃机联合循环发电效率可高达52~58％，而燃煤电厂600~1000MW级超超临界机组发电效率仅45％~47％。(2)环境保护好：燃煤电厂锅炉排放灰尘很多，二氧化硫多，氮氧化物多(至少200PPM)。燃机电厂余热锅炉排放无灰尘，二氧化硫极少，氮氧化物极少(10~25PPM)。(3)运行方式灵活：燃机电厂不仅能作基本负荷运行、调峰电厂运行，还可作供热机组运行。(4)启动、功率变换速度快：较燃煤机组能更好地补偿风能、太阳能发电接入电网带来的电力波动。(5)厂用电节省、消耗水量少：燃机电厂辅助、附属系统简单，一般厂用电率小于2%；联合循环蒸汽轮机仅占总容量的1/3，用水量一般为常规燃煤火电的1/3。(6)占地面积小：由于没有了煤和灰的堆放，电厂占地大大节省，单位容PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建％~30％。(7)建设周期短：燃气轮机系统发电的建设周期为8~10个月，联合循环系统发电的建设周期为16~18个月，而燃煤火电厂需要24~36个月。(8)可作为黑启动电源：A~E级机组稍加改造后即可成为电网黑启动的电源点。由于上述突出优势，“十一五”期间我省燃机发电发展迅速。全省利用“西气东输”一号线天然气发电装机已达到366万千瓦。但是由于气源不足和供气调峰手段的欠缺，多数燃机高效，环保、和良好的电网调峰性能等优势并未充分发挥，并给电力系统的安全稳定运行带来了相当的困难。近年来国家天然气开发力度的进一步加大，“川气东送”和“西气东输”二号线、“如东LNG”三个项目已分别投产和在建。与这批天然气输送项目配套，江苏省规划和建设了一批以E、F级机组为主的天然气发电项目（含热电联产），并计划2011年底至2013年期间投产。本报告将从分析我省燃气发电项目的运行及规划建设情况、主流燃机的结构及运行特性出发，总结前阶段的燃机的发展经验，对我省燃机今后的发展提出建议与意见。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建一、我省天然气发电项目装机现状至2010年底，我省已投运天然气发电装机共计366.3万千瓦，其中，公用机组中9E级燃机2套共36万千瓦，9F级燃机8套共312万千瓦。基本情况详见表1-1。表1-1我省已投运天然气发电装机基本情况表单位：万千瓦电厂名称总容量所属地市控股方调度关系自备公用张家港华兴电力有限公司78苏州华兴统调公用苏州工业园区蓝天燃气热电有限公司36苏州协鑫统调公用江苏华电集团望亭天然气发电有限公司78苏州华电统调公用江苏华电戚墅堰发电有限公司78常州华电统调公用华能南京金陵发电有限责任公司78南京华能统调公用扬子巴斯夫自备电厂18.3南京扬子巴斯夫统调自备目前燃气发电装机容量已占全省装机的5.7%，而在除煤电以外的清洁能源及综合利用发电装机中，天然气发电占比35.8%，是我省除煤电外最重要的发电方式。天然气发电35.8%风电13.4%光伏发电0.9%综合利用发电13.2%生物质发电3.1%垃圾发电3.1%水电11.1%核电19.5%图1-2清洁能源及综合利用发电装接结构我省已投运天然气发电装机主要集中在苏南地区，一方面为苏南负荷密集地区的电力供应和系统调峰做出了贡献；另一方面也在一定程度上减轻了苏南地区环境污染的压力。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建二、我省主要燃机联合循环发电项目选型（一）燃机轮机标准及我省主要机型当前国际市场已经形成以美国通用电气(GE)、日本三菱重工(MHI，传承美国西屋公司技术)、德国西门子(Siemens)以及法国阿尔斯通(Alstom)四家公司为代表的当代重型燃气轮机主流派技术。原瑞士ABB公司发电部并入Alstom，美国西屋公司Westinghouse并入Siemens公司。参照GE公司标准划分，现今发电用燃气轮机的产品系列有A、B、E、F、G与H级。目前，单循环效率为38~40％、先进的G/H(300MW)级重型燃气轮机已研制出并相继投入商业运行，但有待进一步运行考验。单循环效率为26~38％的A~F(25~250MW)级重型燃气轮机是现阶段较为的成熟产品。其中A、B级燃机大多用于热电冷三联供分布式能源系统，F级燃气轮机是建设大型联合循环电厂的首选机型，E级燃气轮机联合循环机组可兼顾区域供热，供热量适中，是替代分散小锅炉或燃煤小热电的最佳选择。E、F级燃机技术已较为成熟并是我省应用最多的机型。我省公用电网已有8台F级机组（不供热）及苏州蓝天燃机电厂2台9E级机组（供热）在役。目前在建及开展前期工作的多为9E级（供热）机组。ISO工况下1、燃用天然气，典型的A、B级E、F级燃气轮机主要技术参数见附件2。（二）燃气轮机联合循环我省E、F级燃机联合循环多采用余热锅炉式燃气—蒸汽联合循环发电方式，机组主要由四大主机构成，分别是燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机和发电机。1大气温度15℃，大气压力101.3kPa，相对湿度60%，冷却水温度15℃及标准燃料(天然气，C/H重量比为2.98，低位热值50MJ/kg)，且燃气轮机处于新的和清洁的状态下运行。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建~650℃，利用燃气轮机排气在余热锅炉(HRSG)中将水加热成蒸汽，再将此蒸汽引入汽轮机膨胀做功，把燃气布雷顿循环与蒸汽朗肯循环联合在一起，其循环效率必定较高。这就是目前工程中已广泛应用的燃气－蒸汽联合循环技术的基