燃气-蒸汽联合循环在中国的发展及必要性

我国是一个在一次能源的消耗上以煤为主的国家，随着近些年经济的高速发展，对电力的需求速度也基本与经济发展同步，尤其是经济更为发达的东南沿海地区，电力供需矛盾连年突出。全国总体缺电容量约为10%，而且许多地区电网的峰谷差相当大，急需启动快、调峰性能好、建设周期短的燃气轮机及其联合循环机组来适应建设发展的需要，特别是在某些沿海开放地区更是如此。因此近些年来，在这些地区陆续引进了一批燃气轮机及其联合循环机组，也充分说明我国的电力工业对燃气轮机及其联合循环是有需求的，而且正在逐步打破我国过去长期实行的“发电设备只准烧煤”的燃料政策的限制。

环境保护政策的实施也为促进燃气轮机及其联合循环机组在我国的应用提供了机会。目前，因煤炭的燃烧而造成的环境严重污染已经引起我国各界的关注。在有天然气资源的条件下，用燃气轮机及其联合循环机组来改造燃煤电厂不仅是节约能源，更是改造中心城市环境污染最简捷的途径。

必须指出的是，天然气的价格对于燃气轮机及其联合循环机组的发电成本有决定性的影响。这是因为，在燃气轮机发电成本的三项主要组成部分—设备的折旧、机组的运营维护费用以及燃料费用中，燃料成本的比例将高达60%～65%，设法降低天然气的价格是降低燃料成本的关键。

我国天然气“西气东输”工程的建设以及广东省液化天然气工程的实施，奠定了我国大规模地建设大型燃气轮机及其联合循环电站的基础。

为了配合这两大工程的建设，原国家计委（现名国家发展和改革委员会）于2001年10月发布了《燃气轮机产业发展和技术引进工作实施意见》，此后，又于2004年发布了428号文，委托中国技术进出口总公司，按照市场换技术的方针，就17个燃气轮机及其联合循环电站建设项目实施捆绑招标，为我国引进了PG9351FA、M701F和V94.3A燃气轮机的部分制造技术和40多套燃气轮机及其联合循环机组的设备。这一举措大大地加快了我国建设燃气轮机及其联合循环电站以及重建我国燃气轮机制造业的步伐。

按照引进技术合同规定的工程进度，我国哈尔滨动力设备股份有限公司、东方电气集团公司和上海电气（集团）总公司必须与美国GE公司、日本三菱公司和德国西门子公司合作，按时、按质地完成当时总共40多套PG9351FA、M701F和V94.3A燃气轮机及其联合循环机组的制造任务，以便向我国17个电站提供全套设备。与此同时，上述三大制造厂应逐渐完成设备和工艺的制造任务，达到并提高合同规定的机组制造的国产化率，完成对上述三种机组制造技术的消化和吸收工作，培训燃气轮机及其联合循环机组的设计研究人员，为今后进一步消化吸收机组的设计技术准备条件，以便建设我国燃气轮机的设计和研究体系。

通过近几年的发展，我国在F级机组的设计、制造、维修、调试和运行等方面积累了一定的经验，同时还将引进F级其他机型的燃气轮机制造技术，机组制造的国产化率也已超过70%。燃气轮机及其联合循环机组将在我国经历新一轮的蓬勃发展时期，我国电力系统中的高峰将有相当一部分容量使用燃气轮机及其联合循环机组来实现。但是，由于在电力系统中燃气轮机所携带的负荷性质不同，燃气轮机的类型和功率等级应该是多种多样的，在规划我国电力系统中应用燃气轮机及其联合循环机组时必须注意到这个特点，防止“一刀切”或采取其他激进的措施。总体来说，电力系统中应该分别配备以下几种燃气轮机类型，而不只是限于几种大容量机型，详细内容如下：(www.xing528.com)

1）大型高效率的燃气轮机及其联合循环机组。这种机组主要在电力系统中承担调峰负荷、中间负荷和基本负荷。它的特点是功率大、效率高、在电网中能够长期稳定地运行，力求启动次数少，以保证机组的使用寿命和很高的可用率。目前我国正在使用的F型及外国正在发展的G型和H型燃气轮机及其联合循环机组主要是为此目的而设计的。

2）中型的、有快速启动和加载能力的燃气轮机。这种机组一般是航机改型的轻结构类型、功率等级比较小（20～50MW）的燃气轮机。这种机组主要在电力系统中承担快速启动和加载任务，以适应调峰负荷或处理电网紧急事故的需要。它并不刻意追求机组的效率（当然也是希望优选高效率机组的）。

3）适用于分布式电站的热电联产型或热电冷三联供型的燃气轮机及其联合循环机组。这种机组的功率与分布式电站的使用场所密切相关。对于比较大的小区来说，单机功率可以达到20～30MW；对于大型的机场来说，单机功率一般为4～5MW；大型医院和商城则为数百千瓦等级；一般银行、旅社仅需数十千瓦等级，适宜选用微型燃气轮机系列的机组。对于分布式电站来说，特别侧重的是高效的能源利用效率。在热电联供的条件下，能源的利用效率可以达到75%以上；当采用热电冷联供时，则有望达到80%以上。应该说，采用热电冷联供的分布式电站方案可以使天然气资源获得最有效的利用。

此外，功率为数兆瓦的移动式电站（卡车电站或列车电站）也是电力工业使用的一种燃气轮机类型。

国外的实践经验证明，为了确保整个电力系统的安全性，燃气轮机的总装机容量应占全电力系统总容量的8%～12%。至2010年底，我国的比例仅为3.5%，因而在我国急需增大燃气轮机的使用量。

总之，我国的燃气轮机工业正进入一个重建和复兴的阶段，燃气轮机及其联合循环机组在我国电力工业中的作用将逐渐增强。到2030年左右燃气轮机及其联合循环机组的装机容量有望达到全国发电设备总装机容量的10%左右。电力行业任重而道远，但发展的前景则是乐观的。