燃氣發電在節能減排中的作用論文

　　摘要：我國目前的燃氣發電技術可通過最傳統的蒸汽輪機、以氣體為燃料的往復式內燃機和燃氣輪機三種技術方式得以實現。本文主要介紹了燃氣發電的技術方式，指出了現在的使用現狀和應用前景。

　　關鍵詞：燃氣發電；節能減排；內燃機

　　由于溫室效應導致的全球氣候變暖帶來的氣候問題越來越嚴重，為了解決這個問題，就必須想辦法實現節能減排。相較于二氧化碳，甲烷在溫室效應的行程中，做出的“貢獻”更加突出。然而，甲烷因為熱值高，如果能好好的利用，也是一種比較好的燃料。如果要減輕由于甲烷引起的溫室效應給全球氣候帶來的負面影響，燃氣發電是一個非常有力的手段。利用燃氣發電，不僅可以治理環境污染，還能夠提高能源利用率、節約資源。目前我國正面臨著電力、煤炭資源供應緊張的局面，加強對甲烷的利用，通過燃氣發電，也可以促進我國社會和經濟的可持續發展。

　　1 我國燃氣發電技術應用

　　1.1蒸汽發電機組

　　蒸汽發電機組由鍋爐、凝汽式汽輪機和發電機組成，其工作原理是通過蒸汽鍋爐對燃氣進行加熱，利用燃氣產生的高溫高壓蒸汽來帶動汽輪機和發電機組發電。這種技術的工藝和設備卻相對來說比較復雜，所需要的運轉投資資金也比較大，廠房的建設方面不僅周期長而且可移動性不強，所能轉換的能量少卻需要消耗大量的水，作業效率也不高。在啟動的時候，要完全啟動好至少得需要2個小時，并且在處于低負荷運行狀態的情況的狀態下，會影響機組的運行效率。檢修工作量大，需要的人員多，機組自耗電量達12%，機組綜合熱利用率僅為20%左右。

　　1.2往復式內燃機

　　往復式內燃機主要包括兩種，一種是火花點火式內燃機，一種是壓縮點火式內燃機，兩者的區別主要在于點火方式不同。往復式內燃機最大的優勢在于內燃機氣缸內核心區域的工作最高可以達到14000C，所以其發動機的熱效率比較高，其發電率可以達到30%-40%，高發電率是其最突出的優勢，另外設備集成度高，安裝也比較方便，在運行中對其中粉塵的要求不那么苛刻，而且基本不耗費水源。但其也有自身的一些缺點，首先是費用高，不管是一次性投資還是后期的運維費用，都比較高；其次，其在運行過程中，為了保持運行的穩定會，會需要經常更換機油與火花塞，這樣一來其正常運行不僅要消耗大量的維修費，還要有大量的材料做支撐。另外，高頻度的更換機油和火花塞還會大大降低設備的利用率，比如燃氣內含有腐蝕性成分時，就有可能腐蝕內燃機設備，但是如果有相應的措施能降低對內燃機設備的腐蝕，這也是一種比較合適的技術選擇，而且現在應對這個問題的技術已經比較嫻熟，所以利用這種技術的企業也不在少數。在陜西，山西省晉城市的寺河煤礦就需要制造出60臺卡特彼勒G3520系列的發電機組，不出意外，這個項目有可能會位列同類發電項目的前列。

　　1.3燃氣輪機

　　燃氣輪機的工作原理是，首先利用壓氣機渦輪壓縮空氣，然后利用壓縮的高壓空氣在燃燒室燃燒燃料，利用熱脹冷縮的原理推動動力渦輪旋轉做功，發電機在這種驅動下進行發電。燃氣發電機組的組成部分主要是燃氣發動機、發電機、控制屏等等，但看燃氣輪機其發電率并不高，僅能達到30%-35%，但其產生的廢熱煙氣卻可以進行二次發電，提升發電率。其產生的廢熱煙氣溫度可以達到450-5500C，這種余熱可以促使鍋爐對產生的熱能進行二次回收，二次回收后可以通過相應的技術轉換成能以驅動發電機發電的蒸汽，相當于形成了一個燃氣輪機—蒸汽輪機發電的循環，通過對廢熱煙氣的循環利用，普通機組的發電率可以提升到45%-50%，大型機組可以提升到55%以上。其優勢在于燃料的適應性很強，即便是燃料中含有硫、塵的比例高一些也不會有大影響，另外，發電損耗率比較低，甚至因為燃料進氣量增加而有所增加。其劣勢主要在于燃氣輪機檢修時必須運回制造廠檢修，所以對備品備件的數量要求比較多，而且對操作工人的技術能力要求也較高。燃氣輪機在我國燃氣發電方面上已經取得了不少的成功經驗。GE公司，阿爾斯通公司，索拉公司等國外燃氣輪機公司機組均已在國內相關行業內投入使用，以其成熟的技術和設備穩定可靠的性能，在國內燃氣發電領域占有一席之地。

　　2 燃氣熱電聯產和熱電聯合循環系統的作用

　　熱電聯產是熱能和電能聯合生產的一種高效能源生產方式，發電的同時，為工業和家庭提供廉價的取暖用熱，與熱電分產相比，可以顯著提高燃料利用率。隨之出現的冷熱電三聯供，是傳統熱電聯產的一種進化和發展。同時向用戶輸出冷、熱、電能，是一種技術成熟的能源供應方式。冷熱電三聯供被視為21世紀最具經濟潛力的組合方式。熱電聯合循環燃氣輪機—蒸汽輪機聯合循環:這是世界各國最為鼓勵的發電方式。首先由燃氣輪機對燃氣進行首次能源利用，燃氣經加壓后去燃氣輪機燃燒并驅動發電機發電。燃燒后排出的煙氣排入余熱鍋爐以回收能量，余熱鍋爐產出蒸汽。蒸汽進入蒸汽輪機推動蒸汽輪機作功發電(蒸汽也可直接進入廠區蒸汽管網以供生產和生活使用)，并將功后乏汽進入凝汽器，通過凝結水泵經過相關工藝處理后再次送入余熱鍋爐，也可將乏汽直接用于供熱二燃氣輪機—蒸汽輪機熱電聯合循環的整體效率高，有效能量轉換率高，因此經濟效益也較好。

　　3 結語

　　在能源供應緊張和環保問題日益突出的今天，開發出清潔能源、促進節能減排成為可持續發展的主題。在這一形勢下，燃氣發電應運而生，將煤層氣、焦爐煤氣、高爐煤氣等可燃氣體作為燃料，產生新型綠色環保的動力，不僅可以變廢為寶，而且還具有安全方便、低投入高產出的優勢。這不僅能夠很好的相應國家節能減排的號召，同時形成了資源綜合利用的分布式能源格局，更有利于緩解目前的資源供應緊張的局面。

　　參考文獻：

　　[1]姜書,石峰.燃氣發電在節能減排中的應用[J].農業工程技術(新能源產業),2010,01:17-19.

　　[2]周長喜.燃氣發電廠降低運營成本的探索[D].華北電力大學,2014.

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