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天然气发电成未来新趋势 寻找更有价值的燃机服务

2015-04-23    来源:瓜游控
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[ 导读 ]: 随着“APEC蓝”成为2014年度热门词,人们发现北京的天其实也可以这么蓝。今年1月1日有“史上最严环保法”之称的新《环保法》正式实施,反映出国家对于环境保护治理的决心。

能源结构与环境治理需求日趋迫切,未来天然气发电具有潜力

电力行业发展更加关注能源综合效率与环保价值

随着“APEC蓝”成为2014年度热门词,人们发现北京的天其实也可以这么蓝。今年1月1日有“史上最严环保法”之称的新《环保法》正式实施,反映出国家对于环境保护治理的决心。数据显示北京PM2.5的主要来源约17%为燃煤排放,燃煤发电的环境影响成为关注焦点。天然气发电相较于煤炭对环境污染较小,或许成为未来电力发展的方向之一。目前,天然气在中国一次能源消费中仅占6%左右,而全球天然气一次能源占比则是24%。特别是近年中国的天然气开采量与进口量持续增加,能源结构与环境治理需求日趋迫切,未来天然气发电具有大幅提高的潜力。

发电未来新趋势

天然气发电与传统燃煤发电相比有哪些优势?首先,燃气电厂占地面积小,耗水量小,污染物的排放量较低。此外,燃气发电机组运行灵活,适合用作调峰电源。因此燃气电厂可以建设在负荷中心,减少远距离传输损耗,降低电网输电和建设压力,实现本地供电。同时提高电网稳定性,确保本地电力供应安全。

北京预计到2016年修建四大燃气热电中心替代部分燃煤热电厂,并对181座燃煤锅炉房清洁能源改造。同时新建天然气调压站,将从根本上解决运煤、运渣车辆进出社区带来的噪声、扬尘等污染问题,并改善周边地区的空气质量。

此外,燃气发电还是分布式能源中重要的发电方式之一,与风能、太阳能等新能源比较,燃气发电则是更稳定、更灵活的优势特点。 2014年政府出台了许多针对分布式能源发电的政策,根据天然气发电在电力系统中的作用及投产时间,实行差别化的上网电价机制,鼓励天然气分布式能源与电力用户直接签订交易合同。在未来,燃气发电的能源综合利用效率高、低排放、启停灵活等特点,将赢得更多市场机会。

燃气轮机相比燃煤发电机更为复杂的技术、工艺和运营维护要求,选择拥有更高技术和效率的燃气轮机,需要发电企业充分考量经济环境效益,转变原有的燃煤发电经营思路。长期以来,中国发电企业以传统燃煤发电为主,在行业内已经形成了相对固化的经营理念和建设运营模式。燃煤发电设备运行周期长,维护不用更换太多部件,只需投入较少资金和人力进行维护。企业重视发电设备的一次购买成本,而服务只是附属,不认为服务也能够促进产出、推动业务增值。

在天然气时代,企业原有的煤电经营思路将不再适用。作为天然气发电的核心设备,燃气轮机比火电设备技术要求更高、工艺复杂和维护要求。燃机需要定期进行维护,检修涉及范围也更大,核心部件运行寿命有限、需要更换,特别是燃烧室的高温部件。

燃气轮机对发电行业最大的颠覆在于:拥有比煤电设备更高的热效率,传统燃煤发电效率在45%至50%,而GE H级燃机能够达到60%以上。传统燃煤发电机组运行温度在374.15℃,常规燃煤超临界机组的主蒸汽温度为566℃~593℃,超超临界机组蒸汽温度能达到600℃以上。通常燃煤发电的效率在50%左右,技术更为先进的GE燃气轮机燃烧温度能够达到1200℃~1400℃,冷热电三联供燃气发电能够把能源综合效率提高到90%以上,但是需要对高温部件的定期维护与核心部件更换。

对于发电企业而言,运营燃气电厂需要投入更多资金,燃机服务费用甚至比购买新机组还要高。曾经购买燃煤发电机组需要一次投资数十亿元,运营几十年,每年维护费用只有几百万元。现在燃气发电设备每年维护费用需要几千万,经营30年左右的时间,需要再投入几十亿元的维护成本。这就需要发电企业考量环保与综合能源效率,转变经营思路,适应发电行业新趋势。

设备与服务共同创造价值

发展燃气发电需要重估设备与服务的价值,立足长期战略。从发电机组的建造周期分析,燃气机组相对于燃煤机组要短一些,因为燃煤电站是通过锅炉燃烧煤,产生蒸汽来驱动汽轮机,再推动发电机。而燃气轮机是天然气直接在燃烧室燃烧,在涡轮完成做功,直接推动发电机。这就使得燃气发电机组的辅助设备部件相对燃煤机组要少一些,效率更高,建设周期更短。

然而,燃气机组建造完成并不是意味着结束。燃机设备的采购和项目的建设是一个相对短期的行为,但服务是保证燃机电厂能在整个三十年左右的生命周期里能高效、稳定、可靠运营的重要环节。随着新环保法的实施,面对更高标准的环保要求,改造升级自然而然地成为燃机服务的重要一环。

燃机服务还能够确保设备稳定运行,提升设备可靠性,达到年发电时间,保证企业生产顺利进行。同时企业还应该考虑到机组的升级问题。 通过技术改造升级,提升发电效率,适应不同气源,创造更高的商业价值。

从运营成本考量,天然气发电成本中燃料成本的比重大,甚至可以达到70%以上,发电成本易受燃气价格波动的影响。 所以节省燃料成为燃气电厂控制运营成本、增加利润的关键。以常规9F燃气—蒸汽联合循环发电机组为例,当气价为2元/立方米,气耗为0.2立方米/千瓦时,所对应的燃料成本为0.4元/千瓦时。若不计算治理环境污染投入成本等减排费用,天然气发电成本远高于煤电。通过燃机服务与不断升级,燃气电厂实现节省燃料,不仅降低运行成本,还将收获电网调峰、天然气管网调节、节能减排等综合效益。

这使得燃机服务成为一个独立的业务领域,需要一整套完善的体系来实施,包括远程监测维护、备件生产供应、后台技术支持、现场检修管理,以及系统升级改造规划等,这都需要大量的人力和设备的投入。

寻找最佳燃机服务

目前,天然气发电项目遍布全国,燃气机组越来越多的应用于我们身边。2012年上海市实施“老港生活垃圾卫生填埋场填埋气体回收发电工程”项目,采用燃气内燃机发电机组。在新兴产业园区和数据中心规划建设中,能源效率与环境评估成为重要标准,武汉创意天地主题产业园、中石油在北京昌平区建造的新数据中心都建设了天然气分布式能源中心,实现冷热电联供。为保障北京2008奥运主场馆供电而建设的太阳宫热电厂,采用GE 9F机组,“二拖一”配置方式,纯凝发电效率接近58%,冬季供热时热效率更高达79%,整个项目采用了每年节约天然气486万Nm3,整个项目是天然气热电联供综合利用的典范。

随着越来越多燃气机组的建设与投入使用,燃机服务的市场需求与日俱增。燃机服务范围涉及设备安装调试、日常运维检修、技术支持、升级改造、效能提升等领域。由于燃气机组属于高技术、新应用,对于服务团队的专业性、技术经验、服务能力要求较高,目前燃机服务主要来自主制造商、第三方服务商、认证服务商。

主制造商具有专业性强、长期技术研发与生产经验等特点,了解设备制造运行原理,关注设备运行状况、客户体验与反馈,希望为技术革新、研发新产品奠定基础。同时燃机服务不仅是维修、更换部件,还要帮助发电企业进行设备整体优化。燃机服务来自专业技术团队与部件修理/维护工厂。以GE为例,工程师团队需要长期、持久的培养与储备。在经历5至8年的专业与实践培养后, 他/她才能成为专业、经验丰富的燃机服务团队成员。就像汽车产业一样,每个汽车厂商都有自己的专业4S店,中国天然气发电市场也需要更为专业的燃机服务。燃气发电市场规模不断扩大,电力行业发展更加关注能源综合效率与环保价值,燃机服务也将与发电设备具有同样重要的行业地位,共同创造能源与环境的综合价值。

 
 
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