燃气热电冷三联供系统发电装置

 燃气热电冷三联供系统通常采用内燃机、燃气轮机发电装置、微燃机等作为原动机，以其驱动发电机进行发电。根据原动机类型的不同，将发电装置分为燃气内燃机发电装置、燃气轮机发电装置、微型燃气轮机发电装置等。

 各种燃气发电装置的性能对比

原动机类型	内燃机	燃气轮机发电装置	微燃机	斯特林发动机	燃料电池(SOFC为例)
容量范围(kW)	5-10000	500-50000	20-300	1-25	1-1000
发电效率（%）	25-45	20-38	15-30	12-30	45-60
余热回收状况	烟气：400~650℃； 缸套水：30~110℃； 润滑油冷却水：40~65℃	400-650℃ 烟气	300-500℃ 烟气	烟气：200-300℃； 冷却水：50-60℃	300-600℃烟气
启动特性	启动时间较短	启动时间较长	启动时间短	-	-
负荷动态响应	较好	较好	较好	-	-
所需燃气压力（MPa)	≤0.5	≥1.0	0.5-0.6	＜0.6	0.5-0.6
NOX排放水平(ppm，含氧量15%)	45-200(无控制时)；4-20(SCR)	150-300 (无控制时) 25(DLN))	低排放 (9-50)	极低	几乎没有

  

 目前，以燃气内燃机发电装置和燃气轮机发电装置为动力的热电联产系统应用相对较多，综合效率也较高，技术比较成熟，运行比较稳定，其中燃气内燃机发电装置的额定功率通常在50～5 000kW，而燃气轮机发电装置的额定功率一般在800kW以上。

燃气内燃机发电装置

 燃气内燃机发电装置将天然气与空气注入气缸混合，点火引发其爆炸做功，推动活塞运动，驱动发电机发电，回收燃烧后的烟气和各部件的冷却水的热量用于供热、制冷。燃气内燃机发电装置的发电效率通常在30~40%之间，比较常见的机型一般可以达到35%。

 燃气内燃机发电装置最突出的优点是发电效率比较高，其次是设备集成度高，安装快捷，对于气体中的粉尘要求不高，基本不需要水，设备的单位千瓦造价也比较低。

但是燃气内燃机发电装置也有一些不足的地方，首先，燃气内燃机发电装置燃烧低热值燃料时，机组出力明显下降，一台燃烧热值8000大卡/立方米天然气燃料的500千瓦级燃气内燃发电装置，在使用低热值4000大卡/立方米的焦化煤气时，出力可能下降到350～400kW左右；此外，燃气内燃发电装置需要频繁更换机油和火花塞，消耗材料比较大，也影响到设备的可用性和可靠性两个主要设备利用指标，对设备利用率影响比较大，有时不得不采取增加发动机组台数的办法，来消除利用率低的影响。

 燃气轮机发电装置

 燃气轮机发电装置主要由压气机、燃烧室和汽轮机组成。压气机将空气压缩进入燃烧室，在燃烧室内与喷入的燃气（如天然气）混合燃烧，之后在汽轮机里膨胀，驱动叶轮转动，使其驱动发电机发电。燃气轮机发电装置比较适用于高含氢低热值和气体含杂质较多的劣质燃料，一些燃气轮机发电装置甚至使用原油和高硫渣油燃料。燃气轮机发电装置自身的发电效率不算很高，一般在30%～35%之间，但是产生的废热烟气温度高达650℃，可以通过余热锅炉再次回收热能转换蒸汽，驱动蒸汽轮机再发一次电，形成燃气轮机发电装置——蒸汽轮机联合循环发电，发电效率可以达到45%~50%，一些大型机组甚至可以超过55%。

 采用燃气轮机发电装置的优势相对比较多：（1）设备的可用性和可靠性都比较高，综合利用率一般可以保持在90%；（2）对于燃料的适应性比较强，含硫、含尘高一点问题都不大；（3）发电出力一般不会减少，甚至因为燃料进气量增加而有所增加；（4）燃气轮机发电装置功率密度大、体积小，比较适合再移动，这对于存在一些不确定性的焦化厂项目的焦化煤气利用非常有利。

但是，燃气轮机发电装置也存在一些缺点。燃气轮机发电装置进气压力比较大，越是发电效率高的机组燃料进气压力越高，对于低压气体来说就需要增加燃气压缩机，而压缩燃气需要消耗大量的能量，影响到发动机的实际输出功率，一些项目甚至需要消耗燃气轮机发电装置15%~20%的功率。

来源：燃气轮机动力之源