清洁环保的能源——天然气发电在电力工业中的应用

世界天然气工业近20年来发展很快，2010年一次能源比重中，天然气占28%，石油占35%。目前我国天然气资源探明储量约为15100亿立方米，占世界天然气可开采储量的3%。最近10年来我国天然气勘探取得很大发展。南海崖城13－1气田和陕甘宁中部气田的相继发现和逐步开发利用，将推动我国天然气工业较快发展。

天然气发电机组

世界上利用天然气发电普遍采用燃气蒸汽联合循环电厂的形式，尤其是以天然气作为燃料的燃气蒸汽联合循环发电技术更为世界众多国家所重视。天然气电站运行灵活，机组启动快，启动成功率高，既可带基荷又可用于调峰，且宜于接近负荷中心。另外，燃气轮机发电机组电厂可在25（30）%～100%出力下可靠运行，利于提高电网的经济运行水平，燃气电站的可用率较高，约为90%～95%，高于燃煤电厂。可大大改善煤电机组的运行工况，以及降低能耗，对于提高电网的运行质量、节约能源和保护环境上都有很大好处。

天然气发电厂

同时天然气燃烧过程中，所产生的影响人类呼吸系统健康的氮化物、一氧化碳、可吸入悬浮微粒极少，几乎不产生导致酸雨的二氧化硫，而产生导致地球温室效应的二氧化碳的排放为煤的40%左右，燃烧之后也没有废渣、废水。天然气有转换效率高、环境代价低、投资少和建设周期短等优势，积极开发利用天然气资源已成为全世界能源工业的主要潮流，目前全世界发达国家，与燃煤电厂总安装容量相比已接近1∶1，并大有超过趋势，我国政府也积极鼓励发展燃气轮机联合循环热电联供、推动燃气轮机电厂的发展。

由于燃气轮机联合循环发电机组是燃气轮机、发电机与余热锅炉、蒸汽轮机或供热式蒸汽轮机（抽气式或背压式）共同组成的循环系统，它是将燃气轮机做功后排出的高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽，送入蒸汽轮机发电，或者将部分发电作功后的乏汽用于供热。

常见形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环，也有燃气轮机、蒸汽轮机各分别与发电机组合的多轴联合循环。主要用于发电和热电联产，燃气轮机联合循环机组具有以下独特的优点：(www.xing528.com)

（1）发电效率高。燃气轮机原理和结构先进，热耗小，联合循环发电效率高达60%；而燃煤电厂0.75～600兆瓦机组发电效率仅为20%～42%。

（2）环境保护好。燃煤电厂锅炉排放灰尘很多，二氧化硫多，氮氧化物为200毫克/千克。燃机电厂余热锅炉排放无灰尘，二氧化硫极少，氮氧化物为10～25毫克/千克。

（3）运行方式灵活。燃煤电厂，仅只能作为基本负荷运行，不能作为调峰电厂运行。燃机电厂，不仅能作为基本负荷运行，还可以作为调峰电厂运行；燃机为双燃料（油和天燃气）时，还可以对天然气进行调峰。

（4）消耗水量少。燃气—蒸汽联合循环电厂的蒸汽轮机仅占总容量的1/3，所以用水量一般为燃煤火电的1/3，由于凝汽负压部分的发电量在全系统中十分有限，国际上已广泛采用空气冷却方式，用水量近乎为零。此外，甲烷（CH4）中的氢和空气中的氧燃烧还原成二氧化碳和水，每燃烧1立方米天然气理论可回收约1.53千克水，每千克可回收2.2千克水，足以满足电厂自身的用水。

（5）占地面积少。由于没有了煤和灰的堆放，又可使用空冷系统，电厂占地大大节省，占地仅为燃煤火电厂的10%～30%，节约了大量的土地资源，这对地少人多的中国非常重要。

（6）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16～20个月，而燃煤火电厂需要24～36个月，回收快。