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城市燃气市场前景(收集5篇)

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城市燃气市场前景篇1

目前,国内外垃圾处理方式有;垃圾填埋、垃圾堆肥、制造衍生燃料、焚烧等,其中最常用的为填埋和堆肥,处理量约占垃圾处理总量的90%以上。填埋就是经过科学的选址、严格的场地防护处理,使填埋的废弃物不再对周围环境造成污染。堆肥法是利用某些微生物的氧化分解有机物的能力来处理可降解有机废物的一种方法。但是填埋和堆肥处置方式都会对环境产生很大的影响,在卫生填埋过程中,有机物在厌氧微生物的作用下分解会产生含有大量CH4和CO2的垃圾填埋气即沼气。如果没有相应的技术措施,则在填埋场里会产生压力,尤其在夏季,高温、高湿时产气加速,大量沼气可形成较高的内压,在填埋场的边缘处溢出,引发燃烧爆炸事故,从而导致严重的二次污染问题。

20世纪80年代,国际上利用填埋气体进行发电,实现填埋气体综合利用刚刚起步,并处于小试和研究阶段,90年代,美国、加拿大等一些发达国家开始将研究成果推广应用到各大型的生活垃圾填埋场;90年代末,其技术已处于国际领先地位。

目前有20多个国家的270多个垃圾填埋场安装了填埋沼气的回收利用安置,利用途径包括直接燃烧产生蒸汽,用于生活或工业供热;通过内燃机发电,作为运输工具的动力燃料;用于CO2工业;用于制造甲醇的原料;经深度净化处理后用作管道煤气。其中发电、民用燃料和汽车燃料是3种最为普遍的利用方式。

我国在这方面的技术研究起步较晚,直到20世纪90年代,生活垃圾填埋场产生的填埋气体仍然无法回收利用。只能让它向大气任意地排放。1992年我国政府在联合国里约热内卢的环境发展大会上将城市固体废弃物中的填埋气体的回收与利用列入《中国环境保护21世纪议程》,并陆续出台了鼓励进入城市生活垃圾处理领域的政策与措施。目前,广州、上海、杭州、济南等地都已建成了填埋气处理设施,运行状况良好。

山西省城市生活垃圾处理方式以简易填埋为主,较少用到焚烧、堆肥等处理方式。且绝大部分城市垃圾填埋场都是简易型的,不符合国家垃圾填埋场建设标准,难以达到垃圾无害化处理的要求,无害化处理率极低。山西现有垃圾填埋场中80%以上没有任何防渗措施;90%以上没有渗滤液收集、处理设施,已对周围地下水体、地表水体、土壤等造成严重污染。

目前,山西省共建设生活垃圾处理场17座,建成10座,在建7座。10座已建成的无害化处理场中,卫生填埋场8座,焚烧厂1座,堆肥场1座,无害化处理能力2457t/d,无害化处理量87万t/a。7座在建的无害化处理场中,卫生填埋场4座,综合处理厂3座,建设规模4390t/d。“十五”期间,山西省共投资9.8亿元建设城市生活垃圾处理设施。这些项目的实施虽加快了山西城市生活垃圾处理进程,但由于城市生活垃圾产生量持续大幅度上升,加上历史欠账较多,山西城市生活垃圾处理设施建设仍不适应城市发展垃圾处理的需要。

为此,山西省城市生活垃圾无害化处理设施建设规划提出,“十一五”期间,投资33亿元陆续新建百座生活垃圾填埋场,到2010基本实现全省城市生活垃圾处置无害化、减量化、资源化。山西省城市生活垃圾无害化处理设施建设项目共108个,建设规模总计为17469t/d。建设内容以卫生填埋场为主,还包括分选、堆肥、焚烧系统以及相应数量的垃圾清运系统和转运系统,以满足转运能力的要求。其中,太原市侯村生活垃圾填埋场日处理能力1800t,预计可使用17年以上。太原市生活垃圾日产量为2300余t,平均年增长率为6%。该垃圾填埋场投运行后,太原市的生活垃圾将形成一套减量化、资源化、无害化处理模式,无害化处理率将由80%增至100%。但太原市侯村生活垃圾填埋场在设计和施工中并未考虑垃圾填埋的利用问题。按太原市年产垃圾84万t左右,其中70%用于填埋处理来计算,这些垃圾产生的甲烷量约45万m3。

根据山西省城市生活垃圾产生量及处理现状,应制定山西省城市生活垃圾无害化处理设施建设规划,尽快出台垃圾填埋气综合利用强制性政策。综合利用生活垃圾填埋场填埋气,可保障填埋场和周围环境的安全。利用资源,回收能量,具有环境效益、社会效益和经济效益,符合国家相关政策规定。国家有关部委也出台相关措施与方案,鼓励企业参与、进入城市垃圾处理领域,从事商业化运作,加强对填埋场气体的综合利用。但由于单纯的填埋气体发电或作为汽车燃料等投资较高,难有收益,所以一直以来政府和企业介入的积极性不高。政府部门需要从政策和市场规则上予以支持和保护,加快城市生活垃圾无害化处理设施建设的步伐。

加大城市生活垃圾填埋场埋气综合利用技术的考察与研究力度,增加科技投入。针对城市生活垃圾处理存在的关键技术问题,组织技术开发、示范和推广,不断提高城市生活垃圾无害化处理水平。重点研究垃圾综合处理技术路线,研究开发垃圾分拣和与处理工艺技术,充分回收生活垃圾中的可用资源,减少最终处置。适当引进国内外先进的垃圾处理技术、设备、人才和资金,促进垃圾无害化处理设施技术管理水平的提高。

城市燃气市场前景篇2

在李兆基的恒基兆业发展有限公司(0097,HK)稳步推进内地业务之时,他的另一家公司――香港中华煤气有限公司(0003,HK),也正兵分公用事业乖口新能源两路,有条不紊地进行着内地产业布局和扩张。

“厨神”战武汉

2010年9月15日下午3点,武汉汉口区解放大道KII新食意地下一层,随着裁判哨声响起,来自南京的自由职业者童振荣,穿着黄衫戴着白色高帽,手里握着一把菜刀紧张地切菜。他的武汉之行,在于参加一场别开生面的“厨神”比赛。

在这里,童振荣要和来自全国的其他13个高手一决高下。这些在现场忙碌的“厨神”们,南抵深圳、北至吉林、东到南京、西到成都,几乎遍布大半个中国。他们还有另外一个身份――香潜中华煤气的内地用户。

童振荣介绍说,这是中华煤气旗下品牌港华紫荆从今年4月起在全国范围内组织的比赛,他自己经过初赛和复赛两个阶段,最终作为南京赛区的出线者来到武汉。他的参赛作品,以南京特产芦蒿和莲藕为主料,是一款名为“水香风情”的江浙菜。

如果不是这些“厨神”暴露踪迹,或许李兆基的中华煤气在内地公用事业业务仍鲜为人知。

资料显示,中华煤气自从1994年起便已开始开拓内地公用事业中的燃气管道业务,2007年3月,中华煤气收购百江燃气,并将之改名为港华燃气有限公司(1083,HK),港华燃气进而演变为中华煤气内地燃气业务的主力军。

也是2007年之后,潜华燃气在内地的燃气管道业务开始全面铺开,港华紫荆便是它的主要品牌之一。时至今日,它的身影已出现在内地16省70多个城市,它的客户群则超过1000万户,而它也是中国最大的燃气供应商。

“在内地是港华燃气,在香港是中华煤气。”中华煤气内地公用业务总监黄维义说。

在决赛赛场,一位会务人员透露,这场主题为港华紫荆5周年之“安全用明火,健康美食家”的“厨神”全国决赛,之所以选择武汉作为决赛场地,该人士认为是因为看好中部崛起的武汉市场。

中华煤气在内地的业务拓展,如今正在加速。据港媒8月30日报道,中华煤气行政总裁陈永坚当日在分析员会议上表示,今后三年将在内地投资100亿元,以三七比例分别拓展城市管道燃气和新能源业务。

进入内地16年

与全球大多数国家私人资本可以参与公用事业,并以盈利为目的不同,在中国内地的大部分公用事业由国家或城市财政兴办。但是从中华煤气在内地的扩张来看,这家1862年就开始为香港市民提供街灯照明的老店,进入内地有法可循。

同为潜华燃气行政总裁的黄维义在比赛后接受《环球财经》记者独家专访时表示,中华煤气进入内地城市公用事业以和内地公司成立合资公司,参股控股为主。相比于资本,内地合作方更看重于中华煤气在香港多年的业务经验。

黄维义说,中华煤气不一定在参股比例上占据多数,但是公司仍希望可以控股,比如双方成立的合资公司,中华煤气一般都会委派总经理。在他看来,只有这样,才可以把中华煤气上百年的管理经验和服务带入内地。

中华煤气最初进入内地几年,只在广东番禹、中山等地有零星项目,内地市场的真正转机出现在1999年。黄维义表示,中国加入世界贸易组织之后,也放开了城市燃气、水、电市场,再加上西气东输工程即将启动,公司看准时机将内地作为主要市场。

在内地以成立合资公司拓展燃气管道主业的同时,中华煤气也不忘在燃气管道产业链条内进行垂直整合。

以燃气县为例,这家香港能源巨头已将触角细分到对燃气终端的设计和监制领域。早在2005年,中华煤气就已开始力推公司品牌港华紫荆,并涉及到从燃气灶到抽油烟机,乃至采暖两用炉等100多个型号。

港华燃气高级副总裁接受采访时说,港华燃气垂直整合港华紫荆时,最重要的一点在于从设计到制造,乃至质检,都有港华燃气的身影,“我们的标准高于国家的标准。”黄维义则希望港华紫荆系列产品能在2015年总销量跻身全国前三名。

另据黄维义透露,由于城市燃气管道和自来水管道同路,公司近几年也一直在拓展内地的自来水业务。虽然武汉市并未对公司放开该项业务,但是公司仍对武汉寄予厚望。

而在武汉,一位被邀请到会场的南京燃气集团人士告诉《环球财经》记者,目前南京市管道燃气市场,港华燃气已经占据主要份额,南京主城区燃气管道和燃气服务,皆由港华燃气提供。新能源触角

不过,相比于城市燃气管道的铺设,内地新能源业务才是中华煤气的重头戏。陈永坚表示公司未来将内地投资比例中的7成用于发展新能源业务,目前无论在山西晋城,或者是在内蒙古鄂尔多斯,都可以看到中华煤气的踪迹。

早在2006年11月,中华煤气便加入了山西煤层气的争夺。当月14日,中华煤气宣布与山西晋城无烟煤矿业集团共同投资年期为30年的山西港华煤层气液化工程。2009年7月5日该项目一期工程投产,此前6月底,李兆基亲赴晋城,可见对该工程的重视。

中华煤气瞄准山西晋城,在于拥有全国1/3煤层气资源的山西,有2/3的煤层气都在晋城,它也是目前亚洲最大的液化煤层气基地。据山西港华煤层气液化工程股权结构资料,中华煤气在该项目中持股多达70%。

据《第一财经日报》报道,中华煤气进入山西,打破了此前由煤炭部、地质矿产部和中国石油天然气股份有限公司(601857,SH)共同出资成立的中联煤集团的垄断格局。

国家发改委副主任、国家能源局局长张国宝在出席该项目投产仪式上时表示,山西港华煤层气液化工程是落实科学发展观的一个良好表现。“我们还将考虑后续的合作。”中华煤气行政总裁陈永坚说。

据《上海证券报》报道,中华煤气在内地的新能源项目,除了山西煤层气项目,还包括内蒙古鄂尔多斯市多达20亿元的煤化工项目、安徽省、河北省及浙江省杭州市的天然气管线项目,以及吉林省的天然气管线和气田开发项目等。

对于煤层气产业的前景,招商证券(香港)煤炭电力分析师石钰表示,目前该产业仍处于前期投资阶段,从长远来看非常有前景。

城市燃气市场前景篇3

关键词:燃气机热电联供

一、背景

在我国,人们对能源的利用和发展与环保关系的认识是逐步深入的。我国长期以来实行以燃煤发电为主的能源政策,八十年代之前,极低的生产力水平使环保未得到重视。到八十年代末,经济的高速发展带来了日趋严重的大气污染,使人们不得不开始重视对环境污染的治理,其中一项举措就是发展热电联供,取消分散锅炉房,减少烟尘对大气的污染,热电厂在发电的同时向周围工厂和生活设施供热,环境污染状况有所改善。但由于以煤为燃料,锅炉烟气含有大量的二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx),仍对大气造成污染,加上受蒸汽供热半径的限制,很多热电厂都位于城市或城郊,城市的空气状况会因此变差。特别是在我国北方城市,冬季浓雾弥漫,引起多种呼吸道疾病,对人民生活和身体健康产生严重危害。同时燃煤小热电还有高能耗的缺点,在九十年代后期,政府开始将目光投向天然气这种清洁能源。天然气的热值高,约为36000~40000kJ/Nm3,且燃烧后对环境污染小,是所有燃料中单位热值CO2排放量最低的,且NOx的排放率也很低,可以满足一般电厂的废气排放标准,因而将成为继煤和石油后的主要能源。

目前国内燃煤热电厂集中供热与分散的锅炉房相比,具有节约能源、占地少、改善环境的优点,但也存在一些弊端,随着市场经济的发展,其弊端越来越明显。首先是投入大、费用高,城市热网的建设需要大量资金,要建设供热系统管路,因而供热成本很高。在计划经济体制下,建设运行费用由政府负担,其经济效益差的一面没有反映出来,而在如今的市场经济下,由于供热收费欠费引起的问题越来越多,国家也不堪重负。其次是由于计量不规范,热控水平不高,以至热网管理落后,供热各环节浪费太大,尤其是公共建筑在无人时也持续供热,节能变成了浪费。同时原有城市规划对热网考虑不够,使增建的热网管道影响城市美观,同时敷设时需要部分建筑物拆迁等。另外城市中的热电厂增加了市内污染物的排放,使局部环境恶化。因此有必要借鉴发达国家的经验,如一些国家采用分散供热的模式,工业企业自备热电站和分散的小型热电站相现结合的方式,分别满足工业和居民的热需求。在这种情况下,燃用天然气的燃气机成为人们选择的主要供热发电设备之一。

早在1894年已有了以天然气为燃料的发动机,经过不断发展和完善,形成了可燃用多种燃料(包括垃圾填埋场产生的填埋气)的燃气机和燃天然气-轻柴油的双燃料柴油机。为了更好地节约能源,还充分利用废热供热或再次发电,实行热电联供,大大增加了经济性。从效率上来说,单机输出功率50MW以下的热机以柴油机和燃气机为最高,发电效率可达40%以上,热电联供效率更高达80%;单机功率大于50MW时,燃气-蒸汽联合循环机组的效率较高。有鉴于此,目前国际上燃气机及双燃料柴油机应用很广。

二、燃气机机型介绍

目前世界上比较有代表性的燃气机制造企业有总部设在瑞士的W?RTSIL?NSD公司的燃气机,其功率范围在1000~5500kW、德国MANB&W公司的双燃料柴油机,其功率范围在2400~16200kW,还有奥地利JENBACHER公司的70~2700kW燃气机。下面对这几种机组分别作一简单介绍。

1.W?RTSIL?NSD公司的燃气机

瓦锡兰恩斯迪集团公司是世界最大的中速柴油机及燃气机设备制造公司,该公司有燃天然气的燃气机(2100kW~5500kW),也有燃气-轻柴油双燃料机组(4300kW~15800kW)。这里主要介绍它的燃气机。

城市燃气市场前景篇4

关键词:综合管廊;政策;问题分析;设计方案

1综合管廊相关问题背景

建设城市地下综合管廊旨在合理地对城市地下空间加以利用,统一管理市政民生管线。武汉市作为国家中部崛起的重要都市,在城市现代化建设的过程中,有轨电车,地铁均在有条不紊地建设进程之中,海绵城市建设也在逐步规划推进。随之而来的,关于城市基础管线的解决方案――综合管廊建设也被提上了议程。

2014年6月3日,《国务院办公厅关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》明确指出“稳步推进城市地下综合管廊建设”。2016年5月24日,总理来到武汉CBD地下综合管廊施工现场,详细了解工程建设进展。2016年61号文《国务院办公厅关于推进地下综合管廊建设的指导意见》提出“已建设地下综合管廊区域,该区域的所有管线必须入廊”。

燃气管道作为可燃气体为载体的压力管道,一旦泄露后果堪忧。燃气管道入廊是否能够同时兼顾安全性与经济性尚无定论。2016年6月17日,住房及城乡建设部陈政高部长在电视电话会议当中强调“坚决落实管线全部入廊的要求,决不能一边建设地下管廊,一边在管廊外埋设管线。排水、燃气管线要求入廊”。由此看来,燃气管道入廊全面推进加以实行具有较大的可能性。

2针对燃气入廊的一些意见

武汉市人民政府《关于印发武汉市城市地下综合管廊管理办法的通知》(武政规[2016]7号)要求天然气管道入综合管廊,但由于国际上燃气管道入综合管廊的案例不多,为保证燃气管网的安全可靠运行,根据武汉市燃气管网的具体现状情况,为保证管廊的安全性,需满足下列要求:

(1)天然气管线纳入综合管廊时应敷设在独立管舱内。天然气舱内用电设备必须防爆,通风系统必须强进强排,此外需另设通风舱,并在一定间距内设置路面通风口。天然气管线设置在独立舱室内,首先是GB-50838《城市综合管廊技术规范》的要求。天然气在特定条件下,遇到火源,具有易燃易爆的特点。天然气舱室本身为密闭空间,自然通风状况较差,机械通风十分必要。此外,通风口占路面空间较大,需考虑与其他路面市政基础设施协调好施工区域。

(2)需考虑与其他市政管线的隔离与安全性问题及后期改管的作业断面。由于管廊的寿命较长,对于燃气管道路由变化产生了限制,也对后期管道维修施工造成了障碍。敷设在管廊中的燃气管道路由很难变更,造成一些改管的困难,应考虑后期燃气管道改管的作业断面和空间。另外,输配供管分支出舱与其他舱室的交叉,尤其对于供电线路交错的情形,需着重考虑隔离与安全性问题。

(3)鉴于防恐、防暴、防盗的相关需求,建议管廊内逃生舱设置为内部可开,外部不可开的模式。天然气遇明火易燃,密闭空间易爆,外部人员投掷火种易造成安全隐患。结合天然气易燃易爆的性质,天然气管廊很可能成为反恐关注的重点部位,需采取视频监控等措施加强对管廊的保护。

(4)由于天然气管廊为地下密闭空间,在运行安全方面专业性要求最高,建议管廊运行管理者应有专业化管理经验,政府对经营资格需严格审核把关,以便保障天然气管廊的安全运行。

(5)燃气管廊阀门若设置在综合管廊内部时,阀门应具有远程开关的功能,且舱内分段应设置可燃气体报警装置与燃气管网调度系统联动。

3针对燃气管道入廊的要求,几种可行的施工方案

分析燃气管道入廊的难点,究其原因,一是燃气本身的化学性质决定了它对安全性具有很高的要求,二是目前燃气直埋的成本较之管廊要便宜许多。目前俄罗斯等部分欧洲国家的综合管廊中较少涉及到燃气管道,日本的燃气管道入廊率较高。此外,日本在综合管廊的建设过程当中具有较为丰富的经验,其关于综合管廊的《共同沟设计总则》中要求燃气管道最好具有单独的舱室。目前我国的《城市综合管廊技术规范》也要求燃气管道入廊需要有单独的舱室,也是因为考虑到了燃气遇明火的易燃易爆的特性。

图1为深圳大梅沙-盐田坳共同沟大样图简图,该项目建于2007年,2008年开始投产,运营S护成本较高且有多处泄漏隐患,期间曾发生过沟内补偿器法兰连接处漏气。

图1深圳大梅沙-盐田坳共同沟大样资料

从图1中可以看出,燃气管道相当于以箱涵的形式内衬于管沟内部,右上方设置有燃气探头。在此方案的基础上,适当优化,有以下几种可以考虑的方案:

(1)考虑将燃气管道单独以小型舱室的形式置于侧上方,管廊内一侧设置可开启检修门,在燃气管道舱室顶部的燃气阀门位置处或其他易漏点处设置井室及通风泄压口,管线巡查人员既可以从管廊内部打开检修门对燃气管道进行检查维护,也可以通过开启特定位置的上部井盖对燃气管道进行维护。这既满足了燃气管道单独舱室的规范要求,也利于维护检修。管廊内内部检修用的可开启检修门可设置玻璃屏障,方便管道维护人员在不打开检修门的情况下了解燃气管室内部的异样。

图2第一种方案示意图

(2)第二种方案相当于在管廊上方,以箱沟的形式将燃气管道舱室作为管廊的连接体进行处理。国内目前已有类似的管廊保护方案出现过。此方案与直埋燃气管道的保护方式较为接近,因此产生的运维费用较低。此方案由于与主管廊相互独立,因此燃气管道泄漏对于主管廊的影响是最小的。

4燃气管道入廊的前景分析

笔者认为,在武汉地区,甚至全国地区,燃气管道入廊是大势所趋,可能需要相关政策的支持及继续探索研究的成果。已建的武汉CBD中央商务区综合管廊与规划建设的沿临空港大道、三店西路、泾河南路、规划五路及规划四路的综合管廊都曾经考虑过燃气管道入廊,最终因为条件不成熟暂缓进入。2016年,中国燃气协会举办了多次关于综合管廊的意见征集活动及研讨会,关于燃气管道入廊的具体细则将会在新版本的GB-50838《城市综合管廊技术规范》中给出。综合管廊本身作为一种规范化市政管线,减少拉链路,美化都市环境的工具,在国外已经取得成效,应该结合中国国情进行改良推广。

参考文献

[1]中国土木工程学会燃气分会.2016年中国燃气运营与安全研讨会专题报告[R].

[2]GB50838.城市综合管廊技术规范[S].中国建筑工业出版社.

[3]武汉市天然气有限公司.关于对《武汉市城市地下综合管廊管理办法的通知》的建议[Z].

作者简介:徐小丰(1992,07-),男,籍贯:湖北随州,学历:大学本科,工作单位:武汉市天然气有限公司,职称:助理工程师,主要从事工作:技术策划、方案审查。

余康宁(1989,02-),男,籍贯:湖北孝感,学历:大学本科,工作单位:武汉市天然气有限公司,职称:助理工程师,主要从事工作:市场营销、项目管理类。

城市燃气市场前景篇5

[关键词]燃气机热电联供

一、背景

在我国,人们对能源的利用和发展与环保关系的认识是逐步深入的。我国长期以来实行以燃煤发电为主的能源政策,八十年代之前,极低的生产力水平使环保未得到重视。到八十年代末,经济的高速发展带来了日趋严重的大气污染,使人们不得不开始重视对环境污染的治理,其中一项举措就是发展热电联供,取消分散锅炉房,减少烟尘对大气的污染,热电厂在发电的同时向周围工厂和生活设施供热,环境污染状况有所改善。但由于以煤为燃料,锅炉烟气含有大量的二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx),仍对大气造成污染,加上受蒸汽供热半径的限制,很多热电厂都位于城市或城郊,城市的空气状况会因此变差。特别是在我国北方城市,冬季浓雾弥漫,引起多种呼吸道疾病,对人民生活和身体健康产生严重危害。同时燃煤小热电还有高能耗的缺点,在九十年代后期,政府开始将目光投向天然气这种清洁能源。天然气的热值高,约为36000~40000kJ/Nm3,且燃烧后对环境污染小,是所有燃料中单位热值CO2排放量最低的,且NOx的排放率也很低,可以满足一般电厂的废气排放标准,因而将成为继煤和石油后的主要能源。

目前国内燃煤热电厂集中供热与分散的锅炉房相比,具有节约能源、占地少、改善环境的优点,但也存在一些弊端,随着市场经济的发展,其弊端越来越明显。首先是投入大、费用高,城市热网的建设需要大量资金,要建设供热系统管路,因而供热成本很高。在计划经济体制下,建设运行费用由政府负担,其经济效益差的一面没有反映出来,而在如今的市场经济下,由于供热收费欠费引起的问题越来越多,国家也不堪重负。其次是由于计量不规范,热控水平不高,以至热网管理落后,供热各环节浪费太大,尤其是公共建筑在无人时也持续供热,节能变成了浪费。同时原有城市规划对热网考虑不够,使增建的热网管道影响城市美观,同时敷设时需要部分建筑物拆迁等。另外城市中的热电厂增加了市内污染物的排放,使局部环境恶化。因此有必要借鉴发达国家的经验,如一些国家采用分散供热的模式,工业企业自备热电站和分散的小型热电站相现结合的方式,分别满足工业和居民的热需求。在这种情况下,燃用天然气的燃气机成为人们选择的主要供热发电设备之一。

早在1894年已有了以天然气为燃料的发动机,经过不断发展和完善,形成了可燃用多种燃料(包括垃圾填埋场产生的填埋气)的燃气机和燃天然气-轻柴油的双燃料柴油机。为了更好地节约能源,还充分利用废热供热或再次发电,实行热电联供,大大增加了经济性。从效率上来说,单机输出功率50MW以下的热机以柴油机和燃气机为最高,发电效率可达40%以上,热电联供效率更高达80%;单机功率大于50MW时,燃气-蒸汽联合循环机组的效率较高。有鉴于此,目前国际上燃气机及双燃料柴油机应用很广。

二、燃气机机型介绍

目前世界上比较有代表性的燃气机制造企业有总部设在瑞士的WÄRTSILÄNSD公司的燃气机,其功率范围在1000~5500kW、德国MANB&W公司的双燃料柴油机,其功率范围在2400~16200kW,还有奥地利JENBACHER公司的70~2700kW燃气机。下面对这几种机组分别作一简单介绍。

1.WÄRTSILÄNSD公司的燃气机

瓦锡兰恩斯迪集团公司是世界最大的中速柴油机及燃气机设备制造公司,该公司有燃天然气的燃气机(2100kW~5500kW),也有燃气-轻柴油双燃料机组(4300kW~15800kW)。这里主要介绍它的燃气机。

影响内燃机NOx生成的主要因素是温度和空气-燃料比,较低的温度和较高的空气-燃料比可降低NOx的排放。瓦锡兰的燃气机采用稀薄燃烧控制技术,较高的空气-燃料比使气缸中与燃料的混合的空气量多于燃烧所需要的量,并且混合均匀,这不仅大大降低NOx的排放,而且提高了机组的燃烧效率。稀薄的混合物点火和燃烧是通过预燃室实现的,预燃室内采用火花塞点火,为主燃烧室的燃烧提供了能量。

自动控制监测系统WECS8000为分布在整个发动机的微型信息处理器,并划分为不同功能,包括主控制块(MCU)、传感放大和分散控制块(SMU/DCU)、气缸控制块(CCU)、空气燃料控制系统。其中主控制块为系统的核心,负责速度、负荷的控制、吸气点火系统及机组起停和保安报警,调节空气-燃料比。

以34SG为例,其主要参数如下:

气缸数:12,16,18

缸径:340mm

冲程:350mm

单缸功率:293/305kW

转速:720/750r/min

活塞平均速度:8.4/8.75m/s

平均有效压力:14-16bar

频率:60/50Hz

热耗率:

8790kJ/kWh

2.德国MANB&W公司的双燃料柴油机

燃气-轻柴油双燃料系统是采用直接或间接喷射少量柴油燃料进入燃烧区,以相当高的点火能量引发天然气、空气混合物的燃烧。由天然气输送管网来的燃料气体通过独立的进气阀喷射进入各独立的气缸外侧空气中,天然气的喷射与进气阀的开度同步,天然气与空气混合物在气缸中被压缩,由于混合均匀,防止了局部燃烧高温,同时由于较大的过剩空气量,大大减少NOx的生成。

点火所需的能量来自于预燃室的点火喷嘴,引燃燃料通过小型喷射泵喷入预燃室,柴油在缺乏空气的初始条件下进行预混燃烧,然后进入主燃烧室,燃气、空气混合气稀薄燃烧,降低了燃烧循环的温度,避免产生氮氧化物。所需的引燃燃料量只占柴油机总燃料消耗量的1%。燃油喷射系统在运行中始终处于备用状态,一旦供气中断,机组可立即切换至燃轻柴油运行,保证机组连续安全运行。

机组控制系统包括了双燃料运行中所有控制、调节和监控,以及燃气控制和负荷控制。燃气控制包括机械式主节流阀、过滤器、双联燃气阀、冷凝液排放装置和气动燃气调压阀。

目前该公司推出的主导机型为32/40DG机,其功率范围为2400kW~7200kW,主要技术参数如下:

气缸数:6,7,8,9,12,14,16,18

缸径:320mm

冲程:400mm

单缸功率(甲烷值80-100):385/400kW

转速:720/750r/min活塞平均速度:9.6/10m/s

平均有效压力:19.9bar

频率:60/50Hz

油耗率:8460kJ/kWh

这类双燃料机主要用于连续发电,运行方式以燃天然气为主,轻柴油作为备用燃料,大大提高了电厂运行的可靠性。

3.奥地利JENBACHER公司的燃气机

JENBACHER公司是较早专门研制燃气机的公司,它的燃气机有六大系列十几种型号,缸数从6至20缸,缸径116至190mm,可燃用高热值的天然气,也可燃用低热值的污水、污泥沼气、垃圾填埋气,还有煤层气、化工厂及工业生产中的可燃气体等。燃气机为该公司的主导产品,广泛运用于世界各地。它的LeanNOx控制系统可稀释混合燃气,结合带保护的电火花点火系统,自动调节燃气机使之能高效燃烧所有燃气,达到低排放量,保证NOx排放低于500mg/Nm3,CO排放低于650mg/Nm3。

以JMS616GS-N.L机型为例,其参数如下:

气缸数:16

缸径:190mm

冲程:220mm

输出电功率:1942kW

转速:1500r/min

活塞平均速度:11m/s

热耗率:

8930kJ/kWh

三、利用燃气机热电联供

燃气机的余热有三个来源,燃气机的高温烟气、高温缸体及增压空气冷却水和润滑油冷却水。其中最主要的是燃气机的排气,因其温度一般在400~500℃,含大量余热,通过在烟道上加装热交换器可将余热转换为蒸汽或热水。高温缸体及增压空气冷却水温度为90~95℃,润滑油冷却水温度为70℃左右,均可通过热交换器供热水。

燃气机的余热有多种用途,主要有三类:再发电、供热、制冷。而从具体形式来说,可以根据用户需要,形成多种组合。如余热锅炉产生的蒸汽可用来带动汽轮机发电,或直接供热用户,作为生产工艺过程中的干燥、燃烧空气干燥等,也可以通过吸收式冷却器制冷,供工厂或居民住宅;温度不同的高温缸体及增压空气冷却水和润滑油冷却水,通过热交换器串联后供用户热水,作为工艺用热、地区用热、也可在余热锅炉蒸汽发电时加热汽机凝结水。

燃天然气的燃气发电机组热和电的输出情况见下表(以瓦锡兰机组为例):

机型电力输出

(MW)蒸汽流量

(t/h)蒸汽输出

(MW)热水流量

(t/h)热水输出

(MW)

12V25SG2.11.81.1161.1

16V25SG2.82.41.5211.5

16V28SG4.02.62.0201.4

18V28SG4.52.81.8221.5

16V34SG4.883.02.2271.9

18V34SG5.53.42.5312.1

注:供蒸汽参数为8bar,170℃;供热水参数为:85℃;进水温度:25℃。

四、燃气机电站的特点

1.效率高

燃气机机组效率在40%以上,如以合理的热电联供方式运行时,热效率可达80%以上,节能效果明显。

2.污染小

污染物的排放大大低于燃煤及燃油电厂,无需高烟囱,可建于城市中心。同时采用隔音效果好的室内布置,无噪声污染。

3.工业水量少

机组冷却水采用闭式循环,不需大量冷却水,对水源要求不高,有少量工业水即可。

4.运行灵活,费用低

热电联供的燃气机电站可满足分散供热要求,不需铺设大量供热管网,节约了运行管理费用。电站一般布置两台以上机组,以适应不同热负荷及电负荷要求,运行更加灵活方便。

5.安装简便,维修方便

由于燃气机非高速旋转机械,且采用了底板弹簧隔振装置,对设备基础要求较低,安装较为容易。维修工作可在现场完成。

6.与燃气轮机相辅相成

燃气机的应用并不排斥燃气轮机,因其单机功率多在1~15MW,而燃气轮机的主导机型在20MW以上,并且趋势是发展大功率机组,二者并不冲突,各有市场,相辅相成。

五、前景