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船舶工程技术专业导论论文

2023-02-20 21:27 来源:学术参考网 作者:未知

船舶工程技术专业导论论文

simple prediction formula of roll damping on the basis of Ikeda’s method, in:
Proceedings of the 4th Asia-Pacific Workshop on Marine Hydrodymics, Taipei,
China, 2008,pp. 79-86.

十三、Y. Ikeda, T. Fujiwara, Y. Himeno, N. Tanaka, Velocity field around ship
hull in roll motion, Journal of the Kansai Society of Naval Architects 171
(1978) 33-45. (in Japanese)
十四、N. Tanaka, Y. Himeno, Y. Ikeda, K. Isomura,
Experimental study on bilge keel effect for shallow draft
ship, Journal of the Kansai Society of Naval Architects 180 (1981) 69-75. (in
Japanese)
常规货船的横摇阻尼在池田方法基础上的一个简单预测方法及其局限性
摘要:由于船的横摇阻尼对其粘度有显着的影响,所以很难在理论上计算。因此,某些实验结果或某些预测方法都被用于一般的设计阶段。在这些预测方法中,池田方法被广泛应用于许多船舶运动的计算机程序。使用这个方法,可以对含有各种舭龙骨的船体进行计算,从而探讨其不同的特性。为了计算每个船的横摇阻尼,详细的数据也是必须的。因此,在设计初期就需要更为简便的预测方法。方法虽然简单,但也得通过电脑程序的验证并证明在池田方法的基础上是有用的。在这个基础上推导出的简便公式就是现在的这个在本文件。船体形式的变化是通过改变船长,船宽,吃水,中横剖面系数及棱形系数来等来等到。然而这个简化公式不能用于具有较高的重心位置的船。所以,一些改进的方法以提高准确行就应运而生了。

关键词:横摇阻尼,简单的预测公式,波分量,涡分量,舭龙骨组件。 介绍

在20世纪70年代以来,船舶在波浪中的运动已发展成了具有5个自由度的运动形式,新的预测方法已经建立。该方法是基于势流理论(Ursell-Tasai
方法,源分布法等),可以预测间距,升沉,摇摆及波浪中船的偏航运动,并都有不错的精度。然而在横摇运动中,带条的方法并适合。因为粘性效应对对横摇阻尼有很大的影响。所以,就需要用一些经验公式和实验数据来检验这些公式。

为了提高这些带钢方法预测横摇运动的准确性,作者之一就就开发了一些项目来发展这个横摇预测方法,而这些都是基于水动力带条方法,都有相似的概念和顺序,精确度也能够保证。预测方法是由姬野[5]和池田[6,7]的计算机程序审查。

预测的方式,现在叫池田方法,被分为了零航速阻尼的摩擦(BF),波浪(BW),涡流(BE)和舭龙骨(BBK)组件,前进的速度,升降机(Bi)。在校正实验结果的基础上,推进速度的波和摩擦部件增加。

前进速度为零,各组成部分之外的摩擦和电梯部件的每个横截面,单位长度预测,预测值总结了沿船的长度。摩擦成分预测由加藤的公式为一个三维的船舶形状。预测横摇阻尼元件的前进速度的影响的修改功能的开发的摩擦,波浪和涡流组件。这个方法的计算机程序也已经开发出来了,并被广泛的使用。

30年间,原始池田方法开发传统船舶已被该进,以适用于多种船舶,例如:更加修长和方形的船舶,渔船,驳船,带有尾鳍的船等等。原来的方法也被广泛使用。但是,有时,横摇运动的不同的结论,即使来自相同池田的方法,在计算中使用。然后,判断是否相同池田的方法,与几乎相同的精度池田原来一直期望开发一种更简单的预测方法的计算机程序的准确性。有人说,在船舶设计阶段,池田的方法太复杂,使用。为了满足这些需求,使用回归分析,推导出一个简单的横摇阻尼预测方法。

以前的预测公式

前文中提出的简单的预测公式不能用于的调制解调器船舶有高重力或自然卷长期间,如大型客船船体形状相对平坦的中心位置。为了研究它的局限性,作者比较的结果,这种预测方法与原池田之一,而其计算限制。实验结果与他们的方法的横摇阻尼。最上层在重心低的情况下,下面那层是在低重心的情况下。

从这个数字看,这个公式估计的结果与池田公式对低重心船的估计结果很好的吻合,对高重心船会有误差。实验结果表明,以前的预测公式需要被修改。、
成型的系列船

修改的的公式可以用成型的系列船型来发展成为池田公式的预测结果。该系列的船是在泰勒船型的基础上建立的,通过对他的船长,船宽,吃水,中横剖面系数及纵向棱形系数来实现。
减摇预报的新方法建议

本章中,每个组件的一些特性,如横摇阻尼,摩擦,波浪力,涡流和舭龙骨组件,都是在静水中讨论并得出的简化公式。众所周知,二维横截面的波分量可以通过势流理论精确的计算。在池田的方法中,条状横截面的兴波阻尼不能计算得到,而通过势流理论得到的计算值曾经一直被使用,因为粘性效应值在横摇阻

尼有如此的重要性。 结论

在池田原预测方法的基础上,这是相同概念作为一个条法计算船舶运动波的方式,并用船舶横摇阻尼开发的一个简单预测方法。用到的数据,B/d, Cb,Cm,
OG/d, G),bBK/B, Ibk/Lpp 。此外,模型实验证明了池田的预测方法,特别是在现代船舶的用途上,但有一定的限制。

求一篇工程船舶论文

中小型船舶船体结构的缺陷补偿
摘 要:扼要分析和阐述了中小型船舶船体结构在装配过程中的缺陷,对难于采取返修的典型缺陷,提出了可以采取补强的可行性方案。
  关键词:船体结构;结构强度;缺陷;补偿
  
  船舶下水之前,造船厂检验部门将对船体结构(包括线型)进行全面的测量以及完整性的验收,以便将可靠的数据及有关资料提供给船级社和验船机构备查审核。鉴于船体是一个复杂的结构体,尽管在各道工序中实施了严格的管理措施以及按照工艺规程操作,由于工作量大,结构复杂,局部处施工条件差,因此仍免不了还会存在一定数量的缺陷。在这种情况下,采取适当的补强乃是保证船体结构局部强度的一种有效手段。下面就以实例来探讨缺陷的补强方法。
  
  1 分段或总段对接处肋距超差
  
  按照船体建造精度要求,对于已完成的分段或总段对接大接缝,心须测量其间的肋骨间距,并规定了极限误差值。因为一旦超差,将在一定程度上影响船体强度。一般可在大接缝区域适当位置增加中间肋骨或在相邻两肋骨间增设数道纵桁予以补强,对于局部偏差的,可在局部增设纵桁,但纵桁两端必须作必要延伸,以防止产生应力集中。
  
  2 船体外表变形超差
  
  船体外板线型平顺与否是衡量一艘船舶船体建造质量的标志之一。根据船体建造精度要求,规定了在一个肋距内或在一米长度范围内外板的不平度误差。船体外板的变形超差,最常见于线型变化曲率较大的艏艉部及相邻分段对接的大接缝区域。当然应首先考虑尽量利用工装夹具及冷热加工等措施矫正外板超差处的不平度。对于不平顺面积较小的外板,可按图1所示补强,图中表示了分段接缝处外板的缺陷及补强办法,如采用扁钢补强,则扁钢尺寸可取比肋骨型号略小的型材进行补强。
 
  对于相邻肋骨间不平顺面积较大的外板,在不平顺处采用纵横向十字交叉结构的型材补强,纵横向型材的两端应分别削斜过渡。
  
  3 外板上肋骨腹板与理论平面超差
  
  对于中小型船舶的艏艉段,一般在胎架上以甲板为基准面采用反造法进行建造。这样在吊装肋骨框架定位时,如若肋骨框架稍有扭曲或定位时未与甲板上的中心线相垂直,这样就会造成肋骨腹板与外板连接后所形成的角度不符要求,焊后就称为肋骨腹板变形,对于由此形成的缺陷,由于结构空间狭窄,特别是在焊后很难矫正。所以选用肘板进行补强就显得既方便又实际。
  
  4 船体结构节点构件连接尺寸超差
  
  船体是一个复杂的结构体,船体内部构架密集,各种型式的构件纵横相交,形成了所谓结构节点。例如纵骨与肋板相交、龙骨与舱壁相交、横梁与纵桁相交等等。这些相交的结构节点,若在施工中因技术不熟练或稍有疏忽大意,就会造成节点处相交构件连接尺寸间隙过大,致使无法施焊,直接影响结构的刚度和强度。
  A 横梁与肋骨相交处间隙过大
  如图2所示,横梁与肋骨间间隙安装后为30mm。对于中小型船舶,船体建造精度要求中间间隙应在10~20mm之间,最大不得超过20mm。针对上述缺陷,可以考虑用割换一段肋骨来处理。但由于肋骨与舷侧板焊接已结束,动用割炬切割会使该区域舷侧板因受热而产生局部变形,同时由于肋骨多了一条对接缝,将影响肋骨本身的强度。故可考虑图2中适当加大肘板尺寸的办法予以补强,使肘板与肋骨相交的焊缝长度能满足原有焊缝长度的要求。
  
  B 纵骨穿过构件处割空超差
  对于中小型船舶,纵骨架式结构的底部和甲板,当纵骨穿过实肋板或横梁时,规范要求该节点处的纵骨腹板与实肋板或横梁应进行焊接。但往往因装配时划线有误,使切割后间隙过大,难于施焊,如图3a所示,为了弥补该缺陷,一般可采用与实肋板或横梁等厚度的补板予以补强,见图3b所示。补板尺寸可据该处纵骨大小而定。
C 龙骨与横舱壁相交处间隙过大
  龙骨包括中内龙骨与旁内龙骨。龙骨与横舱壁均属主船体的主要结构,它们对一艘船舶的纵横向强度起着重要的作用,特别是中内龙骨,是纵向连续构件。在中内龙骨与横舱壁相交的节点处,由于偶然操作不慎在装配时将中内龙骨多割了一部分,使该处腹板及面板与横舱壁无法施焊,见图4a所示,此时,如果因此而将一段连续的中内龙骨割换,则不论对重新装焊还是在外观乃至质量上都将留有不足,如果该处多割的间隙不超过12~15mm,则采用加装垫板的方式进行补强就显得既方便又可行。见图4b所示,垫板厚度可比间隙小3~5mm,其尺寸视该处中内龙骨尺度具体选用。如若多割的间隙较大,那么就不能随意增加垫板厚度,否则该节点将形成为“硬点”。此时应考虑采用割换或其它工艺措施来消除其缺陷。
 
  D 上层建筑扶强材根部与甲板间空隙过大
  中小型船舶的上层建筑结构,一般在胎架上制成整体分段后,再在主甲板上进行定位吊装。施工中常见围壁上的扶强材根部与甲板间隙过大,见图5a所示,此时,可在扶强材根部与甲板间加装肘板来补强,见图5b所示。
 
  以上列举的几例,是中小型船舶船体装配中比较典型的常见缺陷。当然,缺陷的形成也有工序间联系不够、管理不善、未遵循工艺要求,有时也有违章作业等原因所致。对船体建造中的各种缺陷必须针对具体问题作具体分析,对不同船型、不同结构型式的船舶提出不同的方案,决不能一概而论。同时在实际工作当中,要多积累经验,改进造船工艺,不断提高船舶的建造质量。
  
  参考文献
  [1]船舶设计实用手册[M].北京:国防工业出版社.1998,(12).
  [2]华乃导主编.船体修造与工艺[M].大连:大连海事大学出版社,2000,(

能源与动力工程专业(船舶类)导论论文

能源与动力工程专业(船舶类)导论论文主要分为以下几个部分:1、大标题(第一行):三黑字体,居中排。2、姓名(第二行):小三楷字体,居中排。3、作者单位或通信地址(第三行):按省名、城市名、邮编顺序排列,用小三楷字体。4、关键词。需列出4个关键词,小三楷字体。5、正文。小四号宋体。文中所用计量单位,一律按国际通用标准或国家标准,并用英文书写,如km2,kg等。文中年代、年月日、数字一律用阿拉伯数字表示。6、参考文献。文章必须有参考文献。“参考文献”4字作为标题,字体五黑,居中,其他字体五宋。7、作者简介。请在参考文献之后附作者简介。如果还有不清楚的地方,可以咨询轻松无忧论文网哦!论文格式模板是写好论文的必要条件之一!

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轮机工程技术论文(2)

  轮机工程技术论文范文篇二
  燃气轮机在热电联产工程中的应用状况分析

  摘要:

  燃气轮机是21世纪乃至更长时间内能源高效转换与洁净利用系统的核心动力装备.介绍了燃气轮机的发展现状及其在热电联产工程中的应用,简述了联合循环和简单循环燃气轮机电厂的基本组合方式,并列举了目前应用在热电联产工程中的几种主要的燃气轮机.阐述了燃气轮机相对于常规火电机组的优点,分析了影响燃气轮机在热电联产工程中推广的因素,并对我国燃气轮机的发展前景进行了展望.

  关键词:

  燃气轮机; 联合循环电厂; 热电联产

  中图分类号: TK 479文献标志码: A

  Analysis of the application of gas turbines in heat and

  power cogeneration projects

  SUN Peifeng, JIANG Zhiqiang

  (1. China United Engineering Corporation, Hangzhou 310022, China;

  2. China Huadian Corporation, Beijing 100031, China)

  Abstract:

  The gas turbine is the core equipment of highefficiency clean energy systems in the 21st century and even longer period of time. The current situation of gas turbine development and its application in heat and power cogeneration projects were showed in this paper. Two types of application of gas turbines in heat and power cogeneration projects were briefly introduced, namely, the simple cycle gas turbine power plant and the combined cycle power plant, and gas turbines widely used at present in heat and power cogeneration plants were enumerated. The advantages of the gas turbine plant compared with conventional coalfired power units were described and factors which could influence the application of the gas turbine were analyzed. In addition, the prospects for the development of gas turbines in China were evaluated.

  Key words:

  gas turbine; combined cycle power plant; heat and power cogeneration

  燃气轮机由压气机、燃烧室、透平、控制系统和辅助设备组成.燃气轮机的设计是基于布莱顿循环.压气机(即压缩机)连续地从大气中吸入空气并将其压缩;压缩后的空气送入燃烧室,与喷入的天然气混合,并点火燃烧;燃烧后产生的高温烟气随即流入燃气透平中膨胀做功,推动透平带动压气机叶轮一起旋转.加热后的高温燃气的做功能力显著提高,因此,透平在带动压气机的同时,还有余功作为燃气轮机的输出功输出.

  由于燃气轮机的工质是高温烟气而不是水蒸气,故可省去锅炉、冷凝器、给水处理等大型设备.因此,燃气轮机电厂附属设备较少,系统简单,占地面积较少.

  燃气轮机可分为重型燃气轮机、工业型燃气轮机和航改型燃气轮机三类.重型燃气轮机的零件较为厚重,大修周期长,寿命可在10万h以上,主要用于满足城市公用电网需求,例如日立的H25和H80系列燃气轮机、通用电气的F级燃气轮机、西门子的SGT-8000系列燃气轮机、三菱的M701系列燃气轮机和阿尔斯通的GT系列重型燃气轮机等.工业型燃气轮机的结构紧凑,所用材料一般较好,燃气轮机的效率较高,例如索拉的T130燃气轮机和西门子SGT-800燃气轮机,常用于热电联产工程.航改型燃气轮机是由航空发动机改装而成的燃气轮机,在航空领域运用较多,但也有应用于发电及相关工业领域,例如通用电气的 LM 系列航改型燃气轮机等.航改型燃气轮机的结构最紧凑,最轻巧,效率最高,但寿命较短[1-2].

  燃气轮机自上世纪30年代诞生以来发展迅速.当今国际上最新型的G型燃气轮机和H型燃气轮机,单机功率已达到292~334 MW,发电热效率已达到39.5%.其中,由G型燃气轮机组成的联合循环单机功率可达489 MW,发电热效率可达58.7%;由H型燃气轮机组成的联合循环机组的发电热效率可达60%[3-5].H型燃气轮机组成的联合循环机组是目前已掌握的热-功循环效率最高的大规模商业化发电方式.不仅如此,燃气轮机与以煤为燃料的蒸汽轮机相比,它具有重量轻、体积小、效率高、污染少、启停灵活等优点.燃气轮机发电机组能在无外界电源的情况下迅速启动,机动性好.在电网中用它带动尖峰负荷和作为紧急备用电源,还能携带中间负荷,能较好地保障电网的安全运行,所以得到广泛应用[6].

  国内外科技界与产业界已经认识到燃气轮机将是21世纪乃至更长时期内能源高效转换与洁净利用系统的核心动力装备.   1燃气轮机在热电联产工程中的应用方式

  燃气轮机在热电联产工程中的应用形式主要有两种:一种是燃气轮机联合循环热电厂;另一种是燃气轮机简单循环热电厂.

  燃气轮机联合循环热电厂由燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机(背压式、抽背式或者抽凝式)和发电机共同组成.燃气轮机排出的做功后的高温烟气通过余热锅炉回收烟气中的热量而得到高温水蒸气,水蒸气注入蒸汽轮机发电.蒸汽轮机的排汽或者部分在蒸汽轮机中做功后的抽汽用于供热,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;燃气轮机、蒸汽轮机推动各自的发电机的多轴联合循环.单轴的燃气轮机联合循环电厂规模较大,例如通用电气的9F系列机组.而多轴的联合循环机组常见于中小型的燃气轮机联合循环电厂.因此,对于电厂规模相对较小的热电联产工程来说,常选择多轴的燃气轮机联合循环机组.

  燃气轮机简单循环热电厂由燃气轮机和余热锅炉组成.该类型燃气轮机热电厂不配置蒸汽轮机,通过余热锅炉直接对外供热.因此该类型燃气轮机热电厂发电热效率相对联合循环燃气轮机热电厂较低,约为30%~35%之间;热电比和供热成本的指标方面,简单循环燃气轮机热电厂也低于联合循环燃气轮机热电厂[7].

  由此可见,燃气轮机联合循环可大大提高发电厂整体发电热效率.即使只有燃气轮机和余热锅炉组成的不配置蒸汽轮机的简单循环燃气轮机发电厂,其发电效率也高于常规的小型燃煤热电厂.

  2热电联产工程中燃气轮机机型选择

  热电联产工程遵循“以热定电”原则,首先满足外界对蒸汽负荷的需求,一般对发电量的需求相对较少.因此,对于热电联产工程来说,大功率的重型燃气轮机使用相对较少,常配置一些中小型的燃气轮机.

  世界主要的中小型燃气轮机有:索拉的T130燃气轮机;日立的H25和H80燃气轮机;通用电气的6F和LM系列的航改型燃气轮机;西门子的SGT-800燃气轮机.各机型的主要技术参数如表1(见下页)所示(表中数据来自各个燃气轮机厂家产品宣传手册,且会因计算的天然气热值等参数变化而发生微小的变化).

  表1各中小型燃气轮机相关性能参数

  Tab.1

  Performance parameters of some gas turbines

  表1中,H25,H80 和6F为重型燃气轮机;SGT-800和T130为工业型燃气轮机;LM6000为航改型燃气轮机.从表1可知,工业型和航改型燃气轮机单机发电热效率相对重型燃气轮机的单机发电效率明显更高,但燃气轮机的排烟温度相对较低.由于排到余热锅炉的高温烟气所包含的热量相对较少,因此对于整个联合循环热电厂,工业型和航改型燃气轮机联合循环热电厂的整体发电热效率反而低些[8-9].简单循环的燃气轮机热电厂若选择工业型燃气轮机及航改型燃气轮机,其热电厂发电热效率会较高.

  对于配置蒸汽轮机的燃气轮机联合循环,重型燃气轮机因其排烟温度较工业型燃气轮机和航改型燃气轮机高,排到余热锅炉的高温烟气所包含的热量相对较多,余热锅炉产出的供蒸汽轮机发电用的高温高压的蒸汽也更多.因此,重型燃气轮机联合循环整体发电热效率比工业型燃气轮机和航改型燃气轮机联合循环的发电热效率高.燃气轮机联合循环热电厂中大多选择重型燃气轮机.

  从能量的充分利用和逐级利用角度讲,相比于燃气轮机简单循环热电厂,燃气轮机联合循环热电厂更具有优势.目前我国燃气轮机热电联产工程中,大多选择重型燃气轮机组成的联合循环燃气轮机热电厂,如浙江省的某热电厂,采用6F级燃气轮机匹配余热锅炉和蒸汽轮机组成燃气轮机联合循环机组对外供热供电,燃气轮机联合循环热电厂整体发电热效率约60%.

  但是对于某些对占地面积有严格要求的场合,如海上油气平台井等,一般可选择结构紧凑、效率高的工业型燃气轮机或者航改型燃气轮机机.

  具体燃气轮机机型的选择可根据各工程的实际情况进行分析、计算、确定,如热电厂的对外供热参数和供热量、装机容量、机组数量、占地面积、整体热效率等.

  3燃气轮机联合循环热电联产工程相对于常规火力发电热电联产的优势[10]

  相对于常规燃煤的小型火力发电的热电联产电厂,燃气轮机联合循环热电厂的优势主要有:

  (1) 高效:燃气轮机联合循环的发电热效率已经达到甚至突破60%,这是一般常规火电机组无法比拟的,甚至高于目前最先进的超超临界机组而稳居各类火电机组之首.

  (2) 单位造价低:燃气轮机联合循环机组单位容量造价约400美元·kW-1,而常规火电机组造价为600~1 000美元·kW-1;若我国国产燃气轮机的制造加工水平进一步提升,燃气轮机联合循环机组单位容量造价还有非常大的下降空间.

  (3) 低排放:燃气轮机联合循环不排放SO2以及飞灰和灰渣;NOx的排放量也非常低,一般都可以达到49.20 mg·m-3以下,甚至可以根据需要达到小于30.75 mg·m-3的水平,CO2的排放量可以做到11.25 mg·m-3;环保性能居于现有各种火电机组之上.

  (4) 节水:燃气轮机联合循环机组以燃气轮机发电为主,燃气轮机发电机功率占总容量的70%,联合循环机组所需用水量约为常规燃煤机组的1/3.这在某些缺水的地区显得尤为重要.若选择燃气轮机和余热锅炉配置的简单循环,整个电厂对机组冷却水量的需求相对于常规火电厂的冷却水量更是大幅度减少.

  (5) 省地:燃气轮机联合循环机组因附属设备较少,无需储煤场、输煤设施,占地面积仅为加脱硫装置的常规火电厂的1/3.这在城市边缘及城区的供热电厂显得尤为重要.   (6) 建设工期短:燃气轮机联合循环机组最适合模块化设计,燃气轮机各部件模块可工厂化生产,运至现场吊装,因而大大缩短了燃气轮机电厂的建设工期.

  (7) 调峰性能好:通过余热锅炉的旁路烟囱,不运行蒸汽轮机及发电机组的情况下,一般在20 min 内就能达到燃气轮机及发电机组的100%负荷,而燃气轮机及其发电机组负荷占整个燃气轮机联合循环电厂额定负荷的70%左右,这保证了燃气轮机联合循环的良好调控性能,实现机组的日启夜停和调峰功能.

  (8) 操作运行和维护人员少:因为燃气轮机联合循环电厂自动化程度高,采用先进的控制系统,电厂对员工数量的需求大幅下降.一般情况下占同容量常规燃煤电厂人员的20%~25%就足够了.

  4影响燃气轮机在热电联产工程中推广的主要因素

  燃气轮机联合循环电厂在国外已经得到了普遍发展,近几年已占据美国电力市场的重要地位,欧洲的燃气轮机联合循环电厂也获得了长足的发展.目前我国燃气轮机联合循环电厂能否获得大力推广和发展,主要受制于如下三个因素:

  (1) 我国能提供多少天然气资源供燃气轮机发电工业使用;当前国内已有部分燃气轮机联合循环电厂因受制于燃料供应,每年运行的时间远远少于常规燃煤机组.

  2012年,随着“西气东输”二线最后几条干线的建成投产,整个输气管道实现每年输气300亿m3.未来中国甚至有可能规划修建“四线”或者“五线”,进一步便于西部地区的天然气输送到东部地区开发利用.

  另外,海上(东海、南海)天然气的开发、沿海港口城市液化天然气(LNG)的进口,也为联合循环发电扩充了气源供应条件.国内已经探明了华北、东北、西北三大煤层气资源储量,并将逐步开采.

  随着天然气来源渠道的扩大,燃气轮机联合循环电厂的应用范围将大大突破西气东输管网和海上天然气所能影响的地区.

  (2) 如何合理确定天然气价格,使燃气轮机联合循环发电成本能够与严重污染的以煤为燃料的常规火电相竞争.

  必须指出,天然气的价格对燃气轮机及联合循环的运行成本有着决定性的影响.在燃气轮机三项发电成本的组成中(设备折旧成本、机组运行维护成本、燃料成本),燃料成本的比例高达60%~65%,即使在天然气的产地,运输过程费用大为降低,天然气价格相对东南沿海地区更加便宜,其成本占燃气轮机发电成本的比例仍然是非常高的[4].在天然气价格居高不下的今天,燃料成本高已经成为制约燃气轮机发电大力推广的一个关键性因素.

  当前,作为工业企业及城市基础设施的重要组成部分的许多中小型燃煤热电厂,通常地处城市之中或者城市郊区,因此不可避免地会对当地大气环境质量产生很大影响.中小型燃煤热电厂改造为燃气轮机联合循环热电厂,对当地环境质量的改善效果非常明显,也最容易得到人民群众的接受和支持.

  热电厂的燃料从煤炭改造为天然气,虽然合理调整了能源结构,提高了能源利用效率,减少了煤炭运输环节的损失和浪费,但是对燃气轮机联合循环热电厂来说,燃料成本必然要增加,能源代价必然会提高,因此争取群众和企业的理解和参与,合理分担部分天然气成本因素,是解决天然气市场和成本关系的一条合理途径.

  政府在制定燃气轮机联合循环热电厂上网电价和外供蒸汽价格时,应考虑到燃气轮机的环境效益,适当提高上网电价和外供蒸汽价格,这也是对天然气成本过高的一种消化.

  (3) 从长远的角度看,我国燃气轮机整体行业水平的提高是决定我国燃气轮机及联合循环电厂能否大力推广的一个重要因素.

  燃气轮机的发展水平代表着一个国家的重大装备制造业的总体水平.当前我国的燃气轮机技术水平与世界先进水平之间的差距还很大,燃气轮机的核心部件依赖于进口,燃气轮机的每次大修花费很大.若某些燃气轮机的大修只能运回美国等发达国家进行,则其费用更大.

  近年来,为了推动燃气轮机工业的发展,按照“市场换技术”的原则,我国对规划批量建设的燃气轮机发电站工程项目采取“打捆”式招标采购模式,由国外先进燃气轮机制造企业与国内制造企业相互结合组成联合体,进行燃气轮机联合循环电站工程项目的竞争投标,以吸收和引进国外先进技术.在这一过程中,我国同时引进了世界三大动力集团(通用电气、西门子、三菱)的F级重型燃气轮机.在实现燃气轮机设备制造本土化和国产燃气轮机技术开发方面都取得了良好的成果.在吸收和引进国外先进燃气轮机技术的基础上,逐步实现了燃气轮机联合循环电站设备研发和制造的国产化、本地化和知识产权自主化[11-12].

  2008年,我国具有完全自主知识产权的110 MW级R0110燃气轮机进行了点火及实验验证,其性能已经接近于目前国际上先进的F级燃气轮机,对我国的燃气轮机设计、制造和加工的整体水平是一个巨大的提升[13-14].

  目前,我国燃气轮机技术水平与国际先进水平之间的差距正在不断缩小,我国的燃气轮机自主研发、生产制造等方面取得了重大进展.2012年9月12日,上海市科委重大专项课题“高温合金叶片制造技术研究”通过专家验收,这标志着我国在燃气轮机核心部件国产化、自主化生产的道路上迈出了坚实的一步.

  从制约燃气轮机联合循环电厂发展的三个因素及我国目前的相应情况可知,我国大力发展燃气轮机联合循环的条件已经具备,燃气轮机联合循环电厂的快速发展在近期将成为可能.

  5总结

  实现节能减排,提高能源利用率是我国能源结构调整的目标.随着我国天然气资源的开发、利用及液化天然气资源的引进,我国燃气轮机联合循环机组将不断增加.燃气轮机联合循环以其高效、清洁和灵活的特点,必将成为我国未来大力发展的电厂类型.

  目前可用于热电联产的中小型燃气轮机容量和整个热电厂供热能力与我国广泛使用的蒸汽轮机热电机组的规格十分接近,因而可在不改变外部系统,不增加发电容量和不间断供热、发电的前提下,以较短的时间、较低的投资和较合理的电、热成本实现对热电厂以气代煤的改造.这也是燃气轮机联合循环热电厂可获得大力推广的现实条件.

  总之,燃气轮机联合循环机组在我国电力工业中的作用将逐渐增强,发展燃气轮机联合循环热电厂任重而道远,但是前景是非常光明的.

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