期盼打造更多的城市新风景

来源:衢州新闻网-衢州日报 2017-12-14 06:51:58

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本报记者 危昱萍 杜塞尔多夫报道

德国西北部城市杜塞尔多夫的劳斯瓦德(Lausward)电厂最出名的是其“Fortuna”机组,这座机组在试运行阶段便创下多项世界纪录,发电净效率高达61.5%。未来,与劳斯瓦德电厂类似的燃气电厂将更多,下一个劳斯瓦德电厂或许会产生在中国。而全球对天然气发电的需求,也将助推燃气轮机市场的增长。

4月下旬,德国西北部的城市杜塞尔多夫还有些阴冷,白天太阳露面的时间不超过2个小时。位于莱茵河东岸的老工业区,尤为冷清。

在这之中,劳斯瓦德(Lausward)电厂是一个异类。这座位于杜塞尔多夫市中心附近港口区的电厂,除了为杜塞尔多夫提供电力和热力,还是喜爱从高处俯瞰城市的观光客的必去之地。

秉承着去工业化的理念,电厂围着光秃秃的烟囱打造了一个观景平台,这就是杜塞尔多夫的城市之窗(City Window)。乘坐电梯,游客即可到达距地面约148英尺的观景台,天气好时可远眺南边的城市科隆。

不过,这座运营了70年的老电厂,在能源界最为出名的还是其“Fortuna”机组。以罗马神话中幸运女神命名的机组,由西门子SGT5-8000H燃气轮机、SST5-5000蒸汽轮机等组成。

据西门子股份公司发电与天然气集团Fortuna机组项目负责人Eva Windecker介绍,这座机组在验收之前的试运行阶段便创下多项世界纪录。发电净效率高达61.5%。

机组最大出力603.8MW,创下了同类单轴配置的联合循环发电机组的新纪录,同时还为杜塞尔多夫的区域供热系统提供约300MW的热力。

在热启动的情况下,整个机组从启动至满负荷仅需25分钟,因此也可被用作应对可再生能源发电波动性的备用电厂。当然,因为承担区域供热任务,机组至今尚未被用于调峰。

燃料利用率高达85%

最初,劳斯瓦德电厂还是个燃煤电厂。为响应杜塞尔多夫2050年实现碳中和的目标,杜塞尔多夫公共事业局决定在劳斯瓦德新建燃气-蒸汽联合循环电厂,2016年1月起开始商业运营。

4月底,21世纪经济报道记者来到劳斯瓦德电厂。一入电厂,便见两栋风格迥异的建筑并排而立。一栋建筑外墙被玻璃包裹,有着明显的现代化风格;另一栋墙体泛黄,留下了岁月的痕迹。

据“Fortuna”项目义务讲解员、西门子退休员工Peter Pauls介绍,陈旧的那栋建筑是已被弃用的老厂房,因拆迁费用问题仍留在原处。

厂区内非常安静,几乎听不到机器运转的声音,除非走到燃气轮机等机器所在的厂房门口。Pauls说,工厂紧邻医院,病人需要非常安静的环境,工厂噪音不到25分贝。

管理这样一座电厂所需的运营人员并不多。电厂的中控室每班安排19名员工,负责包括劳斯瓦德在内的杜塞尔多夫的4个电厂的24小时管理,极大地节省了人力和运营成本。

为何机组能如此高效地运转?这主要归功于组件设计、材料选用、机组整体构造等方面持续不断的改进,以及电厂组件的完美配合。

机组外部两个黑色金属车间内过滤和压缩后的天然气,进入燃气轮机之前就先加热。Pauls表示,这一举措可让机组提高5%的效率。

走进厂房,抬头就可见两侧横贯整个车间的重型龙门吊机。这是用来安装燃气轮机的,因为燃机重达445吨,相当于1架加满燃料的空客A380。从柏林的工厂运输到杜塞尔多夫,都需要公路全部封路。

压缩后的天然气在燃气轮机的燃烧室里燃烧,推动燃机叶片以3000转/分的速度运转,其离心力高达10000G。产生的电力经由发电机传输至电缆上网,足以为一座240万人口的城市供电。

超过1500摄氏度的点火温度堪比铁熔点,因而燃气轮机内部温度极高。从燃气轮机内出来的高温气体,将余热锅炉内从莱茵河抽取的冷水加热,变成水蒸气,进入蒸汽轮机,产生的热能通过地下供热管道跨过莱茵河,输送到杜塞尔多夫城市西部,为家庭等用户供热。

余热锅炉的管道400公里,受热面积达54万平方米。电厂内容量为3.5万立方米的水塔,能够储存两天的供热量,以备不时之需。

加上区域供热,电厂的燃料利用率高达85%,生产每度电的二氧化碳排放量可降低为230克。Windecker表示,理论上讲,相比于欧盟地区燃煤电厂的平均排放,这座电厂每年可减排大约250万吨二氧化碳,相当于每年平均行驶1.5万公里的125万辆乘用车一年的二氧化碳排放总量。

看好中国燃气轮机市场

未来,与劳斯瓦德电厂类似的燃气电厂将更多,下一个劳斯瓦德电厂或许会产生在中国。而全球对天然气发电的需求,也将助推燃气轮机市场的增长。

西门子股份公司发电与天然气集团首席技术官赵作智称,全球电力需求将以每年2.5%的涨幅,从2015年的24.1万亿度增至2030年的35.3万亿度。届时,化石能源占比为63%,仍将占发电量的主导地位。

其中,天然气发电量将接近9.2万亿度,占比26%,仅次于煤。而天然气发电较煤更为清洁,将是最受青睐的化石燃料。具备低排放、高效率、发电灵活等优点的燃气电厂则将起到关键作用。

作为燃气电厂的心脏,燃气轮机无疑也将受益。以劳斯瓦德电厂使用的西门子SGT5-8000H燃气轮机为例,它属于西门子2010年向市场推出的SGT-8000H系列,目前是世界上最大的燃机。

截至今年3月,西门子已在欧洲、美洲、亚洲和非洲签订了82台H级燃气轮机供货合同。其中28台已正式投运,该系列燃机运行时间已超过35万小时。

中国被视为未来几年内天然气发电新兴市场,“十三五”规划明确了提高天然气发电占比的目标。到2020年,国家规划天然气发电装机规模达到1.1亿千瓦以上,占全国发电装机总容量的比例超过5%。

西门子股份公司发电与天然气集团大型燃气轮机和发电机业务首席执行官马斯(Theo Maas)曾表示,对中国重型燃气轮机的市场潜力充满信心。

为此,西门子还在推燃机技术本地化。今年3月底,西门子在宜兴新建的燃气轮机叶片厂开幕,这是西门子燃气轮机部件制造在全球的第三个工厂。

但开拓中国市场并不容易,与已有2个订单的日本和15个订单的韩国相比,目前西门子H级燃机在大中华区仅有一个订单。今年1月20日,西门子宣布获得来自香港青山发电有限公司(CAPCO)的订单。

其竞争对手GE则于3月15日向媒体公布,与哈尔滨电气集团公司正式签署天津华电军粮城六期650MW级燃气-蒸汽联合循环热电联产项目,首台在中国内地安装的H级燃气轮机预计在2018年第三季度交付。

分析人士指出,中国天然气价格较高,天然气发电成本较高,因此推广如此大功率的燃气轮机难度颇高。

(编辑:李博,如有意见或建议请联系:weiyp@21jingji.com,libo@21jingji.com)

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(来源: 衢州新闻网-衢州日报  责任编辑:吾献红)
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