燃气轮机联合循环发电成套设备(GTCC)

发电成套设备
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    • 发电效率高

      64%以上 LHV

    • 出力范围广

      3万-133万kW级

    • 联合循环发电成套设备

      并网验证发电设备

    • 与传统的燃煤发电相比,CO2排量

      减少约50%

    通过联合循环发电实现能源高效

    燃气轮机联合循环发电成套设备(GTCC)是使用天然气等燃料的清洁、高效的发电设备。

    采用三菱重工J型燃气轮机的发电厂,发电效率比传统的燃煤发电方式提高20%,达到了64%以上。CO2排量减少约50%。

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    什么是GTCC?

    在只有燃气轮机独立运行的发电系统(称为单循环或开放式循环)中,燃气轮机产生的高温废气(约600℃)被排放到大气中。

    联合循环发电则通过回收这种高温气体余热,以提高发电成套设备的综合热效率。联合循环发电成套设备,多采用余热回收循环的方式,将燃气轮机产生的高温气体输送到余热锅炉,通过余热回收而产生蒸汽以驱动汽轮机。

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    余热回收循环

    GTCC成为新火力发电主流设备的背景及特点

    • 热效率高
      • 常规火力发电的热效率约为40%,而联合循环发电的热效率约为60%以上(均基于低热值基准)。
    • 绿色环保
      • 排放到大气中的二氧化碳(CO2)减少
      • 排放到大气中的氮氧化物(NOx)和硫氧化物(SOx)减少
      • 排放到海水中的热废水减少

    三菱重工GTCC业务

    1984年,三菱重工向日本东北电力株式会社的东新泻火力发电厂交付了联合循环发电成套设备,实现了44%以上的热效率,为当时的世界最高水平。与传统的燃煤火力发电成套设备相比,大幅实现了节能的效果。

    1999年,三菱重工为该电厂的4号机组建造并交付了采用G型燃气轮机的联合循环成套设备,热效率超过了50%。2018年,采用了J型燃气轮机的联合循环发电成套设备的电厂,累计商业运行时间超过100万小时,充分验证了设备的可靠性。

    三菱重工作为从设计、制作到工程建设和安装施工、试运行、售后服务的各个环节全部使用自主技术的制造商,在全世界拥有众多的项目业绩。

    在海外,特别是在中国,东南亚、中东、欧洲、北美和南美市场,三菱重工已向20多个国家和地区出口了联合循环发电成套设备。

    燃气轮机联合循环验证电站(第二T地点)概要

    燃气轮机

    三菱重工为了实现燃气轮机透平入口温度1,650℃的新一代高效率燃气轮机“JAC(J-series Air-Cooled)型”的长期验证,位于高砂制作所(日本兵库县高砂市)的燃气轮机联合循环验证电站(第二T地点)已开始运行。
    JAC燃气轮机电厂连接到当地电网,按照与实际电厂相同的方式运行,用来验证新技术的长期可靠性。

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    第二T地点的目的

    • 验证燃气轮机的高温、高效、低NOx等新技术的应用。
    • 通过长期的商业运行,验证高效、低环境负荷的联合循环发电设备的可靠性。

    历史

    T地点自1997年以来一直用于对M501G燃气轮机进行性能和耐久性测试,并已成功完成长期验证实验。2011年2月,M501J型的1号机开始试运行,并于同年顺利投运。2015年起,采用强制空冷方式的燃气轮机开始商业运行,一直持续到2019年9月。
    目前,作为T地点的升级项目,第二T地点配备了新型M501JAC燃气轮机,并于2020年7月顺利投运。

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    M501G/G1/GAC (1997~2010)
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    M501J (2011~)
    M501JAC(2020~)
    M501JAC(2020~)

    新一代联合循环发电的验证

    第二T地点配备了先进的燃气轮机和汽轮机的燃气轮机联合循环(GTCC)验证发电设备。
    三菱重工利用第二T地点进行新一代自主技术的开发和验证,实现了高可靠性GTCC设备的实用化,为全球电力的稳定供应做出贡献。

    第二T地点的长期验证运行,通过应用TOMONI HUB(Analytics and Performance Center),除燃气轮机等主要设备之外,还将提高包括泵、风机等辅机在内的成套设备的整体可靠性,同时对缩短启动时间、自动优化运行参数等智能解决方案“TOMONI”中配备的各种应用进行验证,力争在将来实现完全自主运行。

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    发电验证设备的对比

    项目 T地点 第二T地点
    出力(大气温度5℃) 33.0万kW 38.9万kW 56.6万kW
    燃气轮机型号 M501G型 M501J型 M501JAC型
    燃气轮机透平入口温度 1,500℃ 1,600℃ 1,650℃
    开始运行年份 1997年 2011年(换装时) 2020年

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