分享:

從臺灣省全島大停電說起:航改燃機,你值得擁有!

2022-03-25 09:42 中國航空新聞網 看航空 專欄

近期,臺灣省島內發生多次停電事故。其中影響最大的要數3月3日上午9時,興達電廠事故所導致的549萬戶居民停電。從臺灣省多家媒體的報道來看,這起事故對其范圍內的民生和工業生產都造成了顯著的影響。

臺灣省內媒體報道興達電廠事故。

這起事故中特別值得注意的一點是,在電力企業的全力搶修下,供電從午后開始陸續恢復。但是由于日照強度減弱帶來的太陽能發電量下降,3月3日下午4時后又有多地出現跳電甚至斷電等問題。

在這場事故帶來的教訓中,如何應對意外因素導致的發電能力下降成為一個凸顯的問題。

在對環保追求普遍越來越高的今天,太陽能、風能發電在能源結構中的比例正在不斷加大。這兩者共同的特點都是發電能力受天氣因素影響巨大,容易在電力缺口巨大時發生發電能力嚴重不足的問題。

這就需要穩定、靈活、快速、且環保性能相對較好的電力來源作為緊急預備手段。

風力發電和太陽能發電天然有供電量不穩定的特性。

而在各種能夠提供穩定供電的技術方案中,使用清潔能源的高效率燃機是較好的選擇——燃機本身具備體積和重量相對小巧、關停速度快、對外界依賴因素少等優良特性。

而在諸多種類的燃機中,具備多種燃料適應能力、以天然氣為主要燃料的燃氣輪機、特別是基于航空發動機衍生而來的航改燃氣輪機,是性價比、安全性、穩定性等多方面特性都較為突出的選擇。

現代燃氣輪機的兩條發展路線

1.第1條是重型的大功率和超大功率燃氣輪機,它最早是由蒸汽輪機演變而來,在二戰后的發展中,依靠引入航空渦輪發動機的技術而獲得了快速進步。

在電力領域,現代重型燃氣輪機擁有比蒸汽輪機更高的熱效率;但是蒸汽輪機能使用煤炭這樣的低品質廉價固體燃料,因此仍未被重型燃氣輪機淘汰。

2.第2條路線,則是由各種航空渦輪發動機衍生而來的航改燃氣輪機。

由于飛機起飛噸位有限,因此作為原型的發動機尺寸和功率級別都不會特別大,這決定了此類航改燃機在功率上屬于中小型類別。

當然,也不是所有的中小型燃機都衍生自航空發動機,也有少部分型號是原生的陸基設計。不過這并非出于技術優勢考慮,而通常是政治性的限制——比如德國作為二戰的戰敗國,獨立發展航空發動機受限,因此只能單獨研發陸基燃氣輪機。

GE公司的LM2500燃氣輪機(下圖)就源于TF-39航空發動機(上圖),并被廣泛用于船舶動力、工業發電、油氣泵站等場景。

源于航空發動機的不二優勢

航改燃機的優點是顯而易見的:

由于衍生自航空發動機,航改燃機得以繼承航空發動機的絕大多數優勢:輕巧,緊湊,可靠性高,低溫環境啟動性能好,啟動和關閉速度快,其最基礎的核心熱循環不需要消耗水……

這使得航改燃機在當前的電力系統結構中成為了幾乎最佳的應急發電機組形式。

以啟動速度為例,以蒸汽輪機為核心的600MW發電機組,如果是從冷態開始啟動,需要十幾個小時才能達到最大工況狀態,即便是熱態也需要3至4小時——而航改燃機的啟動速度僅需要5分鐘左右,而且可以不需要外界電源。

航改燃機原理圖

因此航改燃機尤其適合作為緊急備用電源,或承擔電網中尖峰負荷的備用機組,特別是在水資源較為匱乏(同時匱乏水電資源)的地區,這樣的優勢是無可替代的。

尤其是在局部地區遭遇一些嚴重事故和災難時,比如電廠由于大規?;馂牡纫蛩貙е略邪l電機組徹底損毀,地震和冰雪災害導致電網被大規模破壞等等情況下,航改燃機可以方便地通過公路運輸、直升機吊運等方式送達事故現場或者受災地區,實現區域性的電力恢復。

清潔、高效,大有可為

目前,從全球的環保趨勢、以及我國未來發展的環保要求等各方面來說,未來天然氣將進一步成為能源消費的重要來源。而航改燃機最重要的燃料之一就是作為清潔能源的天然氣。

在大規模、持續性的天然氣輸送中,管道供氣是最安全可靠的方式;而為了維持管道內的天然氣壓力和流量,每隔一段距離,就必須要對管道進行增壓——航改燃機尤其適合作為加壓站的增壓動力來源。比如在1964至1993年,蘇聯(俄羅斯)境內22萬公里長度的天然氣管線上,就安裝了約5000臺航改燃機。

天然氣增壓站

因此,無論是從能源結構安全、環保,又或者是應對極端情況下的調峰與救災,我國、乃至全球范圍內航改燃機的市場需求都將越來越大。

亮相第十三屆中國航展(2021年)的中國航發燃機AGT-7模型

我國航改燃事業起源于20世紀70年代,現在全國各地的油田都使用我國自主生產的航改燃汽輪機,并且建立起了較為完整的燃機產業鏈。進入21世紀后,我國航改燃機的發展邁入了向技術制高點總攻的階段。未來,電力、能源、交通、船舶等各行業都將成為航改燃機創新發展的領域。

責任編輯:王慧