第一章：燃氣—蒸汽聯合循環發電簡介

第一節天然氣是綠色能源天然氣的主要成分是甲烷（CH4），其分子由一個碳原子（C）與四個氫原子（H）組成。天然氣無色、無味、無腐蝕性，天然氣燃燒生成水（H2O）與二氧化碳（CO2），不產生灰、渣、二氧化硫等有害物質，天然氣是世界公認的清潔能源。LNG就是液化天然氣，液化后的天然氣體積是氣體形態的六百份之一，方便大量儲存和遠距離運輸。采用LNG為原料，采用“燃氣—蒸汽聯合循環”技術來發電的電廠稱為燃氣—蒸汽聯合循環發電廠。采用天然氣發電可大大減少對環境的污染，采用“燃氣—蒸汽聯合循環”技術發電，發電效率高達57%，燃煤電廠為40%左右，發同樣的電能CO2排放量僅為燃煤電廠的40%左右。當前第1頁\共有98頁\編于星期一\7點第二節液化天然氣（LNG）燃機發電廠與燃煤發電廠性能比較示意圖當前第2頁\共有98頁\編于星期一\7點第三節燃氣輪機發展史中國在公元十二世紀的南宋高宗年間就已有走馬燈的記載，它是渦輪機(透平)的雛形。15世紀末，意大利人列奧納多·達芬奇設計出煙氣轉動裝置，其原理與走馬燈相同。至17世紀中葉，透平原理在歐洲得到了較多應用。1791年，英國人巴伯首次描述了燃氣輪機的工作過程。1920年，德國人霍爾茨瓦特制成第一臺實用的燃氣輪機，其效率為13％、功率為370千瓦，按等容加熱循環工作，但因等容加熱循環以斷續爆燃的方式加熱，存在許多重大缺點而被人們放棄。

當前第3頁\共有98頁\編于星期一\7點燃氣輪機發展史隨著空氣動力學的發展，人們掌握了壓氣機葉片中氣體擴壓流動的特點，解決了設計高效率軸流式壓氣機的問題，因而在30年代中期出現了效率達85％的軸流式壓氣機。與此同時，透平效率也有了提高。在高溫材料方面，出現了能承受600℃以上高溫的鉻鎳合金鋼等耐熱鋼，因而能采用較高的燃氣初溫，于是等壓加熱循環的燃氣輪機終于得到成功的應用。

1939年，在瑞士制成了四兆瓦發電用燃氣輪機，效率達18%。同年，在德國制造的噴氣式飛機試飛成功，從此燃氣輪機進入了實用階段，并開始迅速發展。

當前第4頁\共有98頁\編于星期一\7點燃氣輪機發展史隨著高溫材料的不斷進展，以及透平采用冷卻葉片并不斷提高冷卻效果，燃氣初溫逐步提高，使燃氣輪機效率不斷提高，單機功率也不斷增大。在70年代中期出現了數種100兆瓦級的燃氣輪機，最高能達到130兆瓦。

1968-1995年世界范圍內供銷售發電用燃氣輪機13373臺，總容量達377517MW，美國早在1987年燃氣輪機發電裝置總量就已超過了汽輪機生產總量。當前第5頁\共有98頁\編于星期一\7點我國燃氣輪機及聯合循環發電業的發展我國燃氣輪機制造業始于20世紀50年代末期（引進機組）；60年代，我國燃氣輪機發電站的建設及其設備的制造生產已初具規模。70年代自行設計了3MW、6MW發電用燃氣輪機80年代后期，南京汽輪電機廠與美國GE公司合作生產36MW的MS6001B燃氣輪機，但處于國外80年代水平，且產量遠不能滿足國內市場需要近50年來，我國在燃氣輪機的研究、設計、制造方面取得了較大成績，積累了許多經驗，不過與國外先進水平的差距明顯，至今不具備設計制造大型高性能燃機輪機的能力截至2013年初，全國燃氣發電企業共有150余家，燃氣發電機組600多臺（套），總裝機容量4027.8萬千瓦，約占全國發電機組總裝機容量的3.52%。當前第6頁\共有98頁\編于星期一\7點第二章：燃氣—蒸汽聯合循環發電系統的流程

下圖是燃氣—蒸汽聯合循環發電系統設備與生產流程圖，顯示了天然氣發電的主要流程

當前第7頁\共有98頁\編于星期一\7點

在經過加熱后的天然氣進入燃氣輪機的燃燒室，與壓氣機壓入的高壓空氣混合燃燒，產生高溫高壓氣流推動燃氣輪機旋轉做功。從燃氣輪機排出的氣體溫度高達攝氏600度，仍然具備很高的能量，把這些高溫氣體送到鍋爐，把水加熱成蒸汽去推動蒸汽輪機，帶動發電機發電。當前第8頁\共有98頁\編于星期一\7點第三章、燃氣輪機工作原理及工作過程1、燃氣輪機的工作原理燃氣輪機的原理與中國的走馬燈相同，據傳走馬燈在唐宋時期甚是流行。走馬燈的上方有一個葉輪，就像風車一樣，當燈點燃時，燈內空氣被加熱，熱氣流上升推動燈上面的葉輪旋轉，帶動下面的小馬一同旋轉。燃氣輪機是靠燃燒產生的高溫高壓氣體推動燃氣葉輪旋轉

如下圖：當前第9頁\共有98頁\編于星期一\7點

燃氣輪機是以連續流動的氣體為工質帶動葉輪高速旋轉，將燃料的能量轉變為有用功的內燃式動力機械，是一種旋轉葉輪式熱力發動機。燃氣輪機的基本原理與蒸汽輪機很相似，不同處在于工質不是蒸汽而是燃料燃燒后的煙氣。燃氣輪機屬于內燃機，所以也叫內燃氣輪機。燃氣輪機是利用氣體作為工質在燃燒室里燃燒，將燃料的化學能轉變為氣體的內能。在噴嘴里，氣體的內能轉變為氣體的動能，燃氣高速噴出，沖擊葉輪轉動當前第10頁\共有98頁\編于星期一\7點2、燃氣輪機的工作過程壓氣機(即壓縮機)連續地從大氣中吸入空氣并將其壓縮。壓縮后的空氣進入燃燒室，與噴入的燃料混合后燃燒，成為高溫燃氣，隨即流入燃氣透平中膨脹作功，推動透平葉輪帶著壓氣機葉輪一起旋轉加熱后的高溫燃氣的作功能力顯著提高，因而燃氣透平在帶動壓氣機的同時，尚有余功作為燃氣輪機的輸出機械功。燃氣輪機由靜止起動時，需用啟動設備，待加速到能獨立運行后，起動機才脫開。

當前第11頁\共有98頁\編于星期一\7點3、燃氣輪機工作過程的分類燃氣輪機的工作過程是最簡單的，稱為簡單循環；此外，還有回熱循環和復雜循環。燃氣輪機的工質來自大氣，最后又排至大氣，是開式循環；此外，還有工質被封閉循環使用的閉式循環。例如：燃氣—蒸汽混合循環電廠。燃氣輪機與其他熱機相結合的稱為復合循環裝置。

當前第12頁\共有98頁\編于星期一\7點4、影響效率的主要因素燃氣初溫和壓氣機的壓縮比，是影響燃氣輪機效率的兩個主要因素。提高燃氣初溫，并相應提高壓縮比，可使燃氣輪機效率顯著提高。當前第13頁\共有98頁\編于星期一\7點

下面是一臺燃氣輪機模型，通過它來了解燃氣輪機的工作過程。

模型的前端是空氣進入口；環繞燃氣輪機安裝的是燃燒室；在燃燒室端面有天燃氣的入口；燃氣輪機的后面是燃燒后的高溫氣體排出口。

當前第14頁\共有98頁\編于星期一\7點把燃氣輪機剖去1/4，可以看到內部的結構。

燃氣輪機由三大部分組成，左邊部分是壓氣機，有進氣口，內部一排排葉片是壓氣機葉片；中間部分是燃燒器段，圍繞一圈的是燃燒室；

右邊部分是燃機透平，其中有透平葉片，右側是燃氣排出口。

當前第15頁\共有98頁\編于星期一\7點第四章、燃氣輪機的設備結構

燃氣輪機構造有三大部分：空氣壓縮機，燃燒室，燃氣透平系統。1、空氣壓縮機。壓氣機負責從周圍大氣中吸入空氣，增壓后供給燃燒室。為了生成高壓空氣，壓氣機裝有多級葉輪，若干葉輪固定在壓氣機的轉軸上構成壓氣機轉子,轉子上的葉片稱為動葉。如下圖所示：

當前第16頁\共有98頁\編于星期一\7點在每兩級動葉之間有一組靜止的葉片（簡稱靜葉），一組動葉與后面相鄰的靜葉，稱為壓氣機的一個級。多數燃氣輪機的壓氣機有十幾級，高速旋轉的動葉把空氣從進氣口吸入壓氣機，經過一級又一級的壓縮，變成高壓空氣。由于壓氣機內氣體流動方向與旋轉軸平行，稱為軸流式壓氣機。如下圖所示

。燃氣輪機啟動時，先把發電機當作電動機帶動壓氣機旋轉，把空氣壓入燃燒區。燃機點火后，則逐漸轉變至由透平帶動壓氣機旋轉壓氣

當前第17頁\共有98頁\編于星期一\7點壓氣機有軸流式和離心式兩種，軸流式壓氣機效率較高，適用于大流量的場合。在小流量時，軸流式壓氣機因后面幾級葉片很短，效率低于離心式。功率為數兆瓦的燃氣輪機中，有些壓氣機采用軸流式加一個離心式作末級，因而在達到較高效率的同時又縮短了軸向長度。當前第18頁\共有98頁\編于星期一\7點2、燃燒室燃氣輪機一般有十幾個燃燒室，安裝在燃機外圍。如下圖所示：

當前第19頁\共有98頁\編于星期一\7點下面是一個燃燒室的剖面模型。燃燒室由外殼與火焰筒組成，在外殼端部有天然氣入口，在火焰筒尾部聯接過渡段，在燃燒室內裝有燃料噴嘴。

A當前第20頁\共有98頁\編于星期一\7點天然氣通過燃燒室端部燃氣入口進入燃燒室，噴入的天然氣與壓氣機壓入的空氣在燃燒室火焰筒里混合燃燒。燃燒使氣體體積劇烈膨脹，生成高溫高壓燃氣從燃燒室過渡段噴出，進入透平做功。

當前第21頁\共有98頁\編于星期一\7點3、透平系統燃氣透平也稱為燃氣輪，從燃燒室噴出的高壓燃氣推動透平葉輪旋轉，把燃氣的內能轉化為透平的機械能燃氣推動旋轉的葉輪上的葉片稱為動葉，在每級動葉的前方還安裝一組靜止的葉片（靜葉），靜葉起著噴嘴的作用，使氣流以最佳方向噴向動葉。一組靜葉加一組動葉為透平的一級。為了充分利用燃氣的熱能，透平一般為3級或4級。如下圖所示：當前第22頁\共有98頁\編于星期一\7點當前第23頁\共有98頁\編于星期一\7點透平葉輪安裝在透平轉軸上構成透平轉子。（如下圖所示）壓氣機轉子與透平轉子是安裝在同一根轉軸上，稱為燃氣輪機轉子，透平旋轉時也就帶動壓氣機旋轉工作。透平轉子帶動發電機發電，額定轉速是每分鐘3000轉。

當前第24頁\共有98頁\編于星期一\7點下面是一個燃氣輪機整體剖面圖當前第25頁\共有98頁\編于星期一\7點燃燒室和透平不僅工作溫度高，而且還承受燃氣輪機在起動和停機時，因溫度劇烈變化引起的熱沖擊，工作條件惡劣，故它們是決定燃氣輪機壽命的關鍵部件。為確保有足夠的壽命，這兩大部件中工作條件最差的零件如火焰筒和葉片等，須用鎳基和鈷基合金等高溫材料制造，同時還須用空氣冷卻來降低工作溫度。

對于一臺燃氣輪機來說，除了主要部件外還必須有完善的調節保安系統，此外還需要配備良好的附屬系統和設備，包括：起動裝置、燃料系統、潤滑系統、空氣濾清器、進氣和排氣消聲器等。

當前第26頁\共有98頁\編于星期一\7點第五章：余熱鍋爐的基本原理余熱鍋爐包括上升管、汽包、下降管主要部件。上升管是由密集的管道排成的管簇，由上聯箱、下聯箱連成一體；上聯箱通過汽水引入管連通汽包，汽包再通過下降管連到下聯箱；上升管管簇、汽包、下降管構成了一個環路。上升管管簇在爐膛內，汽包與下降管在爐體外面。把水注入汽包，水便灌滿上升管管簇與下降管，把水位控制在靠近汽包中部的位置。當高溫燃氣通過管簇外部時，管簇內的水被加熱成汽水混合物。由于下降管中的水未受到加熱，管簇內的汽水混合物密度比下降管中的水小，在下聯箱形成壓力差，推動上升管內的汽水混合物進入汽包，下降管中的水進入上升管，形成自然循環。如下圖所示當前第27頁\共有98頁\編于星期一\7點

余熱鍋爐基本原理圖當前第28頁\共有98頁\編于星期一\7點

上圖是汽包（也稱鍋筒）結構示意圖,汽包是水受熱、蒸發、過熱的重要樞紐，保證鍋爐正常的水循環。上升管內的汽水混合物進入汽包后，通過汽水分離器分離成飽和蒸汽與水，飽和蒸汽通過汽包上方蒸汽出口輸出；分離出的水與給水管注入的水再進入下降管。（給水—汽包—下降管—蒸發器—上升管—汽包—經分離--蒸汽去過熱器

--水經下降管繼續循環）當前第29頁\共有98頁\編于星期一\7點用來產生飽和蒸汽的上升管管簇稱為蒸發器，電廠鍋爐還有省煤器與過熱器，它們都由管簇組成。進汽包的水先在省煤器加熱，再通過汽包、下降管進入蒸發器，可以提高蒸發器的效率與鍋爐的效率。蒸發器生成的飽和蒸汽經汽包輸出，再進入過熱器加熱成過熱蒸汽，用過熱蒸汽推動蒸汽輪機運轉能保證系統的高效與安全。當前第30頁\共有98頁\編于星期一\7點第一節、余熱鍋爐的結構

從燃氣輪機排出的氣體溫度高達攝氏600度，仍然具備很高的能量，把這些高溫氣體送到鍋爐，把水加熱成蒸汽去推動蒸汽輪機，帶動發電機發電，可使發電容量與聯合循環機組的熱效率相對增高50%左右。這個靠燃氣輪機排出氣體的余熱來產生蒸汽的鍋爐稱為余熱鍋爐。余熱鍋爐主要有進口煙道、爐體、汽包、煙囪組成。在爐體內有密集的管道，給水泵將要加熱的水壓進這些管道，燃氣輪機排出的高溫氣體將管道內的水加熱成高壓蒸汽。大型余熱鍋爐有低壓、中壓、高壓三部分，可同時產生低壓過熱蒸汽、中壓過熱蒸汽、高壓過熱蒸汽，分別驅動低壓汽輪機、中壓汽輪機、高壓汽輪機，一起帶動發電機發電，可大大增加燃氣輪機發電廠的發電量。大型余熱鍋爐與燃煤電廠鍋爐原理與組成基本相同，主要少了燃料運輸粉碎與燃燒系統。當前第31頁\共有98頁\編于星期一\7點余熱鍋爐的外觀結構圖。

當前第32頁\共有98頁\編于星期一\7點余熱鍋爐本體采用模塊化結構，以方便運輸、安裝。模塊由管簇組成,是幾十根管子組成的蛇形管組件,模塊兩端有上聯箱與下聯箱，是鍋爐的受熱部件，水在模塊內被外部的高溫氣體加熱。

當前第33頁\共有98頁\編于星期一\7點為了更好的傳遞熱量，在管道外表焊上鰭(qi)片（也稱肋（lei）片）來增大管道的傳熱面積，下圖展示的是一小段焊有鰭片的管道。

當前第34頁\共有98頁\編于星期一\7點打開鍋爐的側壁，可看到內部裝有多個模塊，實際鍋爐有近20個模塊，其中多數是蒸發器、省煤器、過熱器三類模塊，除此還有再熱器模塊。當前第35頁\共有98頁\編于星期一\7點第二節、余熱鍋爐汽水流程

大型燃機電廠采用三壓再熱循環余熱鍋爐，汽水系統主要由低壓、中壓、高壓三部分組成，可同時產生低壓過熱蒸汽、中壓過熱蒸汽、高壓過熱蒸汽，分別驅動低壓汽輪機、中壓汽輪機、高壓汽輪機，可最充分的把燃氣的熱能轉換成機械功。

低壓部分由低壓省煤器、低壓汽包、低壓蒸發器、低壓過熱器組成。從凝結水泵來的冷水，通過低壓省煤器預熱后輸入低壓汽包，汽包下面連接著蒸發器，水在低壓蒸發器內加熱成飽和蒸汽上升到低壓汽包。飽和蒸汽從低壓汽包輸出再通過低壓過熱器加熱，產生低壓過熱蒸汽，用來驅動低壓蒸汽輪機旋轉做功。當前第36頁\共有98頁\編于星期一\7點大型余熱鍋爐汽水流程圖當前第37頁\共有98頁\編于星期一\7點中壓部分由中壓省煤器、中壓汽包、中壓蒸發器、中壓過熱器、再熱器組成。通過低壓汽包出來的水由中壓給水泵注入中壓省煤器繼續加熱，然后進入中壓汽包，在中壓蒸發器內加熱成飽和蒸汽上升到中壓汽包。從中壓汽包輸出的飽和蒸汽通過中壓過熱器加熱，然后再與高壓汽輪機排出來的蒸汽混合，一同經過再熱器加熱，產生中壓再熱蒸汽，用來驅動中壓蒸汽輪機旋轉做功。高壓部分由高壓省煤器、高壓汽包、高壓蒸發器、高壓過熱器組成。通過低壓汽包出來的水由高壓給水泵注入高壓省煤器加熱，然后進入高壓汽包，在高壓蒸發器內加熱成飽和蒸汽上升到高壓汽包。從高壓汽包輸出的飽和蒸汽通過高壓過熱器加熱，產生高壓過熱蒸汽，用來驅動高壓蒸汽輪機旋轉做功。當前第38頁\共有98頁\編于星期一\7點第六章：燃氣電站系統布置

燃氣輪機、蒸汽輪機、發電機、余熱鍋爐四種主要設備組成了燃氣—蒸汽聯合循環發電系統，實際上這四種設備的組合布置有多種方式，但主要的分類方式是按軸系布置來分，一種是多軸布置方案，一種是單軸布置方案。

第一節、多軸布置

所謂多軸即燃氣輪機帶動一臺發電機，蒸汽輪機帶動一臺發電機，各自一個軸系。在電廠建設時，只要燃氣輪機機組安裝完畢即可發電（不必等到鍋爐與蒸汽輪機安裝完畢）；蒸汽輪機檢修時燃氣輪機仍可發電。系統啟動快，燃氣輪機可先啟動發電（不必等到鍋爐里的水加熱成蒸汽）。在我國20萬千瓦以下的燃氣—蒸汽聯合循環發電機組多數采用多軸布置。

當前第39頁\共有98頁\編于星期一\7點

下面是一套多軸布置系統流程示意圖當前第40頁\共有98頁\編于星期一\7點

第二節：單軸布置

單軸布置系統為燃氣輪機、蒸汽輪機、發電機串聯在一根軸上，共用一臺發電機發電。由于一套單軸系統只有一臺發電機與相關電氣設備，可節省設備費用，減少廠房面積，系統調控相對簡單。目前30萬千瓦以上的燃氣—蒸汽聯合循環發電機組多數采用單軸布置。當前第41頁\共有98頁\編于星期一\7點單軸布置系統流程示意圖

一當前第42頁\共有98頁\編于星期一\7點單軸布置系統流程示意圖

二當前第43頁\共有98頁\編于星期一\7點第七章：廠房布置

下面是典型的單軸布置燃氣—蒸汽聯合循環發電機組示意圖。燃氣輪機、高中壓蒸汽輪機、低壓蒸汽輪機、發電機的安裝位置，它們是安裝在同一軸線上，同軸運轉。

當前第44頁\共有98頁\編于星期一\7點燃氣輪機工作需要空氣參與燃燒，剖開燃氣輪機下方平臺，可看到空氣進入燃氣輪機的通道。為了防止空氣中的塵埃侵蝕葉片，從入口進入的空氣，要通過過濾器把塵埃濾掉，才能進入燃氣輪機。也有一些電廠把空氣入口與過濾器安裝在燃氣輪機上方或側面。

當前第45頁\共有98頁\編于星期一\7點為了防護與吸收噪音，在燃氣輪機與高中壓蒸汽輪機外還要罩上外殼。燃氣輪機、蒸汽輪機、發電機安裝在廠房平臺，鍋爐則安裝在廠房外部。

當前第46頁\共有98頁\編于星期一\7點多臺機組可并排布置，安裝在同一個廠房內，下圖是三個機組的電廠布置圖

當前第47頁\共有98頁\編于星期一\7點下圖是一副詳細的單軸系統設備結構圖。

當前第48頁\共有98頁\編于星期一\7點第八章燃機發電存在主要問題

1燃氣發電核心技術未完全掌握，制約燃氣發電產業發展2燃氣發電設備設計制造質量存在問題，影響機組運行可靠性3機組性能不能完全適應運行要求和環境條件，影響設備壽命。4燃氣發電并網運行存在薄弱環節，影響安全生產5燃氣發電無序發展問題較為突出，天然氣供應與發電不協調6相關配套政策和有關標準規范需要進一步完善

當前第49頁\共有98頁\編于星期一\7點第一節燃氣發電核心技術未完全掌握，制約燃氣發電產業發展

目前，國內制造企業與國外企業合作中在關鍵技術方面存在壁壘，對燃氣發電核心技術還不完全掌握，主要表現在以下幾個方面：

1、燃機設計制造中燃燒器、透平葉片等熱部件完全依靠進口，發展存在瓶頸。國內制造企業雖然能夠制造、組裝燃氣發電機組，但在整機設計、熱部件材料制造以及冷卻和隔熱涂層等關鍵技術方面尚未實現實質性突破，燃機燃燒器、透平葉片等熱部件仍完全依靠進口。

當前第50頁\共有98頁\編于星期一\7點2、整機檢修維護依賴原廠商，維修費用昂貴。受設備設計制造核心技術不掌握的制約，國內對整機檢修維護核心技術掌握不深、不透，機組檢修維護、改造升級、部件更換等都依賴原廠商，主要部件發生故障需返廠檢修，檢修維護費用昂貴。當前第51頁\共有98頁\編于星期一\7點案例：檢修維護依賴廠家

三菱M701F燃機每次檢修輪換下來的熱通道部件的可用狀態（是否需要報廢）、檢修等級（重度、輕度）等均須由三菱公司判斷。如需要檢修維護，也只能送三菱授權的三菱東方燃氣輪機（廣州）有限公司。當前第52頁\共有98頁\編于星期一\7點案例：檢修維護費用昂貴燃機動葉、靜葉、護環、燃燒器等主要部件必須送到燃機制造廠的修理廠檢修，費用占總檢修費用的90%。

國內燃氣電廠大部分依托制造廠家服務協議模式來管理燃機設備，檢修維護費用居高不下。例如，國內F級機組檢修維護費用一般都超過3000萬元/臺.年，某6F級燃氣電廠機組設備生產廠商CSA（合約式服務協議）報價為2臺燃機3.2億元/大修周期。

當前第53頁\共有98頁\編于星期一\7點3、機組運行中燃燒參數不能自主調整，運行安全存在隱患。燃燒調整為原廠商的核心技術，必須由原廠商進行。燃機發電企業沒有掌握整機燃燒調整的標準和參數，運行人員不能通過燃燒自動調整確保機組在燃燒脈動最小和在排放最佳點運行，不利于有效控制安全狀況和開展異常診斷、分析。當前第54頁\共有98頁\編于星期一\7點案例：燃燒參數不能自主調整造成事故

2013年12月4日，上海燃機電廠在設備供應商進行燃機燃燒調整試驗時，3臺機組先后發生跳閘，全廠對外停電當前第55頁\共有98頁\編于星期一\7點第二節燃氣發電設備設計制造質量存在問題，影響機組運行可靠性

近年來，國內燃氣發電機組存在設計制造質量問題，壓氣機、燃燒器及熱通道部件、發電機、燃氣系統等故障多發,尤以F級機組較為突出。當前第56頁\共有98頁\編于星期一\7點1、壓氣機存在質量缺陷，運行中發生葉片斷裂等事故。部分機型壓氣機由其原機型模化設計而成，缺少必要的試驗校核等后續工作，不能適應頻繁啟停、變工況運行，出現壓氣機葉片斷裂等事故；部分機型壓氣機轉子由于拉桿螺栓與輪盤結合面設計不合理導致三級輪盤出現裂紋。當前第57頁\共有98頁\編于星期一\7點案例:F級燃氣機組壓氣機故障珠江天然氣發電有限公司（珠江電廠）2008年6月發生#2機壓氣機R0葉片斷裂；2013年7月發生#1機壓氣機S2葉片斷裂。華電戚墅堰電廠2008年9月發生壓氣機S1、S5級靜葉斷裂，部分其他葉片撞擊損傷、多數葉片松動；2011年11月發生壓氣機R0葉片斷裂，IGV導葉損壞嚴重，#1機壓氣機動、靜葉及進口導葉全部損壞，壓氣機缸體嚴重損壞。深圳東部電廠、廣東惠州燃氣發電公司引進的F級機組出現壓氣機轉子三級輪盤裂紋，經返廠改造后隱患消除。當前第58頁\共有98頁\編于星期一\7點2、燃燒器及熱通道部件存在質量缺陷，實際運行時間縮短。國內引進機組存在燃燒器及熱通道部件質量缺陷，實際運行時間普遍達不到原廠家設計值，需提前修理或報廢。當前第59頁\共有98頁\編于星期一\7點案例:燃燒器及熱通道部件質量缺陷珠江電廠9F機組2011年#2燃機透平一、二、三級葉片在啟停約700次時發生大量提前報廢情況，進行了葉片更換處理，其中一級動葉報廢率達85%，達不到啟停900次的設計值，經確認為設備制造缺陷。東莞中電新能源熱電有限公司9E燃機三級動葉存在制造缺陷，需要更換處理。

當前第60頁\共有98頁\編于星期一\7點3、發電機存在質量缺陷，多次返廠檢修。部分E級燃機發電機和F級國產化燃機發電機存在制造、裝配質量問題，發電機返廠檢修頻繁。當前第61頁\共有98頁\編于星期一\7點案例：E級燃機發電機典型故障

華電湖北武昌熱電有限公司（機組型號PG9171E）于2010年、2011年發生燃機發電機轉子接地和開路故障。當前第62頁\共有98頁\編于星期一\7點第三節機組性能不能完全適應運行要求和環境條件，影響設備壽命

我國燃氣發電機組大部分引進國外技術，不能完全適應國內運行方式和運行環境，設備維修周期和使用壽命相應縮短。當前第63頁\共有98頁\編于星期一\7點1、機組啟停頻繁，縮短設備檢修周期。燃氣發電因電網調峰需要以及部分地區“照付不議”的供氣合同規定影響，機組啟停頻繁，熱通道部件普遍存在涂層脫落、裂紋、燒損，使用壽命縮短。

當前第64頁\共有98頁\編于星期一\7點燃機頻繁啟停情況電網調峰需要啟停。燃氣發電廠基本采用日啟停運行方式。2013年1-8月，上海13臺燃氣機組共啟停684次；浙江30臺燃氣機組共啟停2884次；福建10臺燃氣機組共啟停1188次。供氣方式影響啟停。部分地區燃氣發電企業由于日分配用氣量少，機組被迫頻繁啟停。如2013年，江蘇供氣量比2012年最好水平下降40%，1-8月份6家燃氣電廠機組啟停次數同比大幅增加，特別是1-3月份，每家電廠每天只有10-30萬方氣，機組每天只在電網高峰并網運行3-5小時，啟停頻繁。當前第65頁\共有98頁\編于星期一\7點案例：GE燃氣機組頻繁啟停對壽命的影響

以GE燃氣機組為例，設計運行24000小時機組需中修。如兩班制運行，每次啟停運行約16小時，啟停900次后機組即進行中修，實際運行僅14400小時，比設計運行時間減少近10000小時。當前第66頁\共有98頁\編于星期一\7點2、環境條件惡劣，增加設備更換頻次。受空氣質量及成分的影響，燃氣機組易出現進氣濾芯積灰、積塵、堵塞現象，過濾器更換周期明顯縮短，壓氣機葉片結垢腐蝕，影響機組出力和效率。

當前第67頁\共有98頁\編于星期一\7點案例：空氣過濾器更換情況

近年，,北京地區燃氣電廠使用國產濾芯壽命僅有半年左右，改用進口濾芯使用壽命也只為國外電廠使用壽命的一半。山東金能公司2臺燃機在運行14894小時和9200小時后，透平葉片因鹽腐蝕損毀。

當前第68頁\共有98頁\編于星期一\7點3、部分機組AGC調節不能完全滿足調度規定要求。燃氣-蒸汽聯合循環機組蒸汽輪機調節較燃機工況變化速度存在遲緩，AGC調節更依賴燃氣輪機出力調整，其響應速度受到影響，不能完全滿足個別地區調度機構規定要求，且機組在負荷大幅度頻繁變化時熱部件壽命也受到影響。

當前第69頁\共有98頁\編于星期一\7點案例：燃氣聯合循環機組調峰特性

由于燃氣-蒸汽聯合循環機組變工況時，燃機可按其固有負荷速率提前改變負荷，但汽機受運行方式及余熱鍋爐換熱慣性影響，負荷跟蹤較慢，致使聯合循環達不到響應要求，待汽機負荷跟蹤到位后，燃機會出現負荷“回調”現象，機組AGC調節達不到個別地區5%MCR/min的規定要求。當前第70頁\共有98頁\編于星期一\7點

第四節燃氣發電并網運行存在薄弱環節，影響安全生產

1、機組在非安全區域運行，增加停機概率。部分燃氣發電企業和調度機構對機組非安全區域不掌握，運行方式安排不合理，機組運行負荷沒有遠離燃燒模式切換點，極易造成機組強迫停運和燃燒室部件損壞。當前第71頁\共有98頁\編于星期一\7點2、二次系統安全防護管理不完善，存在安全漏洞。部分企業二次系統安全防護管理工作不到位，存在問題整改不及時、不徹底，安全防護策略不符合規定，安全防護裝置不符合要求。當前第72頁\共有98頁\編于星期一\7點案例：二次系統安全防護不符合規定淮安電廠配置了橫向隔離裝置、縱向加密認證裝置和縱向隔離防火墻，實現了物理層面與公用網絡安全隔離，做到生產控制大區專網專用，但存在網絡拓撲圖分散在各個部門且不標準、主機安全加固策略缺失等問題。當前第73頁\共有98頁\編于星期一\7點3、分布式和非常規天然氣發電還需要不斷總結提高。分布式天然氣發電以及非常規天然氣發電還處于起步示范階段，關鍵零部件制造、系統集成還不夠成熟，有關組織設計、施工安裝、運行維護和安全管理等工作需要不斷總結、分析。當前第74頁\共有98頁\編于星期一\7點4、燃機專業技術力量不足，不能適應燃機產業快速發展需要。目前，我國燃氣發電專業技術人才短缺，且流動性大，尤其是掌握燃機運行維護經驗的專業技術力量儲備不足，專業技術力量不滿足燃機快速發展需要，給電廠安全生產帶來隱患。當前第75頁\共有98頁\編于星期一\7點案例：專業技術力量不足浙江有四個燃氣發電項目，都是從當地1家燃氣發電企業抽調人員，兩年來已經抽調60多人，導致該企業整體專業技術力量下降較多。江蘇望亭、戚墅堰、吳江和儀征等燃氣電廠參加工作年限不到兩年的員工比例超過50%，實際運行維護經驗還存在不足。

當前第76頁\共有98頁\編于星期一\7點5、安全管理基礎不牢固，長效機制尚未有效建立。部分燃氣發電企業安全生產工作機制不健全，規章制度和作業規程不完善，安全生產管理不規范，運行維護水平不高，技術監督管理不到位，隱患排查治理工作不深入。當前第77頁\共有98頁\編于星期一\7點案例：安全管理不到位國家能源局派出機構在核查中發現，鞍山鋼鐵公司第二發電廠存在未制定燃氣輪機超速、軸瓦損壞、軸系斷裂、燃氣系統泄露爆炸等事故防范措施，未及時修編運行、檢修規程，外委單位管理不規范等問題。當前第78頁\共有98頁\編于星期一\7點第五節燃氣發電無序發展問題較為突出，天然氣供應與發電不協調有關項目審批單位、天然氣供應企業、電力調度機構、燃氣發電企業在燃氣機組裝機容量與天然氣供應量、發電用氣量與發電量、供氣方式與電網調峰等方面沒有有效銜接，發電、供氣存在不協調現象。當前第79頁\共有98頁\編于星期一\7點1、部分地區燃機規模不斷增加，天然氣供應量不足。部分地區沒有根據燃氣供應能力和電網結構等因素，統籌考慮燃氣發電規模、布局和建設時序，存在無序發展、區域布局不合理、氣源難以支撐等問題，氣電協調難度大。

當前第80頁\共有98頁\編于星期一\7點案例：江蘇省發電用氣供應不足情況

江蘇省處于天然氣供應管網末端，統調燃氣發電機組天然氣供應有限，基本采用“以氣定電”原則。2012年8月份以來，江蘇省燃氣發電機組總容量同比增加42%，但2013年前8個月全省天然氣供應總量同比下降6.7%，發電用氣供應不足。

當前第81頁\共有98頁\編于星期一\7點2、天然氣需求季節性不平衡，部分時段氣電供需存在矛盾。我國天然氣消費和電力需求季節性特征明顯，冬季社會用氣量大且處于用電高峰，春秋季發電供氣有保障而電力負荷相對較低，存在氣電供需矛盾，部分地區部分時段存在有氣時無電力需求、需要發電時又缺氣的現象。

當前第82頁\共有98頁\編于星期一\7點案例：北京冬季供氣緊張、機組限出力情況

2010年和2012年冬季，北京市由于天然氣供應趨緊，部分燃氣機組發電能力受限，影響電力供需平衡，電網兩次啟動藍色預警。當前第83頁\共有98頁\編于星期一\7點3、天然氣供氣方式不靈活，燃氣發電機組調峰能力受限。天然氣供應通常按照“照付不議”合同簽訂，沒有考慮發電調峰和電力供應的需要，將年供氣量平均分配至每日向燃氣發電企業供氣，燃氣發電機組只能按“以氣定電”原則運行，限制了燃氣機組調峰能力。當前第84頁\共有98頁\編于星期一\7點案例：天然氣供應限制發電調峰情況

2013年上半年，浙江省管道天然氣同比增加13.62%，但發電用氣合計減少3.32%，發電用天然氣供應缺口0.89億立方米，少發電量4.5億千瓦時。當前第85頁\共有98頁\編于星期一\7點4、部分地區氣電應急機制不完善，安全風險潛在。部分地區天然氣供應企業與燃氣發電企業之間未建立應急溝通協調機制，應急預案不能相互銜接，如因災害、故障、檢修或外力破壞等造成天然氣管道泄漏或閥門關閉，將出現大量燃機停運，影響電力系統穩定和燃氣發電機組安全。特別是單一管道供氣地區，還將影響到城市熱力供應和居民供暖。當前第86頁\共有98頁\編于星期一\7點案例：北京突發事件減供天然氣風險

北京市響應國家大氣污染防治行動計劃，市區范圍內燃煤發電機組將逐步關停，采用天然氣熱電聯產發電方式來提供熱力、電力，其中取暖、供熱無法通過區域外送來解決，突發事件減供天然氣將引起熱力、電力保障危機。當前第87頁\共有98頁\編于星期一\7點第六節相關配套政策和有關標準規范需要進一步完善

1、天然氣發電面臨氣價不斷上漲的壓力。管道天然氣和電力均由行政定價，價格政策直接關系天然氣發電企業經營狀況。近年來天然氣價格大幅上漲，按當前天然氣發電上網電價機制和部分地區補貼政策標準，企業經