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天然氣分布式能源系統設備分析簡報

2021-05-07

天然氣分布式能源站主機包括:燃氣輪機、余熱鍋爐、蒸汽輪機、熱交換站、制冷設備等。

  表1:長沙黃花機場分布式能源項目系統配置

  

  表2:北京燃氣大廈分布式能源項目系統配置

  

  作為天然氣分布式能源系統核心設備,燃氣輪機的選型決定系統功率,也占據系統設備投資較大比例。微型燃氣輪機和航改型燃氣輪機是分布式能源系統核心設備。

  燃氣輪機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。主要應用于發電、軍用船舶、車輛(坦克、工程車輛等)、航空推進。

  表3:燃氣輪機分類

  

  重型燃氣輪機是國家優先發展的10項重大技術裝備之一,尤其是燃氣-蒸汽聯合循環機組和整體煤氣化燃氣-蒸汽聯合循環機組。天然氣資源進入大規模開發利用階段,燃氣輪機正在形成一個巨大的市場。燃氣輪機的市場造價約3000元/kW;到2020年全國燃氣輪機聯合循環裝機容量將達到5500萬kW,對應市場空間達1600億元。

  微型燃氣輪機(簡稱微燃機),功率范圍為30-300kW,是分布式能源系統的核心設備。以天然氣為燃料、以微燃機為核心(設備還包括余熱鍋爐、吸收式制冷機或除濕機等)的冷熱電三聯產的微燃機分布式能源系統,在國內分布式能源項目中得到廣泛應用。

  航改型燃氣輪機屬于輕型燃氣輪機,是天然氣分布式能源發電系統的核心設備,由航空發動機改進而成,具有高效、穩定、靈活、低排放等優點。長期以來,我國燃氣輪機技術國產化一直沒有取得重大突破,2011年華電集團于GE公司在上海成立合資公司生產航改型燃氣輪機。

  余熱鍋爐是天然氣分布式能源系統中的必要設備,燃機余熱鍋爐市場將明顯受益于天然氣分布式能源系統設備招標。

  余熱鍋爐工作原理是燃油、燃氣、燃煤經過燃燒產生高溫煙氣釋放熱量,高溫煙氣先進入爐膛,再進入前煙箱的余熱回收裝置,接著進入煙火管,最后進入后煙箱煙道內的余熱回收裝置,高溫煙氣變成低溫煙氣經煙囪排入大氣。余熱鍋爐大大地提高了燃料燃燒釋放的熱量的利用率。

  圖1:余熱鍋爐

  

  目前國內利用溴冷機進行余熱利用的行業領軍企業主要包括長沙遠大、雙良節能、大連三洋,及煙臺冰輪的控股子公司煙臺荏原空調,市場格局相對穩定。長沙遠大主要占據南方市場,其直燃式機組國內銷量第一,出口占比也較大。雙良節能是最早開展余熱利用及余熱能源管理的企業,技術和成本控制能力領先。

  天然氣分布式能源項目投資單價約400-500萬元/MW。

  當前全國天然氣分布式能源項目總裝機容量約500MW,根據國家規劃到2020年

  天然氣分布式能源總裝機容量達5000MW,缺口達4500MW。

  天然氣分布式能源項目總投資規模達1800-2250億元。

  表4:分布式能源項目投資

  

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