全球工業巨頭西門子發布了全新的HL級燃氣輪機,新燃氣輪機可將發電效率提升至63%。新燃氣輪機的中期目標是凈發電效率達到65%。今年6月,西門子宣布將在杜克能源公司(DukeEnergy)位于北加州林肯郡的現場對其HL級燃機技術進行驗證,該燃氣輪機的技術基礎是SGT-8000H型燃氣輪機。
1904年開始,西門子在柏林建立燃氣輪機工廠。2016年,有著超過65年燃氣輪機技術經驗的西門子柏林工廠交付了第1000臺燃氣輪機。
西門子重型燃氣輪機的三款主流產品是SGT-2000E(E型燃機)、SGT-4000F(F型燃機)以及被西門子稱作“當家花旦”的SGT-8000H(H型燃機)。這三個型號燃機的輸出功率依次遞增。
目前,西門子在全球有82臺8000H型燃氣輪機訂單在手,截止到今年2月底,有28臺已經投運,大中華區訂單為1臺,來自香港青山發電有限公司(CAPCO),這也是西門子在全球的第80臺SGT-8000H燃氣輪機訂單。
西門子燃氣輪機已經在全球60多個國家安裝運行,目前重型、工業級和航改型燃氣輪機交付總數超過6900臺,在大中華地區安裝運行的高效燃氣輪機數量已超過170臺。
由于技術門檻高,中國市場主要使用西門子、通用和三菱生產的燃氣輪機主機。
根據統計,截止到2015年,基于燃氣輪機及聯合循環電站的發電量約占全球發電總量的22%,而且還在增加。重型燃氣輪機屬于高新技術密集型產品。
中國的重型燃氣輪機產業體系建于上世紀50年代,早期借鑒前蘇聯技術,開發出車載燃氣輪機、機車燃氣輪機和重型燃氣輪機等。1980年之后,由于油氣供應嚴重短缺,燃油和燃氣發電被禁止,重型燃機失去市場需求,除南京汽輪機廠一家重型燃機制造廠獲得保留之外,其他生產企業全部退出。直到2002年,隨著西氣東輸和進口液化天然氣(LNG)的增加,中國重啟重型燃氣輪機市場,開始引進國外F/E級重型燃機制造技術。
西門子發電與天然氣集團首席執行官WilliMeixner稱,在西門子內部進行部件測試和原型試驗之后,HL級燃氣輪機技術目前正在客戶現場實際條件下進行測試驗證。
西門子HL級燃氣輪機包含三款機型:SGT5-9000HL、SGT6-9000HL和SGT5-8000HL。
西門子稱,在單循環工作模式下,空冷式SGT-9000HL燃氣輪機的發電量分別為545兆瓦(50Hz市場)和374兆瓦(60Hz市場)。SGT5-8000HL在單循環工作模式下的發電量為453兆瓦。
這三款燃氣輪機在單循環工作模式下可實現每分鐘85兆瓦的爬坡效率,并且要在高燃燒溫度下工作,技術含量極高。
Meixner補充道,HL級燃氣輪機可無縫接入西門子針對電廠運營商和電力公司的數字化產品中,并與西門子基于云的物聯網操作系統MindSphere相連,通過MindSphere可獲得來自西門子及其合作伙伴的極具價值的數據分析能力,使客戶在燃氣輪機運行和決策支持方面獲益。
西門子將于今年12月將正式推出工業云MindSphere應用商店,8月的夏季發布會上將發布API(應用程序編程接口)白皮書。
MindSphere是一款基于云的物聯網開放式系統,向下為連接各類設備提供統一接口,實現不同設備之間的互聯互通;向上為各種各樣的應用軟件提供開發運營環境。企業用戶從MindSphere上獲取應用程序和服務就像從智能手機的應用商店里獲取App一樣。
“全球范圍內可再生能源發展迅猛,但是在未來數十年燃氣電廠仍將在能源結構中扮演重要角色,”Meixner表示,“由于可再生能源并網所帶來的波動性不斷增加,靈活性將成為燃氣輪機的關鍵特性。”
從2000年到2010年,西門子將聯合循環電廠的發電效率從58%提升到60%;在2016年提升到61.5%,1.5個百分點花了6年時間。三個型號的HL級燃氣輪機都可實現超過63%的聯合循環效率。