微燃機(jī)應(yīng)用及市場前景

1、微型燃?xì)廨啓C(jī)（簡稱微燃機(jī)）是發(fā)電功率在幾百千瓦以內(nèi)的小型熱力發(fā)動機(jī)或動力裝置 由徑流式葉輪機(jī)械、單筒形燃燒室和回?zé)崞鳂?gòu)成。徑流式葉輪機(jī)械即向心式透平與離心式壓 氣機(jī)，在轉(zhuǎn)子上兩者葉輪為背靠背結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、便于移動。微燃機(jī)技術(shù)是20世紀(jì)90年代初發(fā)動機(jī)行業(yè)發(fā)展的一項重要技術(shù)。Compressor 前輪Turbine精選文檔圖1微燃機(jī)結(jié)構(gòu)微燃機(jī)發(fā)電機(jī)組由微燃機(jī)、發(fā)電機(jī)和數(shù)字電力控制器等組成，以天然氣、甲烷、汽油、柴油等為燃料，具有可靠性高、壽命長、噪聲低、重量輕、 體積小、低污染輕、 可選燃料多、 油耗低、可遙控、可自診斷以及多臺集成擴(kuò)容等優(yōu)點，具有很好的民用需求前景和軍事應(yīng)用價值，對于能

2、源、電力、航空、航天、艦船、車輛以及軍事領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展有著重要作用，已受到世界各國的廣泛重視。一、微型燃?xì)廨啓C(jī)優(yōu)勢1）極高的可靠性微型燃?xì)廨啓C(jī)是為持續(xù)運行的常規(guī)發(fā)電而設(shè)計開發(fā)的，整套系統(tǒng)只有一個運動部件，并采用空氣軸承技術(shù)，因此其連續(xù)運行可靠率高達(dá)99.996%,平均每年的停機(jī)檢修時間不超過2小時，其停機(jī)率遠(yuǎn)低于備用電源發(fā)電機(jī)組。2）超長使用壽命微型燃?xì)廨啓C(jī)的使用壽命為 20年。3）保養(yǎng)間隔長，維護(hù)成本低結(jié)構(gòu)簡單，采用空氣軸承和冷卻，不需潤滑系統(tǒng)，散熱系統(tǒng)，冷卻劑等，因此保養(yǎng)周期約為8,000小時，維護(hù)成本只有往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的5%。4） 發(fā)電效率高采用回?zé)峒夹g(shù)，發(fā)電效率約為30%。5)適用多種能

3、源氣體燃料：天然氣，垃圾填埋氣，油田伴生氣，污水發(fā)酵氣，煤層氣，生物質(zhì)氣等液體燃料：柴油，煤油6) 超低噪聲、無振動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，采用空氣軸承技術(shù)，旋轉(zhuǎn)速度高達(dá)96,000rpm,運行非常平穩(wěn)，無振動，而且主要產(chǎn)生高頻噪音，但很容易被隔音材料吸收，因此噪聲水平很低，距燃機(jī)10米處測量為65dB。7) 超低排放NOx 排放 < 9ppm。微型燃?xì)廨啓C(jī)采用富氧燃燒，因此顆粒和煙度排放幾乎為零, 二、微燃機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域與國內(nèi)應(yīng)用實例2.1 主要應(yīng)用領(lǐng)域微型燃?xì)廨啓C(jī)的主要應(yīng)用場所包括：廢氣燃燒地點；需要提供臨時和長期電力的地點;在經(jīng)常停電的地點提高電能質(zhì)量和供電可靠性；電費較高的地點；無電網(wǎng)的

4、偏僻地點； 可用峰荷電價向電力交易中心賣電；要求聯(lián)合提供熱電冷服務(wù)的地點。如可應(yīng)用于以下方面:垃圾填 埋場污水處 理場野外通 訊站巡洋鉆井產(chǎn)臺圖2應(yīng)用場所(可做 ppt之用)(1)油田在油田開采油田一般位于偏僻的地區(qū)，很難架設(shè)電網(wǎng)或架設(shè)永久的輸電線路投資很大。初期需臨時供應(yīng)電力。 微型燃?xì)廨啓C(jī)利用油井廢氣發(fā)電，不僅可解決油田開采設(shè)備和生活基地的電力供應(yīng)，還為生活基地提供采暖和空調(diào)服務(wù)。(2)垃圾掩埋場和偏僻農(nóng)村城市垃圾一般采用掩埋方法處理，掩埋的垃圾產(chǎn)生了許多低熱值的生物可燃?xì)?。微型燃?xì)廨啓C(jī)利用垃圾沼氣發(fā)電，不僅保護(hù)環(huán)境，并可向當(dāng)?shù)氐木用窕螂娋W(wǎng)送電。在電網(wǎng)無法到達(dá)的偏僻農(nóng)村和山區(qū)，可充分利用農(nóng)

5、村的生物物質(zhì)。將生物物質(zhì)氣化和微型燃?xì)廨啓C(jī)相結(jié)合構(gòu)成簡單、可靠、低維護(hù)、高效率、低污染的新型分散式發(fā)電系統(tǒng)，有可 能成為偏僻農(nóng)村和山區(qū)能源供應(yīng)和提高生活質(zhì)量的最佳方案。(3)需進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)的小型加工企業(yè)突然停電會對連續(xù)生產(chǎn)的小型加工企業(yè)造成重大經(jīng)濟(jì)損失，采用微型燃?xì)廨啓C(jī)自己發(fā)電且與電網(wǎng)并聯(lián)運行， 將使供電可靠性大為提高。在電價波動劇烈的地區(qū)和季節(jié)，自己發(fā)電可有效回避電價風(fēng)險。(4)發(fā)電備用在電網(wǎng)電力供應(yīng)緊張時期，微型燃?xì)廨啓C(jī)向電網(wǎng)送電，并以較高的輔助服務(wù)電價結(jié)算， 能夠獲得較大利潤。(5)熱電冷聯(lián)供微型燃?xì)廨啓C(jī)可提供電力、供暖和空調(diào)的聯(lián)合服務(wù)，能源利用效率可達(dá) 90%。在需熱電冷的場所，如醫(yī)院

6、、寫字樓、超市、旅館、游泳館等，在生產(chǎn)工藝上需進(jìn)行加熱的生產(chǎn)企業(yè)， 如制衣廠、制磚廠等，微型燃?xì)廨啓C(jī)將會有很大的應(yīng)用空間。利用微型燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行熱電聯(lián)供的一個最出色的實例是在荷蘭Putten市，一臺30kW的微型燃?xì)廨啓C(jī)為一總?cè)萘繛?.6ML的公共游泳池提供全年的供暖和供電服務(wù)，總能源利用效率達(dá)到了 96%。供暖部分包括加熱游泳池中的水、冬季室內(nèi)供暖，供電部分包括循環(huán)水泵等用電設(shè)備和照明服務(wù)，與過去利用鍋爐集中供暖和加熱相比，新方案的能源費用降低了 30%。圖3微燃機(jī)熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)簡圖（6）移動式電源和車輛動力微型燃?xì)廨啓C(jī)尺寸小、重量輕、啟動快，適于作為備用電源和便攜式電源使用。微型燃?xì)廨啓C(jī)的廢

7、氣排放量顯著低于活塞式內(nèi)燃機(jī)，汽車尾氣已成為城市大氣污染的主要污染源， 新型燃?xì)廨啓C(jī)和蓄電池聯(lián)合組成的機(jī)動車混合動力是解決城市車輛尾氣污染的重要手段。由上述可見，微型燃?xì)廨啓C(jī)雖有廣闊的應(yīng)用前景， 但它必須以當(dāng)?shù)卮嬖诜€(wěn)定的氣體或液 體燃料供應(yīng)為前提。如當(dāng)?shù)貧怏w燃料或液體燃料供應(yīng)充足， 微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電的優(yōu)勢將會非 常明顯。尤其在用電高峰時段，不僅可大力提高供電可靠性，且可節(jié)省大量電費。2.2 國內(nèi)應(yīng)用實例上海航天能源作是一家在天然氣高效應(yīng)用領(lǐng)域公司具有技術(shù)領(lǐng)先、 市場占有領(lǐng)先優(yōu)勢的 公司，在國內(nèi)多個城市已建成微型燃?xì)廨啓C(jī)熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)示范工程， 并已經(jīng)成功實現(xiàn)商業(yè) 運行。主要業(yè)績序號項目名稱系統(tǒng)

8、主要參數(shù)建設(shè)時間用戶130kW冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)制冷量：i41kW2006 年上海飛奧供電量：30kW265kW冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)制冷量：i41kW2007 年市北燃?xì)夤╇娏浚?5kW供熱量：179kW2007市北燃?xì)?冷熱電系統(tǒng)（熱電聯(lián)產(chǎn)研究 項目）辦公樓冷熱電系統(tǒng)供電量：30KW2007 年中船重工7114冷熱電系統(tǒng)（熱電聯(lián)產(chǎn)研究項目）2007年供冷量：223KW2007 年東莞理工學(xué)院發(fā)電量：80KW5秸桿氣體熱電示范項目供熱量：65KW 發(fā)電量：30KW供熱量：65KW2007 年南京工業(yè)大學(xué)發(fā)電量：30KW6體育館冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)3X 65kW2008 年北京航天科工集團(tuán)此外，應(yīng)用實例還有20

9、03年，北京次渠天然氣門站綜合樓安裝了 1臺由B o w m an公 司生產(chǎn)的T G 80型微燃機(jī),上海交通大學(xué)安裝了 2臺由Cap st on e公司生產(chǎn)的c 30型微燃 機(jī)，均已成功運行。用于市北悠氣公司的CCEP軍境用于上海飛臭分工屏的XHF/檢、國內(nèi)外市場發(fā)展與前景2.1 國外市場發(fā)展分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展為微燃機(jī)的發(fā)展提供了廣闊的市場前景。從國外情況看，發(fā)達(dá)國家分布式能源占比相當(dāng)之高。分布式能源發(fā)電量占比在丹麥已達(dá) 53%。德國分布式發(fā)電裝機(jī) 達(dá)到20%,日本和印度分別達(dá)到 14%和18%。美國已有6000多座分布式能源站，占總裝機(jī) 容量7.8%,以天然氣熱電聯(lián)供和冷熱電聯(lián)供為主。1）

10、北美微燃機(jī)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)是樓宇熱電聯(lián)供系統(tǒng)（BCHP）最重要組成部分。美國在發(fā)展微燃機(jī)的同時即提出了 BCHP創(chuàng)意和BCHP在2020年綱領(lǐng)，以支持美國能源部總體商用建筑及 BCHP規(guī)劃。2010年，20%的新建商用寫字樓類建筑、5%的現(xiàn)有商用寫字樓類建筑、25%的美國能源部熱電聯(lián)供項目均采用BCHP。到2020年，有50%的新建商用寫字樓建筑及 15%的現(xiàn)有商用寫字樓類建筑采用BCHP。因而，微燃機(jī)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)在美國的應(yīng)用前景十分廣闊。2）歐洲德國分布式能源在歐洲占有領(lǐng)先地位，其中以天然氣為燃料的分布式能源占有相當(dāng)比重。德國政府對天然氣為燃料的分布式能源出臺了諸多支持政策，以補(bǔ)貼為例，小型

11、熱電聯(lián)供設(shè)備（50kW）在投入運彳T后的10年內(nèi)，每度電可以享受 5.11歐分的補(bǔ)貼，由于節(jié)約輸電 費用，每度電還獎勵 0.15-0.55歐分；只要能夠表明每年能效超過70%,還可以享受退稅優(yōu)惠，每度電為0.55歐分；此外，為了加快市場引入50千瓦的設(shè)備，德國出臺了刺激計劃，在10年期間提供400萬歐元的財政支持。意大利規(guī)定分布式能源向公共電網(wǎng)回送電量享受優(yōu)惠價格，上網(wǎng)電價比居民零售電價高出50%,所以，項目投資回報年限僅3-4年。同時，政府還對分布式能源項目在能源稅和信貸方面提供優(yōu)惠條件，并向使用用戶提供補(bǔ)貼。另外，如果相關(guān)公司提供資金支持用戶安裝更高效的分布式能源設(shè)備，可以通過對設(shè)備本身的

12、管理收回投資。英國分布式能源平均占電力市場比例雖然只有7%，但約有82000 座裝置。政府要求所有的能源公司必須承擔(dān)義務(wù)，減少碳排放和能耗；能源公司可以部分補(bǔ)貼設(shè)備的成本，減少消費者的費用；如果采用分布式能源技術(shù)提高節(jié)能50%， 企業(yè)可以獲得政府信貸；設(shè)備的安裝減免 5%的增值稅，等等。3） 日本日本的分布式發(fā)電以熱電聯(lián)產(chǎn)和太陽能光伏發(fā)電為主，總裝機(jī)容量約3,600 萬千瓦 ，占全國發(fā)電總裝機(jī)容量13.4。其中商業(yè)分布式發(fā)電項目6,319個，主要用于醫(yī)院、飯店、公共休閑娛樂設(shè)施等；工業(yè)分布式發(fā)電項目7,473個，主要用于化工、制造業(yè)、電力、鋼鐵等行業(yè)。近年來，日本分布式能源發(fā)展較快，其中熱電聯(lián)

13、產(chǎn)裝機(jī)容量超過過去20 年的總和。2006 年，日本熱電聯(lián)產(chǎn)裝機(jī)容量達(dá)到870 萬千瓦，占日本電力裝機(jī)4%。其中，以天然氣為原料的熱電聯(lián)產(chǎn)裝機(jī)容量達(dá)到450萬千瓦，占熱電聯(lián)產(chǎn)總裝機(jī)容量的51.2%。2008年 3 月， 日本經(jīng)濟(jì)貿(mào)易產(chǎn)業(yè)省（ METI ） 預(yù)計到 2030年日本熱電聯(lián)產(chǎn)裝機(jī)容量將可能達(dá)到 1,630萬千瓦，接近2006年的 2倍。據(jù)國際分布式能源聯(lián)盟（WADE ）對日本能源供需前景的預(yù)測，到2030 年日本分布式發(fā)電比重將達(dá)到總發(fā)電量的20%。2.2 國內(nèi)市場發(fā)展我國微燃機(jī)行業(yè)的發(fā)展前景主要變現(xiàn)在以下兩個方面：1） 首先是，微型燃?xì)廨啓C(jī)是第二代能源供應(yīng)系統(tǒng)主要特征的表現(xiàn)。作為一

14、種小型化、高效率和分散型的發(fā)電裝置，他可能成為21 世紀(jì)能源技術(shù)的主流。美國的能源專家稱微型燃?xì)廨啓C(jī)為第二代能源系統(tǒng)中的 “個人電腦”， 如個人電腦在互聯(lián)網(wǎng)中的位置相當(dāng)。具有極大的發(fā)展前景。我國微型燃?xì)廨啓C(jī)主要潛在市場：建筑樓宇、小區(qū)、醫(yī)院、車站、機(jī)場、金融、信息中心等國家重要設(shè)施；化工、 木材加工、紡織等工藝用電、用熱、 用冷和用汽；農(nóng)業(yè)設(shè)施的冷、熱、二氧化碳供應(yīng)；邊防基地、軍事設(shè)施等國防部門；西部開發(fā)、邊遠(yuǎn)地區(qū)供電；城市垃圾處理場發(fā)電；通過模塊式組裝的微型燃?xì)廨啓C(jī)群體中型電站；與燃料電池等先進(jìn)技術(shù)聯(lián)合發(fā)展下一代能源系統(tǒng)；汽車混合動力系統(tǒng)等。2） 其次，天然氣資源的充足供應(yīng)，為微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)

15、電提供了充足的能源保障。就天然氣供給來說，過去大多會將我國的能源資源國情描述為 “少油氣多煤炭”， 而如今隨著一系列規(guī)劃和勘探報告的問世， “缺氣”的局面未來或會得到改觀。首先，常規(guī)天然氣產(chǎn)量持續(xù)增長，據(jù)統(tǒng)計已由2000年的 300億立方米左右增至2011 年的 1000億立方米，年均增速在13%左右。其次， 非常規(guī)天然氣開發(fā)潛力巨大，遠(yuǎn)景資源量達(dá)到常規(guī)天然氣的4 倍左右。日前發(fā)布的全國頁巖氣資源潛力調(diào)查評價及有利區(qū)優(yōu)選成果顯示，我國頁巖氣可采資源潛力為25 萬億立方米。除了頁巖氣，煤層氣的開發(fā)也令人振奮。根據(jù)煤層氣（煤礦瓦斯）開發(fā)利用“十二五”規(guī)劃， 2015年，煤層氣（煤礦瓦斯）產(chǎn)量達(dá)到3

16、00億立方米，新增煤層氣探明地質(zhì)儲量1 萬億立方米。在天然氣供給不斷增加的同時，輸送通道的建設(shè)也隨之跟上，我國天然氣管網(wǎng)和LNG終端建設(shè)近年來實現(xiàn)快速發(fā)展，已基本形成了“西氣東輸，海氣登陸”的供應(yīng)格局。根據(jù)國家規(guī)劃，到2012 年我國沿海城市將建立12 個 LNG 進(jìn)口接收站，總量3500 萬噸，形成輻射東南沿海主要進(jìn)口地的LNG 接收網(wǎng)絡(luò)。3） 政策支持2012 年底。國務(wù)院常務(wù)會議召開審議通過了能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃，明確提出重點任務(wù)之一“推動能源供應(yīng)方式變革。 大力發(fā)展分布式能源，推進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)，加強(qiáng)新能源汽車供能設(shè)施建設(shè)。 ”同時規(guī)劃提出 “加強(qiáng)國內(nèi)資源勘探開發(fā)。安全高效開發(fā)煤炭和常規(guī)油氣資源，加強(qiáng)頁巖氣和煤層氣勘探開發(fā)，積極有序發(fā)展水電和風(fēng)能、太陽能等可再生能源。”頁巖氣和煤層氣的勘探開發(fā)為發(fā)展分布式能源提供了有力的資源保障。2011 年 10 月，國家發(fā)改委、財政部、住建部、國家能源局聯(lián)合發(fā)布了關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)意見，明確提出在“十二五”期間建設(shè) 1000 個左右天然氣分布式能源項目，并建設(shè)10 個左右各類典型特征的分布式能源示范區(qū)域，爭取到2020 年，實現(xiàn)裝機(jī)規(guī)模 5000萬千瓦。上海市在2008年出臺的項扶持政策。上海市發(fā)展改革委等五部門制訂上海市