今天小编分享的科学经验:渤海装备纯氢燃气轮机燃烧室试制成功,欢迎阅读。
燃气轮机是继蒸汽轮机、内燃机之后发展起来的新一代动力装置,学名 " 燃气涡轮发动机 "。它以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转,将燃料的能量转变为有用功。燃气轮机是目前世界上能源转换效率最高的一种装置,理论效率可达 88%,在电力,工业,舰船和陆地交通等领網域,都有着不可撼动的重要地位,例如航空用的发动机、地面的燃气发电的燃气轮机等,用途极为广泛。
加之技术制造要求和难度极高,全球仅有少量企业具有设计及生产能力,因此被誉为动力机械领網域 " 皇冠上的明珠 "。
中国正处于能源转型的重要时期,迫切需要发展以新能源为主体的新型电力系统,燃气轮机正是其重要的底层布置。在短期看,使用天然气、氢气等清洁能源进行发电,且具有启停迅速的优点,能够调峰以很好地匹配新能源的波动性,是能源转型期的重要稳定器。从长期上讲,氢能是长时储能和跨季节能量平衡的最优手段,因此能烧氢发电的燃气轮机既能连接旧能源时代和新能源时代,同时也是未来的一个主力发电装备。
目前,燃气轮机主要使用天然气作为燃料,然而为了减碳,人们开始向天然气内掺氢,并且正在不断提高比例,争取达到 " 零碳发电 " 的状态。氢能源是公认的清洁能源,具有能量密度高、零污染、储量丰富、循环利用等诸多优势。然而,氢能却有点火延迟时间较短、火焰传播速度较高、燃烧不稳定、燃烧温度高等等问题。因此,近年来全球燃气轮机厂商开展大量研究与验证工作,燃氢技术逐步走向成熟,纯氢燃烧正是重点突破瓶頸目标。
7 月 1 日,渤海装备公司、华天航空动力燃机公司在兰州举行 " 高效纯氢燃烧室 " 产品定型鉴定会。集团公司发展计划部副总经济师朱兴珊、昆仑资本投资总监杨林及双方公司领导、技术负责人、市场营销人员等参研团队共 40 余人参加会议。
"2 兆瓦与 10 兆瓦功率燃气轮机扩散型纯氢燃烧室已于 7 月初通过产品定型鉴定,标志着纯氢燃气轮机燃烧室试制成功。"7 月 4 日,渤海装备石化装备公司经理张涌介绍。
渤海装备石化装备公司是我国催化裂化装置第一台烟气轮机、最大的烟气轮机的诞生地,供货量超过全球总数的 50%。该公司锚定 " 双碳 " 目标,与业内知名企业联合研发 " 高效纯氢燃气轮机燃烧室 ",构建了氢能燃气轮机领網域的领先地位。
中国石油渤海装备兰州石化装备公司经理张涌介绍说,与华天航空动力燃机公司紧密联合,经过近 2 年的艰苦努力,终于攻克了燃料自燃风险较高、回火风险较高等难关,成功研发 " 高效纯氢燃气轮机燃烧室 ", 进入了氢燃料燃机这条全新的 " 赛道 "。
" 烟气轮机以催化裂化装置产生的烟气作为燃烧介质,在一定程度上还是会造成污染,纯氢燃气轮机燃烧室则是真正的绿色装置。" 张涌进一步解释道。定型鉴定会现场展示了具有完全自主知识产权的纯氢燃烧室实物模型,该燃烧室由成熟机型的燃烧室优化迭代而来,不需要对现有的天然气燃烧室进行大规模改动,即可实现100% 氢气的稳定燃烧,具有完全自主知识产权。
本次定型的产品为 2MW 与 10MW 功率等级燃气轮机扩散型纯氢燃烧室,在二期工程中,2MW 级将改型发展为低排放纯氢燃烧室,10MW 级将进一步开展整机集成验证。
石化装备公司低排放纯氢燃烧技术开发进展迅速,据总工程师卢纲介绍,目前正在进行贫预混干式低排放、微混低排放氢燃烧技术验证,预计 2024 年完成部件试验验证,2025 年开展整机试验验证及示范运营,为未来国产低排放纯氢燃机大规模商用奠定技术基础。
随着 " 碳达峰、碳中和 " 政策的持续推进,石化装备公司着力探索绿色低碳发展的新路径,把研发新能源燃烧室作为转型更新的重要抓手,为炼油化工行业提供高效、环保、可持续的能源解决方案。此次新品定型会的召开,不仅展示了最新的技术成果,也彰显了其在氢能燃气轮机领網域的领先地位。随着全球对清洁能源需求的不断增加,氢能燃气轮机在氢气的规模化利用、氢储能市场具有广阔的发展前景。
* 文中 PPT 图片来源华天航空动力创始人 &CEO 杨学伟报告《燃气轮机行业全景:行业现状、技术难点与前瞻趋势》
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