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基于国产小型燃机的分布式能源系统应用

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成果主要完成人

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项目概况

相比国外发达国家,我国天然气分布式能源燃机行业仍处于发展初期,发展过程中遇到一些瓶颈。主要面临以下问题: 1)燃机主设备国产化程度低,设备采购成本高,设备的运行和维护受限,存在维护周期长、维护费用高等问题; 2)天然气分布式能源站的主辅机系统在设计、制造、测试、优化过程中,未能实现系统集成研究。 为解决目前面对的难题,进一步推进国产兆瓦级小型燃气轮机分布式能源系统发展,2014年苏州蓝天公司与中国科学院上海高等研究院、国电环境保护研究院有限公司、上海和兰透平动力技术有限公司联合开展了“基于国产小型燃机的分布式能源系统应用”项目的研究。 本项目按照“关键技术研发→样机研制与本体集成→系统集成设计→集成方案优化→示范应用及推广”的技术路线,在苏州蓝天公司示范点进行了项目集成应用。实现了自主知识产权兆瓦级低污染燃气轮机及“冷热电”三联供系统的集成示范,完成了从研发、制造、集成、示范和产业化的全过程,该成果属国内首创。 本项目与国内外同类技术比较,主要创新点: 1)项目实现了自主知识产权兆瓦级低排放燃气轮机及“冷热电”三联供系统的集成示范,完成了从研发、制造、集成、示范和产业化的全过程,该成果属国内首创。 2)研究了小型兆瓦级分布式燃气轮机运行特性及影响因素,提出了采用高速悬臂转子、高效双合金向心涡轮、冷热部件背靠背结构的级间密封、干式低污染筒形燃烧室等多种设计理念相结合的方式,解决小燃机本体设计难题; 3)提出了针对国产兆瓦级小型分布式燃气轮机冷、热、电三联供电站特有的全厂冷态启动方法、单体整套一体化的调整试运方法、多工况性能测试考核方法。 本项目取得的成果和推广应用: 1)完成燃气轮机样机1台、分布式能源成套系统1套。 2)完成论文16篇。 3)完成专利23份,其中发明专利1份,实用新型专利21份,外观设计专利1份。 4)示范项目完成整机运行96小时运行,项目竣工验收。 目前,示范项目机组已完成4745.7小时商业运行,机组连续运行期间,各项运行参数正常,性能指标达到优良标准。该课题的示范推广,取得了显著的社会效益、环境效益和经济效益。 该项目投运后产生较大的经济效果和社会、环境效益。 1)社会效益方面,采用国内首台自主研发的分布式燃机机组,对天然气分布式能源行业的发展具有里程碑意义;总体设备国产化率在90%以上,有效控制了项目造价,有利于国家发展天然气分布式能源政策的有序贯彻和可持续发展。 2)环境效益方面,示范项目“冷、热、电”三联供机组提高了燃料的利用效率,减少了向环境的废热排放,将部分污染分散化、资源化,实现了适度排放的目标。 3)经济效益方面,以全年运行3000h进行计算,项目年总收益为107万元。 本项目开展了国产兆瓦级燃机的分布式能源系统研究及应用,实现了国内相关产品从无到有及市场开拓的目标,最终做到从项目直接服务到产业,形成产能和完整的产业链,带动相关了产业的发展。总体而言,项目成果在天然气分布式能源系统行业具有巨大应用潜力。