燃气发电项目机组选型及技术路线选择
燃气发电机组具有启停迅速、运行灵活、运行效率高和清洁环保等技术优势，是我国电力能源生产的重要组成部分。重型发电用燃气发电机组技术先进，设备更新迭代比较快，随着国家重大专项研究的实施，已逐步形成完善的燃机自主研发和设计体系，燃机关键技术国产化进程迅速。为了加快集团公司燃气发电事业发展，提高燃机管理水平，亟需结合集团燃气发电项目发展实际，制定一部燃气发电项目机组选型和技术路线选择的管理文件。
一、总则
1.燃气发电项目机组选型和技术路线选择应遵循以下主要原则。
1.1符合政策原则。符合国家、行业强制性标准要求，符合相关规范,符合国家或地方的产业政策。
1.2提高效率原则。燃机技术指标先进，在安全可靠、经济环保的前提下，着力提高机组运行效率。
1.3重点突出原则。突出反映节能减排、保护环境，建设资源节约型和环境友好型燃机电厂，体现最新科技成果。
1.4效益优先原则。简化系统和流程，减少系统和设备裕度，合理控制建设标准，突出提高投资收益的目的。
1.5国产化原则。降低燃气发电项目的建设成本，提高服务质量。在满足安全经济的条件下，优先选择国产化率较高的燃气发电机组。
1.6注重特色原则。积极推广应用新技术，大力支持技术创新和智慧电厂建设，建设高质量具有大唐特色的燃机电厂。
2.燃机项目机组选型应符合《燃气-蒸汽联合循环电厂设计规定》（DL/T5174）等国家和行业的有关规定和标准等相关文件要求。
二、通则
1.燃气发电项目建设一般由省级能源主管部门或地方政府进行核准，机组选型应结合地方热电联产等相关产业政策，了解地方天然气发电电价补偿和其他鼓励措施，根据地方能源需求和发展趋势对燃机机型、容量和类型进行合理选择。
2.所有的燃气发电项目选型和技术路线选择都要认真开展主辅机设备的调研工作，充分参考国内外先进的燃机建设案例，把系统拟定和设备选型优化贯穿于工程建设的全过程、全方位，把集团公司提高效率、降低造价的各项措施落实在机组选型和技术路线过程中。
3.燃机设备选型应考察其技术的先进性、产品的成熟性和稳定性，同时兼顾蒸汽系统设备的合理匹配，力求组成燃气-蒸汽联合循环的经济性达到最优，运行维护成本最低。
4.燃气发电项目技术路线和设备选型选择应考虑工厂建设、运行维护全生命周期管理，采用先进的工程管理方法，提高电厂智能化水平，提高管理效率。
5.燃气发电项目辅机设备选型应充分考虑与燃机设备的匹配性，根据电热负荷实际综合测算结果，确定辅机设备的形式和系统组成，确保整体的安全经济性达到最优。
6.优先选择经济技术指标先进的燃机，综合考虑调峰、供热能力和其他因素后进行评估，合理选择H级、F级或其他级别的燃机设备。
7.机组满足调峰要求以及热负荷需求前提下，根据国家相关政策因地制宜选择机组容量，并根据区域热负荷发展的实际情况和相关规划等考虑热电负荷裕量。
8.燃气发电项目建设需充分考虑燃机设备运行维护的后期投入和相关技术改进等问题，降低备品备件的采购费用，提高技术服务质量。
9.对于按电网要求配套黑启动功能的燃机项目，应设计安装足够容量的柴油发电机、储能蓄电池等设备，保证机组能够在特殊情况下正常启动。
三、技术路线选择
燃气发电具有清洁环保、占地面积紧凑等优势，多建设在城市近郊，在满足电负荷的需求的同时满足对周边居民采暖和工业区的供热需求。燃气发电机组按供能种类分为热电联产机组、调峰机组和分布式机组等类型。
1.热电联产机组
1.1燃气热电联产项目应符合《热电联产管理办法》（发改能源〔2016〕617号）文件的各项要求。
1.2根据项目所在地域范围电力、热力供应需求，选择容量匹配的燃机。
1.3采用高效率的燃气－蒸汽联合循环机组，充分利用能源，降低供热供电成本。
1.4对于供热机组，争取以热定电的相关政策，根据国家相关政策因地制宜选择机组容量。
1.5采暖和工业供热机组宜根据热负荷需求合理选择背压、抽凝或汽轮机中间级抽汽供热方式。
1.6机组选型匹配热负荷需求，并充分考虑区域发展实际，合理估算供热裕量，综合考虑供热的安全可靠。
1.7采暖供热机组应选择具备较高安全可靠性的燃机及配套设备，热电比应满足相关政策要求。
1.8机组宜选择标准系列产品，具有高可靠性及可用率，提高设备的国产化率，降低初投资及运营成本。
1.9满足环境保护要求，优先选择具有低NOx排放和低噪音污染的机型。
1.10扩展方便，结合远期热负荷发展，有利于分期建设。
2.燃机调峰机组
2.1根据电网调峰要求合理选择机组容量，并根据项目区域的经济发展考虑一定的裕量。
2.2机组技术先进、经济合理、成熟可靠、调节灵活。
2.3采用高效率的燃气－蒸汽联合循环机组，充分利用能源，降低供电成本。
2.4机组具备快速启停的能力，优先选择升降负荷率较高的机组设备。
2.5机组具备平缓的负荷效率性能曲线，在调峰负荷范围内具有较高的运行效率。
2.6机组选择标准系列产品，具有高可靠性及可用率，提高设备的国产化率，降低初投资及运营成本。
2.7满足环境保护要求，优先选择具有低NOx排放和低噪音污染的机型。
3.分布式燃气电站
3.1主机容量的选择应依据“以热（冷）定电，热（冷）电平衡的原则”，根据分布式能源站所在区域的热（冷）负荷的特性和大小合理确定。
3.2应综合考虑供热（冷）安全可靠，机组调节灵活，技术上经济上先进合理。
3.3根据分布式电站的电、热（冷）容量合理选择中、小、微型燃气轮机或内燃机。
3.4尽可能选用效率高、起动快的机组，以充分利用能源，降低供热（冷）供电价格。
3.6满足环境保护要求，优先选择具有低NOx排放和低噪音污染的机型，具有较好的技术、价格优势。
3.7合理利用绿色能源，经济性论证合理时，可考虑同步规划建设光伏多能互补、储能等。
四、燃机设备选型
（一）燃机选型注意事项
1.燃机选型应满足适用性原则，燃机设备选型应充分参考燃机的发电容量与所需负荷的匹配，合理选择单套机组负荷和台数，保证带负荷能力满足要求，并留有后期负荷发展的裕量。
2.对于供热机组，燃机设备选型应兼顾配套汽轮机的抽汽供热能力，保证汽轮机的抽汽或排汽能够满足热用户的需求，并对后期热负荷发展留有足够的裕量。
3.调峰用燃机机型选择要关注燃机的启动技术特性，如燃机的启动时长、带满负荷时长，停机时长等因素。兼顾负荷变动特性，如具有较高的升、降负荷率，满足两个细则规定要求。
4.在需求发电容量初步确定的情况下，应在综合考虑现场边界条件的前提下，按燃机综合性能梯度选择燃气机组。
5.在燃机选型中应满足燃机的电、热的负荷适应能力，保证燃机全负荷段、尤其是常用负荷下有较高的运行效率。在燃机运行的常用负荷段，燃机应能维持低热耗、高效率工况运行。
6.应根据负荷需要选择技术成熟的主流燃机机型，充分利用现有投产燃气机组的运行经验和备件积累优势，加强技术交流，降低运行维护成本。
7.应充分考虑整套燃气-蒸汽联合循环系统的性价比，关注机组运行性能、投产后的经济效益、单位造价和后期维护成本。
8.对于采用新技术，可能会对安全性有较大影响的燃气发电机组，因其未经长时间的试验验证和考核，应慎重选择。
9.燃机设备选型应考虑设备国产化进展情况，国产化率较高的机组具备设备价格、技术服务等多方面的优势，合理选择国产化率较高的机组有利于我国燃机行业的快速发展。
10.安装于北部地区的燃气机组应根据需要配备空气加热装置，防止进气温度过低；南方机组选型应考虑燃机在夏季工况的带负荷能力，可根据需要和经济性论证情况选择安装进气降温装置。
11.对于热电联产机组，为保证机组启动的灵活性，优先采用燃机、汽轮机分轴布置方式。
（二）燃机机型及特点
在机组供能方式确定后，合理选择燃机设备是保证电厂安全稳定运行的关键，在燃机设备技术发展中，主要有大型重型发电用燃机和航改燃小型工业燃机形式。发电用重型燃机厂家主要有安萨尔多、GE、三菱和西门子等，各厂燃机制造技术存在一定的差异，形成了不同的技术特点。各个厂家燃机设备原理基本相同，但燃机的设备结构、系统组成等存在一定差异。
1.上海电气安萨尔多燃机
1.1上海电气安萨尔多常用的F级机组为AE94.3型燃气机组，性能指标先进，该型机组在国内已有较多的应用，可用于供热和纯凝工况机组选用。
1.2 上海电气安萨尔多H级机组为GT36-S5型燃气机组，采用原阿尔斯通燃机设计方案，性能指标先进。
1.3 安萨尔多燃气机组可适用同轴、分轴布置形式，汽轮机、发电机由上海电气统一配套。
1.4 安萨尔多燃机指标较为先进，上海电气承担部套维修工作，在燃机技术服务方面相对完善，备品备件供应可靠。
1.5 上海电气的安萨尔多燃机设备国产化率最高，已逐步开展燃机核心部件的生产制造业务。
2.哈电集团、南汽GE机组
2.1哈电集团GE公司F级机组为9F.04/9F.05/9F.06（9FB）型燃气机组，性能指标先进，该型机组在国内已有较多的应用，可用于供热和纯凝工况机组选用。
2.2 哈电集团GE公司H级机组为9HA.01、9HA.02型燃气机组，性能指标先进。
2.3 南汽和GE公司合作生产9E级、6F级中小型燃气机组，在国内有较多的应用。
2.3 GE燃气机组可适用同轴、分轴布置形式，汽轮机、发电机一般由哈电集团或南汽统一配套。
2.4 GE公司燃机指标较为先进，哈电集团、南汽承担燃机部套的维修工作，在燃机技术服务方面有一定便利条件，备品备件供应可靠。
2.5GE燃机设备国产化率较高，已逐步开展燃机核心部件的生产制造业务。
3.东方电气三菱机组
3.1东方电气三菱公司F级机组为M701F3、M701F4、M701F5（采用了部分H级先进技术）型燃气机组，性能指标先进，该型机组在国内已有较多的应用，可用于供热和纯凝工况机组选用。
3.2 东方电气三菱公司H级机组为M701J型燃气机组，性能指标较为先进。
3.3 三菱公司燃气机组可适用同轴、分轴布置形式，汽轮机、发电机由东方电气统一配套。
3.4 三菱公司燃机指标较为先进，在燃机技术服务方面有一定便利条件，备品备件供应可靠。
3.5 三菱燃机设备国产化率较高，已逐步开展燃机核心部件的生产制造业务。
4.西门子中国机组
4.1西门子F级机组为SGT5-4000F型燃气机组，性能指标先进，该型机组在国内已有较多的应用，可用于供热和纯凝工况机组选用。
4.2 西门子H级机组为SGT5-8000H、SGT5-9000HL型燃气机组，性能指标先进。
4.3 西门子公司燃气机组可适用同轴、分轴布置形式，汽轮机、发电机由西门子进口或选择国内厂家配套。
4.4 西门子公司燃机指标较为先进，由于国内无合作单位，备品备件需从国外采购。
五、燃机配套设备
1.燃气发电项目汽轮机、发电机等机岛设备一般随燃机一起供货，对系统完整性和投产后的经济性起着重要作用，必须保证配套设备的良好性能和安全可靠。
表7 燃机及辅机厂商配选表
燃机厂商
国内配套汽轮机、发电机厂商
GE
南汽（9E，6F）、哈电集团（9F级以上）
西门子
西门子中国
安萨尔多
上电集团
日本三菱
东方电气
2.汽轮机设备根据运行实际情况合理选择一拖一或二拖一的组合方式。一拖一组合汽轮机容量较小，效率较低，但灵活性较好；二拖一组合汽轮机容量较大，高负荷下效率较高，但灵活性较差。
3.余热锅炉设备一般为单独供应商供货，与燃机、汽机设备进行衔接，为保证余热锅炉的匹配性能，应通过完善的热平衡联合计算保证蒸汽循环系统的合理性和经济性。
表7 常见燃机和余热锅炉厂商配选表
燃机厂商
国内配套余热锅炉厂商
GE
哈电集团、杭锅、无锡华光等
西门子
杭锅、无锡华光等
安萨尔多
上电集团、杭锅、无锡华光等
日本三菱
东方电气、杭锅、无锡华光等
3.配套设备应与燃机主机设备具备相当的使用寿命，并保证安全经济性能在合理的使用寿命期内满足要求。
六、联合循环设备现场布置
1.根据燃气发电项目的实际情况选择燃机、汽轮机和发电机、余热锅炉等主机设备的布置方式，设备布置兼顾设备安装和检修维护需要。
2.对于热电联产燃气机组，考虑机组供热和运行灵活性，优先选择燃机、汽轮机分轴布置方式，以保证在汽轮机出现故障时的供热需要。
3.对于发电调峰用燃气发电机组，燃机、汽轮机可采用更为紧凑的同轴布置方式，系统相对简单，占地面积较小，投资费用较低。
4.燃机、汽机等主设备可采用高位或低位布置方式，可根据场地和造价情况等因素进行综合评估后选择。
七、燃机技术路线和设备选择步骤
1.根据区域能源需求现状和近期、远期规划并考虑裕量。
2.确定用能的种类和供能方式。
3.确定采用热电联产、调峰或分布式技术类型。
4.确定燃机设备的容量及数量。
5.燃机设备选型。
6.燃机配套汽轮机、发电机设备选择。
7.余热锅炉及其辅机设备选择。
