美國瓦克夏(waukesha)APG2000 1000KW熱電聯供天然氣發動機
美國瓦克夏(waukesha)康達機電中國區總代理13798704780
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 眾所週知，天然氣是一種優質清潔的一次性能源，被世界各國廣為使用。有資料顯示，目前世界範圍內天然氣的消耗量已佔到總能耗的20％以上。

作為能源，天然氣的利用方式目前主要有兩種形式——供熱或發電。然而，從能源利用的角度講，天然氣無論是單純用於供熱還是發電均不能發揮其最大效益。——從供熱角度講，通過燃燒天然氣加熱媒質（水）來供熱，能量的利用率太低。這是因為，天然氣燃燒的最高溫度可達2000℃以上，而通常制熱所需的溫度僅在200℃～300℃，甚至50～70℃，懸殊的溫差，帶來極大的能量損失；

——如利用天然氣發電，則有成本高的問題，我國天然氣的價格比較昂貴，按同比熱值計算，天然氣的價格是煤炭價格的4倍以上，專門建造天然氣電站用於發電，目前尚不能為一般用戶所接受。

這樣，就提出了本文所要涉及的問題：能不能利用天然氣這種能源，既供熱，又發電，實現熱電聯產呢？實踐表明，利用天然氣實現熱電聯產不僅在理論和技術上完全可行，而且大大提高了天然氣的利用效率與效益，是合理使用天然氣的極佳方式。

2天然氣熱電聯產的基本原理

目前世界上最流行的天然氣熱電聯產技術方式是對天然氣發電機組進行余熱利用，發電機排煙管排出的廢氣溫度高達560℃，通過熱復用裝置（廢氣鍋爐）吸收廢氣的熱能，同時把發電機排煙溫度控制在100℃～130℃左右，在生產熱能的同時，也使發動機更有效，更經濟地運行。

一般火力發電機組所產生的電能只占其消耗燃料總能量的1/3左右，其餘約2/3的能量被轉化為熱能，而且往往是在沒有被利用的情況下排放掉。熱電聯產則使火力發電機組同時生產電和熱兩種產品，這樣便可以將能源的利用率大致提高到80％左右。

無疑，在各種火力發電設備中天然氣發電機組最適宜被用來進行熱電聯產，其理由如下：

1）天然氣熱值較高，熱利用潛力大；

2）天然氣發電機組使用壽命長，維修成本低，排放物少，清潔環保；

3）天然氣發電機組一次性投資成本相對較低；

4）隨着西氣東輸工程的實施，城市天然氣管網系統逐步配套成型，天然氣成為城市小型自備電站的首選能源，可開發前景看好；

5）目前中、小功率(2MW以下)天然氣發電機組已有比較成熟的技術，為在一個小系統內實現熱電聯產提供了技術保障，使用戶對熱電聯產可以進行形式多樣的自主選擇；

6）產業政策及環保節能發展的導向，為天然氣熱電聯產技術的應用創造了良好的社會氛圍。

3熱電聯產應用實例

上海閔行區中心醫院（以下簡稱醫院）地處區政府所在地莘莊鎮，是近幾年上海新興發展地區之一。擴建后的醫院總建築面積為4667m2，設有26個科室，600張病床，在2002年底投入使用，是當地標誌性建築。

醫院在用電負荷方面，照明占23％，電梯占6％，制冷設備占31.3％，後勤設備占10.5％，醫療設備占17％，開水爐和其他占12％多一些。按春秋二季的低負荷計算，上午的用電負荷約為1200kW，下午約為800kW，晚上約為200kW。

進行熱電聯產工程設計的核心是確定合理的“熱電比”，以熱定電，並顧及年開機率。系統的合理配置不僅決定了設備使用的可靠性，而且涉及到投資回收期和長期運行費用等綜合效益問題。為此，發電機組熱電聯產的施工方威爾信公司（以下簡稱施工方）依據醫院的實際情況進行工程設計。

施工方案分析：春、秋兩季是醫院用熱的低峰期，夏季是用電高峰期，冬季是用熱高峰期，就每天情況來說，上午是醫院就診和治療高峰期，也是用電高峰期，但不是用熱高峰期；下午就診和治療率約為上午的50％～60％，用電量下降，但生活用水量上升；晚上僅設急診，但病房照明和生活用水使對電、熱的需求都達到高峰。由於醫院已設有2路10kV市電進線及4t，2t鍋爐等常規電、熱設施，天然氣發電機組熱電聯產設備應主要承擔調峰功能。最後施工方選擇2套威爾信G500型（2×400kW）天然氣發電機組互為備用，在達到滿載發電（即發電400kW）的條件下，單套機組每小時產生5t70℃熱水及300kg蒸氣，可有效調節夏、冬季及晚間醫院用電、熱高峰期對設備的需求，而且取得較好的經濟效果。上海地區天然氣熱值每立方米8400kcal/m3計算，威爾信G500型天然氣發電機組在滿載發電時，總耗氣量為125.8m3/h，其中發電量（400kW）熱效率達35％，生產生活用水5t（從12℃加熱到70℃）熱效率為27％，蒸汽300kg（從12℃加熱到100℃以上）熱效率為16％，三項合計總熱效率達到76％，大大節約了能源及相當可觀的資金，更重要的是通過發電機組的熱復用裝置，將排放廢氣污染降至最低點。

 

天然氣發電機組熱電聯產的實施，打破了傳統的管理方式，將發電，采暖，熱水供應，制冷及環境污染治理等多項工作統籌考慮，以最小的資金，資源和環境代價，換取最高的投資效益，能源轉換效率和能源設施效能，可謂是一石數鳥。

　

機組型號 發動機型號 持續功率 轉速
rpm 缸數 排量（L） 缸徑×沖程 壓縮比 淨重(kg)
APG系列
Waukesha 瓦克夏 APG1000 16V150LTD 1000kw 1500 V16 48 152×165mm 10:1/14:1 13727
Waukesha 瓦克夏 APG2000 12V220GL 2100kw 1500 V12 109.5 220×240mm 11:01 27216
Waukesha 瓦克夏 APG3000 18V221GL 3200kw 1500 V18 164.2 220×240mm 11:01 36333
ATGL系列
Waukesha 瓦克夏 16VAT27GL 16V-AT27GL 3250kw 1000 V16 214 275×300mm 9:01 49000
Waukesha 瓦克夏 12VAT27GL 12V-AT27GL 2220kw 1000 V12 214 275×300mm 9:01 36000
Waukesha 瓦克夏 8LAT27GL 8L-AT27GL 1480kw 1000 直列8 143 275×300mm 9:01 32000
VHP系列
Waukesha 瓦克夏 VHP9500GSI P9390GSI 1175kw 1000 V16 154 238×216mm 8:01 21200
Waukesha 瓦克夏 VHP9500GL P9390GL 1175kw 1000 V16 154 238×216mm 10.5：1 21200
Waukesha 瓦克夏 VHP7104GSI/GSID L7044GSI/GSID 1100kw 1000 V12 115 238×216mm 8:01 17230
Waukesha 瓦克夏 VHP7100GSI/GSID L7042GSI/GSID 875kw 1000 V12 115 238×216mm 8:01 17230
Waukesha 瓦克夏 VHP7100GL/GLD L7042gl/GLD 875kw 1000 V12 115 238×216mm 10.5：1 14060
Waukesha 瓦克夏 VHP5904LT L5794LT 900kw 1000 V12 95 216×216mm 10.2：1 17230
Waukesha 瓦克夏 VHP5904LTD L5794LT 900kw 1000 V12 95 216×216mm 10.2：1 17230
Waukesha 瓦克夏 VHP5904GSI/GSID L5794GSI 900kw 1000 V12 95 216×216mm 8.2：1 17230
Waukesha 瓦克夏 VHP7100G L7042G 635kw 1000 V12 115 238×216mm 10:01 17230
Waukesha 瓦克夏 VHP3604GSI/GSID F3524GSI/GSID 540kw 1000 直列6 58 238×216mm 8:01 10775
VGF系列
Waukesha 瓦克夏 VGF48GL/GLD P48GL/GLD 685kw 1500 V16 48 152×165mm 11:01 9530
Waukesha 瓦克夏 VGF48GSID P48GSID 625kw 1500 V16 48 152×165mm 8.6：1 9530
Waukesha 瓦克夏 VGF36GL/GLD L36GL/GLD 515kw 1500 V12 36 152×165mm 11:01 7260
Waukesha 瓦克夏 VGF36GSID L36GSID 475kw 1500 V12 36 152×165mm 8.6：1 7260
Waukesha 瓦克夏 VGF24GL/GLD H24GL/GLD 340kw 1500 直列8 24 152×165mm 11:01 4810
Waukesha 瓦克夏 VGF24GSID H24GSID 310kw 1500 直列8 24 152×165mm 8.6：1 4810
Waukesha 瓦克夏 VGF18GL/GLD F18GL/GLD 250kw 1500 直列6 18 152×165mm 11:01 3573
Waukesha 瓦克夏 VGF18GSID F18GSID 230kw 1500 直列6 18 152×165mm 8.6：1 3780
VSG系列
Waukesha 瓦克夏 VSG11GSI/GSID F11GSI/GSID 140kw 1500 直列6 11 127×145mm 10:01 2140

城市天然氣發電使用美國瓦克夏140KW-3250KW熱電聯供天然氣發電機組，瓦克夏品牌有着100多年的曆史，在燃氣發電領域是安全、穩定的象征，是中石油、中海油陸地與海上平台的專屬產品。

　

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