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刘志杰:欧谱纳燃机助力分布式能源项目的发展

2020-09-23 14:11:11 中国能源网

编者按:2020年9月17~18日,以“塑造新模式•激活新动能”为主题的“第十六届中国分布式能源国际论坛暨2020综合能源展览会”在山东济南召开,本次论坛由中国能源网主办,中国能源研究会分布式能源专业委员会、水发能源集团有限公司联合主办。会上,大连欧谱纳透平动力科技有限公司副总工程师刘志杰发表了“欧谱纳燃机助力分布式能源项目的发展”主旨演讲。

以下内容根据论坛演讲实录进行整理。

大家上午好,我是刘志杰,很高兴今天有这个机会跟大家一块儿来分享欧谱纳燃机在分布式能源方面做的一些工作和成果。

我今天分享的是欧谱纳燃机助力分布式能源项目的发展。

首先简单介绍一下,分几个课题,主要是告诉大家,欧谱纳是干啥的,我们是谁,我们是做了哪些工作,我们能为分布式能源的客户提供哪些解决方案和帮助。

首先简单介绍一下无锡欧谱纳,座落在无锡市惠山开发区工业转型集聚区。公司在2017年完成对荷兰OPRA燃机公司全资收购,是国内唯一一家同时拥有2MW,3MW两款小型燃气轮机全部自动知识产权的企业。

公司致力于小型燃气轮机产品的研发、制造和服务。公司燃机产品OP16多项指标处于世界水平。国内工厂一期预计2021年投入使用,建成后拥有上百台国产小型燃气轮机的生产能力。

这个是我们欧谱纳燃机在全球的一个分布的情况和布局。首先无锡欧谱纳是集团总部,下辖的有大连欧谱纳,荷兰OPRA,美国AIREM,俄罗斯子公司,主要是负责俄罗斯市场的销售售后维护这方面的工作。

第二个简单介绍一下,OPRA燃机,起源是在挪威,上世纪六十年代就有这个小OPRA燃机雏形和技术了。随后OPRA在91年成立在荷兰,经过基于之前技术储备,又有这段将近十年的技术升级和研发,在03年,我们形成了OP16的体系和技术,在06年正式的在全球化的销售。在2017年成为欧谱纳燃机的全资子公司,我们在2019年开始在国内国产化的工作。

这个是欧谱纳燃机的动画,这个结构还是比较简单的,随后会在下一页简单介绍一下。这个燃机有这么几个特点,一个是多种燃料的适应性,有很多的气体燃料或者液体燃料都可以拿来燃烧,这个在燃烧系统处于领先的地位。这个燃机的性能比较优越,可靠性强,简单易操作,也易于维护,可以应用在工业、商业还有油气行业,很多场景都可以应用。到目前为止,我们已经超过了130台的运行业绩,累计超过200万小时的安全运行的小时数,取得了ISO9001的认证等。

这个是OPRA主机结构,动力输出端,行星减速器,这边是核心转子,最左面在冷端的一个轴承组合,是一个单级的压缩机,背靠背的是一个单级的镜像透平,整个转子结构是非常简单的。燃烧方面有四个逆流方向的燃烧桶,可以继续支持双原料,也有DLE干湿低排放的功能,我们整个转子是26000rpm,高温烟气经过涡轮做工之后,以轴箱的方式在排烟段排出,可以进行热回收的利用。

简单介绍一下它的燃料的适应性。我们这个燃机有非常灵活的燃料的适应性,适应的燃料热值范围也非常广泛,最低可以到5兆焦每公斤或者5兆焦每标方,最高也可以到70、80兆焦。可以烧高热值的气体,比如我们常规的天然气,还有一些在油气行业的井口气,包括丙烷,液化石油气。液体燃料有很宽泛使用的对象,有柴油,热解油,乙醇都可以燃烧。还有适应超低热值的气体,比如说工业上合成的合成气,生物质气,VOCs,工业废气。还有特殊燃料,在有些特殊的工业或者是油气场合会有很多高含硫的气体,在实际运行当中可以达到4%硫化氢的燃气,都可以拿来使用。包括纯氢燃料,跟大家简单说一下,因为昨天我们很多专家也在分享,包括有很多外籍的专家多次提出来氢气,氢气是被大家供认的下一个清洁能源的方向,也是我们很多燃气公司努力来解决的下一个能源的目标。

我们OPRA燃机也在烧纯氢,100%氢气这块积累了大量的经验,我们目前已经在实验室里完成了全工况,全负荷的燃烧系统和热系统的试验。我们按照计划在明年中期,完成核心发动机的中试,到年底就可以有100%氢气的OP16机型的问试,来进行纯氢发电的应用。

这个是OP16整机模型,功率是1883W,ISO条件下,发电效率25%,排烟达到573度,排烟流量9.0kg/s,工程接口也比较简单,需要一个燃气,如果一个气体燃料需要一个燃气12到16公斤,需要一个仪表气,需要380伏的交流电,在正常运行的时候只需要21个千瓦的字号电,我们这个兆壳有降噪的功能的,它的整机的大修可以通过4万小时进行大修,整个机组的可用性可以超过30年,热回收是非常多的。

作为先进的燃气轮机,也是我们在分布式行业内的用户痛点,可能它的进口造价和维护费用,包括维护的及时性,要运到海外然后再返场这方面就比较麻烦,我们在无锡建厂包括在大连有工厂,也是来解决进口燃机,价格高,维护保养贵的用户痛点。

介绍一下OPRA燃机在分布式能源方面的方案。在分布式能源里面,主要以电和热的形式提供给客户,电力属于这里面的高品质能源,可以以各种形式给用电的设备。热的形式有三种,有直接热风的使用,因为这个温度较高,可以直接用于干燥的热空气,也可以产生冷水。

这是一个典型的CHP的方案,电力直接并网,用户自发自用,余热被锅炉回收,产生一个大概六吨,一个八公斤的饱和蒸气,工业上一般就是八公斤拿来用,这个饱和蒸汽可以在不同的工业场景上进行不同的使用。综合的效率是可以超过80%的。

第二个应用场景,就是冷热电或者热电联动,它这个热可以进余热锅炉,再进蒸汽型的溴化锂,也可以直接进烟气型的溴化锂,因为我们排烟温度比较高,570度,所以它进吸收室,溴化锂的CPU还是蛮高的,可以达到1.4到1.5,所以它可以回收大概有5.6兆瓦的制冷量,这样加上5.6兆瓦的制冷量加上1.8兆瓦的电力,在热电联供的利用率上是可以超过90%的。

再一个是烟气直接的烘干,干燥使用。这个也是我们在国内已经得到了具体的应用了,我们后面也会简单的介绍。它的这个排烟有将近5兆瓦左右的热量,可以直接用来烘干,进行一个烘干干燥的设备,直接进行使用。

针对如果是客户综合的能源需求比较多的场景,比如说它既有蒸汽的需求,又有制冷的需求,它需要的电量比较多,我们可以用多台并行的模式,可以两台使用,也可以多台使用。

这个是我们归纳的一些,当然它的应用场景不止这些方面,还有很多,比如说一些制药厂,造纸厂,化工厂,主要是利用它的一些不是直接烧天然气,主要是利用化工厂的一些废能的回收利用,因为它是没有成本,拿来回收利用,有很大的经济性。包括啤酒厂,饮料饮品,烟草加工还需要烘干,油气田,既需要电能,也需要蒸汽进行驱动的采油这方面。木材加工烘干,包括数据中心的热电联供,包括造车行业汽车制造也有这方面的需求。

这个是OPRA在海外的一些应用的典型业绩,包括在俄罗斯的北极圈内极寒的环境下,它这个室外安装,因为那边都是在零下40度以下的温度,工况还是比较恶劣也包括在海上平台的应用,高延误,高湿,高热的状态下,为海上平台提供孤网电力的运行。包括在俄罗斯其他的一些油气田,还有其他的一些海上平台,包括在欧洲的北海平台也有这个应用。

这些是CHP方面的,冷热联供方面的一些应用,包括在索契冬奥会热电联供,在APEC会议联供,还有德国造纸厂,德国淀粉厂直接烘干。

再简单介绍一下我们在国内的案例,这个也是我们昨天也得到了大会的认可,我们这个华润燃气投资的华润制药这个项目也得到了大会的认可,获得了这个奖项。它是在无锡华润制药这个项目上运行的,我们的业主运行的精益化,优化方案也做的好,他们也规避了电价低的问题,可以进行燃气锅炉的供热。在相当于每天要启停一次,对燃气轮机的考验是非常大的,最好是连续运行,要经常频繁的启停,可能对一些重燃来讲,可能会有折损它的运行小时数。对于我们这个小燃机,因为它这个结构对启停和受热,冷却这块不是特别敏感,所以它可以满足业主每天启停一次比较高的标准要求。

这个也是我们昨天也得到大会认可,这是一个烟气直接烘干业主的工艺,也得到了大会认可,得到了一个创新应用的这么一个奖项,这样用我们的燃机直接嵌入到业主的烘干工艺上,取代了原来热风的烘干炉的使用,通过我们这个机器,既发了电,热烟气又提供了热能,为业主大的节省了经济运行的成本,我们给它也核算了一下,按照现在这样一年可以节约成本超过500多万,经济效益是非常好的。

感谢大家,欢迎大家关注我们左侧无锡欧谱纳的公众号,右侧是我个人的微信二维码,欢迎大家加我微信,我们可以一块儿去交流技术方面的问题,谢谢大家。




责任编辑: 张磊

标签: 欧谱纳燃机

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