考虑到我国资源条件的局限性，长期以来，我国能源消费结构以煤炭资源为主，但在可持续发展的背景下，我国能源结构必须朝着清洁绿色的方向优化。在能源结构消费过程中，煤炭作为不可再生能源的应用比例将继续下降，而天然气和一些可再生清洁能源的应用比例将逐步上升。与国际市场相比，我国燃气发电量占全国发电总量的比重非常低。我国天然气资源丰富，已发现的天然气储气量已达12万亿立方米，主要分布在西部和东南海。随着我国西气东输工程的发展规模逐渐成熟，天然气发电布局趋势更加明朗。此外，燃气机组发电技术的快速发展也使燃气机组发电成为国家电力系统的重要组成部分。

 

一、燃气轮机的工作特点

 

燃气轮机的循环方式大致可分为简单循环和联合循环，本文讨论的燃气轮主要是蒸汽联合循环发电的燃气轮机组。与燃煤燃烧的火力发电机组相比，该联合循环燃气联合机组具有工作效率相对较高、环保性能强、经济适用性强等优点。

 

(1)工作效率高

 

目前，联合循环燃气机组的工作效率已超过传统燃煤火电机组的60%，这是常规火电机组无法比拟的。

 

(二)排污量相对较低

 

联合循环机组燃烧后不排放二氧化硫气体和其他非灰和杂质，对周围空气的污染程度相对较高。此外，目前我国已成为世界第二大温室气体排放国，节能减排也成为燃气机组运行中的一个重要问题。与传统燃煤机组相比，联合循环机组的二氧化碳排放率有所下降，其环保性能已超过各类火电发电机组。

 

（3）节水性能强

 

联合循环燃气机组的主要动力应用是燃气轮机。燃气轮机在工作过程中提供的功率占总功率的70%。与传统的火电发电机组相比，这种燃气轮机在应用过程中主张不使用水或少量水。

 

(四)装置体积相对较小

 

联合循环燃气机组的安装占地面积相对较小，为了节能减排，传统的火力发电机组还增加了脱硫装置。此外，传统的燃煤火力发电机组本身占地面积较大，因此在占地面积空间上没有优势。

 

（5）联合循环燃气机组的安装施工周期相对较短

 

正常情况下，燃气轮机组的安装基本可以在一年内完成并投入使用。在施工过程中，部分燃气轮机组可投入发电应用，前期可生产60台％额定功率达到70%，投资回报周期相对较短[1]。

 

(六)单位成本较低

 

联合循环机组的安装单位成本仅为280至530美元，而常规火力发电燃气机组的最低成本也超过600美元，可见联合循环机组的安装成本相对较低[2]。

 

综上所述，不同型号、不同特点的燃气轮机组在发电过程中的运行特点也存在很大差异。为了保证燃气轮机组在应用过程中持续高效、绿色环保的优势，还必须采用合理的运行模式。

 

二、联合循环燃气机组不同发电运行方式对燃气机组的影响

 

（1）不同运行方式对燃气机组后续维护工作的影响

 

对于一些大型燃气机组来说，机组的后续维护成本和可持续利用效率是用户关注的焦点。其中，热通道部件是燃气机组中最关键、最易损坏的部件，热通道部件的维护和更新成本相对较高。以目前常见的S109FA联合循环机组为例，这类燃气轮机组在维修过程中的投资成本高达3亿元。由此可见，为了保证燃气轮机组后续维护管理成本的控制，需要在日常应用过程中尽可能采取正确的操作方法，以延长燃气轮机组部件的使用寿命。考虑到华东地区采用的9FA级燃气机组如果采用调峰运行方式进行管理，机组启停次数将不断增加。更严重的是，随着启停次数的切换，燃气机组内部的工作负荷会迅速变化。当温度变化不均匀时，容易导致燃气机组部件鼓包或涂层脱落。可见，采用调峰操作管理方法，可降低燃气机组的使用寿命[3]。

 

（2）不同运行方式对机组运行安全的影响

 

从机组运行的安全性和稳定性来看，频繁的启停操作会显著增加设备故障的概率，严重降低设备的后续使用寿命。调峰运行机组时，燃气机组子系统设备的运行频率会翻倍，燃烧方式也会频繁切换。这种频繁的转换动作不仅会导致设备热疲劳，还会磨损零件，导致密封设备持续老化，最终降低设备运行过程中的安全性和可靠性，甚至导致机组直接跳转，对电网供电的安全性构成极大威胁。此外，机组运行过程中频繁的启停操作也会因温度变化而产生热膨胀和冷缩效应。从长远来看，会导致机组内部连接部件松动，导致连接不紧密或零件直接开裂。

 

[4]。

 

（3）不同运行方式对机组运行效率和环保的影响

 

与传统的火力发电机组相比，燃气机组在运行过程中最大的优势在于效率高、环保性强。在正常负荷下，燃气机组的运行效率可高达56％上述数据远远超过了常规火力发电机组的工作效率。通过数据研究发现，当燃气机组在特定负荷下工作时，机组运行过程中的热量消耗率也会增加。当燃气机组的工作负荷下降到10%左右时，机组的热消耗率就会增加到300%以上，基本符合工作状态。此时，燃气机组运行过程中的环保性将继续降低。特别是在频繁的启停操作下，机组的运行效率会不断降低，热量的消耗率也会相应提高。以9FA燃气轮机为例，配备环保性能的低氮燃烧设备。一般来说，燃烧过程中可以节省高负荷运行状态下的燃气消耗，从而有效降低热量消耗，避免一些硝酸污染物的产生。这种低氮燃烧的运行模式基本上需要将负荷控制在230MW以上才能应用。这主要是因为如果机组在运行过程中负荷下降，燃气机组的燃烧模式需要切换。在切换操作模式的条件下，硝酸污染物的产生量将以倍数的方式增加。可见，频繁的启停操作也会导致燃气机组污染物产量增加。

 

结语：

 

综上所述，与传统的火力发电机组相比，燃气机组具有工作效率更高、清洁性能更好的优点。但是，如果在应用过程中采用频繁的峰值调整和平整操作模式，可能会降低燃气机组的环保性能，也会对燃气机组本身的运行稳定性和使用寿命产生负面影响。因此，燃气机组不适合低负荷、频繁启停的运行模式，而是在满足电网调度要求的情况下考虑不同类型燃气机组峰值调整的性能和方法。