燃气-蒸汽联合循环机组估价分析

第１９卷第１期　《燃气轮机技术》　Ｖ０１．１９　Ｎｏ．１　２００６年３月　ＧＡＳ　ＴＵ】阳ⅡＮＥ　ＴＥ（舶　０ＬＯＧＹ　Ｍａｒ．．２０ｏ６　燃气一蒸汽联合循环机组估价分析　李洪强１，２蔡睿贤２　（１．中国科学院研究生院，北京１０００８０，２．中国科学院工程热物理研究所，北京　１０００８０）　摘要：在以往的工作基础之上，对最新的联合循环机组的价格进行分析，采用ＴａｂｌｅＣｕｒｖｅ　３Ｄ软件，拟合出基　本公式，采用理论分析加以修正，得到最终的估价方程，即联合循环机组价格随低热值效率与机组总功率变化　之间的关系方程。　关键词：估价方程；联合循环；拟合　中图分类号：Ｆ４０７．２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—２８８９｛２００６）０１—００３３—０４　１前言　和蒸汽循环在必要的时候分开，但是由于添加了额　外的复杂部件，其价格仅仅比多轴系统便宜３～　在最近的两年中，大规模商用联合循环电站的　５％。水冷发电机组一般效率高于空冷发电机组，但　价格回落到１９９８年以来的最低水平。求得２００４年　是造价也高于后者。目前大功率的空冷机组效率已　联合循环机组价格ｌ１　Ｊ的拟合公式，其交钥匙设备包　经接近水冷机组效率，而且价格比较便宜，受到大众　括燃用天然气的燃气轮机、无补燃无旁通烟道的多　的欢迎。　压余热锅炉、发电机、配套变压器、水冷设备、标准的　从历史上来说，不管是单机组还是联合循环机　控制、启动系统和附属装置（比如干法降氮氧化物的　组，经历了五到六年的价格下降，到１９９７—１９９８年　设备等），但是没有包括安装等服务费用。实际上后　达到了有史以来的最低水平。与上世纪９Ｏ年代早　者一直没有太大的变动，主要是取决于地理位置和　期相比，机组的价格大概降低了４５％一５０％。但是　当地的工资标准。价格采用２００４年美元币值，但是　在１９９８年中期，价格开始回转。１９９８年夏，北美６ｏ　由于设备体积、复杂程度以及特殊的要求、地理位　赫兹燃气轮机的购买高潮开启了价格回升的趋势。　置、金融变动和市场竞争等原因，实际的价格会有所　在２００３年底由于经济的低迷和天然气价格高涨，设　出入。如果我们考虑场地规划、设备安装、特殊的设　备原产商过多建造的结果引发了大量的６ｏ赫兹电　计情况以及添加相应的附属部件，电站整体的价格　站项目的推迟和取消。总的来说，一些设计先进的　将会增加５７％之多。　６Ｏ赫兹的机组价格大概滑落２０—３０％，相比而言，　联合循环机组净功率测定建立在外部环境为温　５Ｏ赫兹的机组只降了几个百分点。但是对于与这　度ｌ５℃、压力为一个大气压、燃料为天然气的条件　两种机组相关的工程费用，比如保险、技术服务、建　下。很容易设想联合循环机组的造价与机组的规模　设和初装费用在过去几年中没有太大的变化。　和热效率有着重要的关系，当燃气轮机和蒸汽轮机　的效率增加时，将会增加整体电站的造价。对于联　２联合循环机组造价与净功率和效率　合循环机组而言，除燃气轮机之外还要有底循环的　的关系　蒸汽循环系统。三压余热锅炉的造价很高，与之相　以前已经对燃气轮机机组造价进行了分析，并　匹配的多级蒸汽轮机也比较昂贵。由于多轴联合循　总结出两个公式［　，３ｌ。其中一个公式考虑净功率和　环机组需要各自的发电机组，所以造价也要高于单　效率对造价的影响，另外一个公式综合考虑热力参　轴机组。尽管单轴机组可以通过离合器使燃气循环　数（温比、压比和压气机空气流量）对造价的影响。　收稿日期：２００５，０６－２９　维普资讯 http://www.cqvip.com

３４　燃气轮机技术　第１９卷　过去采用数理统计回归分析方法，从大量数据中寻　求变量之间的相关关系，得到公式（１）。另外采用最　小二乘法，对１９９１年的美国产品数据进行拟合，得　到最终的计算公式（２）：　（Ｐ）＝Ａ＋Ｂｉｎ（Ｎ）＋Ｃｅ（７一。）　（１）　Ｐ１＝一８６７＋１６５２×ｅ（　—０・４２）　一９７×ｌｎ（Ⅳ）　［￥／ｋＷ］　（２）　其中：Ｅ（Ｐ）为期望值；Ｐ１为参考价格；叩为低　热值热效率；Ｎ为机组净功率；　Ａ　Ｂ　ｃ　Ｄ为待定参数。　而考虑了热力参数（温比ｒ、压比丌、压气机流　量Ｇ）的表达方式如下：　Ｐ，＝一１３０８Ｉｎ兀／兀０・　＋５５９／　兀／兀０・７５　［１＋Ｏ．５ｅ（　一　・５）］一９２１ｎ［　（１—１／ｒｒ￣＂瑚）］　＋ｌ３０２［￥／ｋＷ］　（３）　根据文献…中的数据，本文首次对联合循环机　组价格进行了类似的分析，与前面所作的工作不同　的是，采用了ＴａｂｌｅＣｕｒｖｅ　３Ｄ分析软件进行初步的三　维拟合（效率＇７和净功率Ⅳ为自变变量），如图１所　示。然后再将初始公式采用Ｏｒｉｇｉｎ　７．０进行进一步　的优化分析，从而得出最终的造价公式如下：　Ｐ３＝一４．５６×ｌｏ３＋４．９３×ｌｏ３１ｎＮ一２．６１×ｌＯ３　（ｈｌⅣ）　＋６．４６×１０２（ＩＮＮ）　—７７．４（１ｎＮ）　＋３．６（ｉｎＮ）　＋４．４８×ｌＯ６＇７—１．７７×ｌＯ７＇７　—３．４０×１０７ｒ］　一３．４０×１０７ｒ］　＋１．３３×　１０７＇７　［￥／ｋＷ］　（４）　图１　ＴａｂｌｅＣｕｒｖｅ拟合三维不意图　图２中的曲线从下到上效率＇７依次升高（Ｏ．４ｏ　一０．６０）。对于２００４年一２００５年产品价格而言，从　图中可清楚地看到，随着效率的提高，成本逐渐增　加。其实这也是必然的，效率高的机组，或者技术先　进，或者机组构成复杂，必然会增加制造成本。随着　机组规模的增加，单位千瓦功率的价格逐渐降低，这　也是不难理解的。但机组过大，也有可能制造不易，　而使得价格回升。　ｌ０００　９００　８００　ｌ　７００　一ｆｉ００　盎　删５００　４００　３００　２００　ｌＯＯ　０　２００　４００　ｉｆ００　８００　１０００　联台循环系统净功率（兆瓦）　图２联合循环单位千瓦造价随效率、总功率　变化曲线　３误差分析　我们对公式（４）进行相对误差分析，所得的结果　如图３所示，其具体的数值见附表１。　对图３进行分析，不难看出，采用拟合公式（４）　估价方程计算出的价格与实际价格相当接近，绝大　部分的数据相对误差都在１０％之内。作为价格这　种会被很多未定因素影响的量来说，能达到这样的　误差范围是较合理的。　１０　５　芎　０　一ｓ　姿　一１５　—２０　０　２００　４００　ｉｆ００　ｕｕ　１０００　净功率（Ｍ－）　图３不同净功率机组估价与实价的相对误差分析　４小结　本文主要是在以前的工作基础之上，采用新的　拟合方法得到新的联合循环机组造价方程，具有一　定普遍的适用价值，在一定程度上可以用于进行热　经济分析及可行性分析时参考。　维普资讯 http://www.cqvip.com

第１期　燃气一蒸汽联合循环机组估价分析　３５　附表１　净　低每千瓦每千瓦拟合相对误差　机组型号　功率　热值造价　造价（￥）　（％）应用　Ｍｗ　效率实价（￥）应用公式（４）公式（４）　维普资讯 http://www.cqvip.com

３６　燃气轮机技术　第１９卷　＊简讯＊　中国西气东输管道工程　选中ＧＥ燃气轮机和压缩机组　中国北京一２００６年１月１７日一ＧＥ石油天然气集团宣布最近中标具有重大意义的中国西气东输管道工　程。成为该工程增输部分的燃气轮机和压缩机的设备供货商。西气东输工程是中国在２ｌ世纪最重要的基础　设施建设项目之一，总长近４０００公里，途径ｌ０个省，把天然气从资源丰富但地理位置偏远地处中国西北部　的维吾尔自治区输送到作为东南经济枢纽的上海市，同时向管道沿线的东部各省提供天然气。　选中ＧＥ作为该项目设备和技术供应商的是总部位于北京的中国石油天然气物资装备总公司和中国石　油天然气股分有限公司下属的西气东输管道分公司。根据总额为一亿九千六百多万美元的供货合同，ＧＥ将　为该工程的１２座新建的压气站提供燃气轮机和压缩机设备以及安装调试的技术服务。　ＧＥ石油天然气集团总裁兼首席执行官Ｃｌａｕｄｉ　Ｓａｎｔｉａｇｏ说：“中国决定将西气东输管道的输气能力由　年输１２０亿立方米提高到年输１７０亿立方米，大力支持其两位数的经济增长速度确保国家能源安全。这项　举措将使中国获得更多的能源来满足市场增长的需求，成为中国最具战略意义的项目之一。”　Ｃｌａｕｄｉ　Ｓａｎｔｉａｇｏ还说，增加天然气管道的输送能力要求管道全线增加相当大的管道输送压缩能力。新增　加的压缩机组必须从明年年中开始部分投入运行。在如此紧张的工期内实施这么大规模的天然气管道增输　工程，在油气行业还是有史以来第一次。　ＧＥ将为管道的增输提供２０套ＰＧＴ２５　燃气轮机动力机组和２４台ＰＣＬ８０ｏ压缩机组。每套ＰＧＴ２５　燃气　轮机都是ＧＥ飞机发动机集团在美国俄亥俄州辛辛那提市制造的ＬＭ２５００　燃气发生器与ＧＥ石油天然气集　团在意大利佛罗伦萨市制造的高速动力透平匹配组成。　除提供设备以外，ＧＥ的供货合同还包括提供机组的安装、调试和培训服务，以及为期１２年的备品备件　和技术服务要求。　８座管线压气站所需的燃气轮机和压缩机组将在２００６年交货和安装，另外４座管线压气站所需的燃气　轮机和压缩机组将在２００８年底交货，２００９年年初安装。新的管线压气站将于２００６年８月至２００９年９月陆　续投入运行。　（西岸奥美公司供稿）