近期，臺灣省島內(nèi)發(fā)生多次停電事故。其中影響最大的要數(shù)3月3日上午9時(shí)，興達(dá)電廠事故所導(dǎo)致的549萬戶居民停電。從臺灣省多家媒體的報(bào)道來看，這起事故對其范圍內(nèi)的民生和工業(yè)生產(chǎn)都造成了顯著的影響。

臺灣省內(nèi)媒體報(bào)道興達(dá)電廠事故。

這起事故中特別值得注意的一點(diǎn)是，在電力企業(yè)的全力搶修下，供電從午后開始陸續(xù)恢復(fù)。但是由于日照強(qiáng)度減弱帶來的太陽能發(fā)電量下降，3月3日下午4時(shí)后又有多地出現(xiàn)跳電甚至斷電等問題。

在這場事故帶來的教訓(xùn)中，如何應(yīng)對意外因素導(dǎo)致的發(fā)電能力下降成為一個(gè)凸顯的問題。

在對環(huán)保追求普遍越來越高的今天，太陽能、風(fēng)能發(fā)電在能源結(jié)構(gòu)中的比例正在不斷加大。這兩者共同的特點(diǎn)都是發(fā)電能力受天氣因素影響巨大，容易在電力缺口巨大時(shí)發(fā)生發(fā)電能力嚴(yán)重不足的問題。

這就需要穩(wěn)定、靈活、快速、且環(huán)保性能相對較好的電力來源作為緊急預(yù)備手段。

風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電天然有供電量不穩(wěn)定的特性。

而在各種能夠提供穩(wěn)定供電的技術(shù)方案中，使用清潔能源的高效率燃機(jī)是較好的選擇——燃機(jī)本身具備體積和重量相對小巧、關(guān)停速度快、對外界依賴因素少等優(yōu)良特性。

而在諸多種類的燃機(jī)中，具備多種燃料適應(yīng)能力、以天然氣為主要燃料的燃?xì)廨啓C(jī)、特別是基于航空發(fā)動機(jī)衍生而來的航改燃?xì)廨啓C(jī)，是性價(jià)比、安全性、穩(wěn)定性等多方面特性都較為突出的選擇。

現(xiàn)代燃?xì)廨啓C(jī)的兩條發(fā)展路線

1.第1條是重型的大功率和超大功率燃?xì)廨啓C(jī)，它最早是由蒸汽輪機(jī)演變而來，在二戰(zhàn)后的發(fā)展中，依靠引入航空渦輪發(fā)動機(jī)的技術(shù)而獲得了快速進(jìn)步。

在電力領(lǐng)域，現(xiàn)代重型燃?xì)廨啓C(jī)擁有比蒸汽輪機(jī)更高的熱效率；但是蒸汽輪機(jī)能使用煤炭這樣的低品質(zhì)廉價(jià)固體燃料，因此仍未被重型燃?xì)廨啓C(jī)淘汰。

2.第2條路線，則是由各種航空渦輪發(fā)動機(jī)衍生而來的航改燃?xì)廨啓C(jī)。

由于飛機(jī)起飛噸位有限，因此作為原型的發(fā)動機(jī)尺寸和功率級別都不會特別大，這決定了此類航改燃機(jī)在功率上屬于中小型類別。

當(dāng)然，也不是所有的中小型燃機(jī)都衍生自航空發(fā)動機(jī)，也有少部分型號是原生的陸基設(shè)計(jì)。不過這并非出于技術(shù)優(yōu)勢考慮，而通常是政治性的限制——比如德國作為二戰(zhàn)的戰(zhàn)敗國，獨(dú)立發(fā)展航空發(fā)動機(jī)受限，因此只能單獨(dú)研發(fā)陸基燃?xì)廨啓C(jī)。

GE公司的LM2500燃?xì)廨啓C(jī)（下圖）就源于TF-39航空發(fā)動機(jī)（上圖），并被廣泛用于船舶動力、工業(yè)發(fā)電、油氣泵站等場景。

源于航空發(fā)動機(jī)的不二優(yōu)勢

航改燃機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的：

由于衍生自航空發(fā)動機(jī)，航改燃機(jī)得以繼承航空發(fā)動機(jī)的絕大多數(shù)優(yōu)勢：輕巧，緊湊，可靠性高，低溫環(huán)境啟動性能好，啟動和關(guān)閉速度快，其最基礎(chǔ)的核心熱循環(huán)不需要消耗水……

這使得航改燃機(jī)在當(dāng)前的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中成為了幾乎最佳的應(yīng)急發(fā)電機(jī)組形式。

以啟動速度為例，以蒸汽輪機(jī)為核心的600MW發(fā)電機(jī)組，如果是從冷態(tài)開始啟動，需要十幾個(gè)小時(shí)才能達(dá)到最大工況狀態(tài)，即便是熱態(tài)也需要3至4小時(shí)——而航改燃機(jī)的啟動速度僅需要5分鐘左右，而且可以不需要外界電源。

航改燃機(jī)原理圖

因此航改燃機(jī)尤其適合作為緊急備用電源，或承擔(dān)電網(wǎng)中尖峰負(fù)荷的備用機(jī)組，特別是在水資源較為匱乏（同時(shí)匱乏水電資源）的地區(qū)，這樣的優(yōu)勢是無可替代的。

尤其是在局部地區(qū)遭遇一些嚴(yán)重事故和災(zāi)難時(shí)，比如電廠由于大規(guī)?；馂?zāi)等因素導(dǎo)致原有發(fā)電機(jī)組徹底損毀，地震和冰雪災(zāi)害導(dǎo)致電網(wǎng)被大規(guī)模破壞等等情況下，航改燃機(jī)可以方便地通過公路運(yùn)輸、直升機(jī)吊運(yùn)等方式送達(dá)事故現(xiàn)場或者受災(zāi)地區(qū)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域性的電力恢復(fù)。

清潔、高效，大有可為

目前，從全球的環(huán)保趨勢、以及我國未來發(fā)展的環(huán)保要求等各方面來說，未來天然氣將進(jìn)一步成為能源消費(fèi)的重要來源。而航改燃機(jī)最重要的燃料之一就是作為清潔能源的天然氣。

在大規(guī)模、持續(xù)性的天然氣輸送中，管道供氣是最安全可靠的方式；而為了維持管道內(nèi)的天然氣壓力和流量，每隔一段距離，就必須要對管道進(jìn)行增壓——航改燃機(jī)尤其適合作為加壓站的增壓動力來源。比如在1964至1993年，蘇聯(lián)（俄羅斯）境內(nèi)22萬公里長度的天然氣管線上，就安裝了約5000臺航改燃機(jī)。

天然氣增壓站

因此，無論是從能源結(jié)構(gòu)安全、環(huán)保，又或者是應(yīng)對極端情況下的調(diào)峰與救災(zāi)，我國、乃至全球范圍內(nèi)航改燃機(jī)的市場需求都將越來越大。

亮相第十三屆中國航展（2021年）的中國航發(fā)燃機(jī)AGT-7模型

我國航改燃事業(yè)起源于20世紀(jì)70年代，現(xiàn)在全國各地的油田都使用我國自主生產(chǎn)的航改燃汽輪機(jī)，并且建立起了較為完整的燃機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈。進(jìn)入21世紀(jì)后，我國航改燃機(jī)的發(fā)展邁入了向技術(shù)制高點(diǎn)總攻的階段。未來，電力、能源、交通、船舶等各行業(yè)都將成為航改燃機(jī)創(chuàng)新發(fā)展的領(lǐng)域。

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