更高效的火电：燃煤发电机提高了效率，以便与天然气竞争

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在通用电气公司（GE）灵活的新燃气涡轮机的国际路演接近尾声时，一辆18轮的卡车开进墨西哥城。一个重要信息是，GE的FlexEfficiency天然气发电厂可以比燃煤更好地补充不稳定的风能和太阳能。后者显然需要自己的公关路演，以摆脱其在提高或节流发电方面落后的声誉。这是由于工程公司在提高燃煤电厂的效率，而GE的这一产品正是其中的佼佼者。

想想德国莱茵电力公司曾在德国科隆附近建立的大型褐煤燃煤电厂吧。每台双1100兆瓦的蒸汽涡轮机能够在不到15分钟内生产500兆瓦左右的电力。虽然无可否认，这比GE的新天然气工厂慢了三分之一，但这一速度仍是西门子出资的燃气工厂最佳发电速度的两倍，也是当时运行的燃煤电厂平均速度的六倍多。

莱茵电力的发电业务主管马蒂亚斯•哈通（Matthias Hartung）说，敏捷度对于德国的燃煤发电机组来说是生死攸关的问题。他说：“可再生能源在德国电网中总是优先的，因此传统电厂必须做出调整。只有高效的电厂才能够在这样的环境中生存。”

哈通表示，莱茵电力筹备的下一代的燃煤电厂，它将比科隆的电厂更高效——能够在15分钟内增加600兆瓦的电量。这可以使莱茵电力的褐煤燃煤电厂和GE的天然气发电厂之间的差距缩小一半。

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莱茵电力的电厂迅速发展的原因是什么呢？通过在电厂的锅炉和涡轮机中使用更好的材料并安装更复杂的控制装置来调节涡轮机并使其与其他电厂设备保持同步，从而使效率最大化。

例如，由于莱茵电力开发了新型焊接技术，使得高170米的锅炉首次使用强T24钢。因此，它们能够吸收褐煤燃烧率急剧变化引起的内部应力。与其前辈相比，它们在同等年限内能承受两倍多的热负荷。

同时，实时传感器数据提供的控制，可以使锅炉和涡轮机免于预设传统的参数。不断优化负荷变化，从而接近组件的最大允许应力，但不会超出限值。

随着德国核电的淘汰，保持燃煤电厂的运行是非常必要的，因为天然气很昂贵。而且并不是只有德国如此。国际能源机构预测，未来印度和中国的需求将推动煤炭成为超越石油的世界第一大能源。

燃烧更多的煤能保持电力供应，但它对气候会产生负面影响。这是天然气电厂仍然可以引以为傲的一个方面。GE估计，与相同规模的燃煤电厂相比，它的一家FlexEfficiency电厂每年会少排放260万公吨的碳。

作者：Peter Fairley

IEEE Spectrum

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