譯者按：目前我國溫室氣體排放量位居世界首位，且人均二氧化碳排放量也已超過世界平均水平，減排行動迫在眉睫。其中，能源密集型行業(yè)包括鋼鐵、有色金屬、冶煉、化工等，是全球碳減排的一大難題。“雙碳”背景下，如何通過工藝流程的技術(shù)迭代優(yōu)化等手段實現(xiàn)能源密集型行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的低碳化升級，已成為行業(yè)重點關(guān)注的問題。為了更好地助力能源密集型行業(yè)節(jié)能減排，中國航發(fā)燃機結(jié)合燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展方向，對燃氣輪機在聯(lián)合循環(huán)發(fā)電項目中的應(yīng)用進行了深入研究，并編譯了本文，以期引發(fā)行業(yè)更多有益的思考與探索。

EUTurbines與ETN共同參與

歐盟戰(zhàn)略能源技術(shù)規(guī)劃(SET-Plan)議題文件6：

繼續(xù)努力降低歐盟工業(yè)的能源密集程度并提高其競爭力

歐洲燃氣和蒸汽渦輪機制造商行業(yè)協(xié)會(EUTurbines)和歐洲透平聯(lián)盟(ETN)是歐洲代表渦輪機行業(yè)的組織機構(gòu)，有幸參與歐盟委員會重新聚焦及優(yōu)先執(zhí)行升級版SET-Plan中涉及的行動，并有機會參加此次“議題文件”的討論。

支持目標

EUTurbines和ETN支持已被歐盟委員會列入議題文件的目標，即明確支持研發(fā)改進能源密集型行業(yè)工藝流程的技術(shù)，提升這些行業(yè)的競爭力。

燃氣輪機與蒸汽輪機廣泛應(yīng)用于眾多能源密集型行業(yè)。因此，這些設(shè)備成為了改進計劃的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。正如議題文件所示，能源密集型行業(yè)通過在工藝流程中使用并優(yōu)化燃氣輪機與蒸汽輪機，能夠節(jié)約更多的能源。

渦輪機是工業(yè)能效的關(guān)鍵部件

議題文件提出了以渦輪機為基礎(chǔ)的兩大新興技術(shù)，這些技術(shù)能夠高效節(jié)約能源，降低成本，在未來具有巨大的潛力：

-適用于化工及石油煉化行業(yè)的專業(yè)技術(shù)：

整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)(IGCC)

-廢熱回收的交叉技術(shù)：

有機朗肯循環(huán)、超臨界朗肯循環(huán)

兩種技術(shù)都已存在多年。但是，技術(shù)挑戰(zhàn)還是阻礙了大規(guī)模的商業(yè)化進程。這些技術(shù)挑戰(zhàn)可以通過加大技術(shù)創(chuàng)新力度來解決。

在執(zhí)行SET-Plan第二步之前，EUTurbines和ETN指出了一些需要技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)鍵領(lǐng)域?？梢酝ㄟ^解決這些領(lǐng)域的技術(shù)問題來實現(xiàn)該議題文件中提出的目標。

整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)(IGCC)

在一臺設(shè)備里完成整體煤氣化與能源生產(chǎn)是一套非常復(fù)雜的流程。

如果工藝流程運行穩(wěn)定，操作控制良好，這種一體化技術(shù)可以有效利用副產(chǎn)物和廢料，降低生產(chǎn)能耗和(或)為化工設(shè)備的其他工藝流程提供能量。目前的復(fù)雜工藝流程可能導(dǎo)致高頻率停機和低利用率。因此，未來的研究方向應(yīng)當是保證流程的穩(wěn)定性。

需要進行技術(shù)創(chuàng)新的主要部分有(1)低熱量氣體對渦輪機設(shè)計的影響;(2)殘渣或廢料的不同組分對聯(lián)合循環(huán)設(shè)備氣體排放的影響;(3)殘渣或廢料有限的純度對部件使用壽命的影響(如，腐蝕)。

有機朗肯循環(huán)、超臨界朗肯循環(huán)

有機朗肯循環(huán)通過使用有機流體或超臨界流體，使渦輪機利用低溫廢料進行發(fā)電。使用該技術(shù)能夠造福眾多工業(yè)領(lǐng)域，可回收來自玻璃熔爐、陶瓷爐或低溫鋼廠的大量廢熱。目前，有機朗肯循環(huán)技術(shù)在上述領(lǐng)域的現(xiàn)有設(shè)備中還不能有效地運用于發(fā)電。熱泵也可以用于提升熱值，同時也需要使用渦輪機械的配件。

工業(yè)工藝流程可能不會始終保持在穩(wěn)定狀態(tài)，因此，技術(shù)人員必須充分了解熱量循環(huán)的動態(tài)，有效控制額外的能耗。儲熱器可能是一個不錯的設(shè)備，可以獲得更多可行的廢熱解決方案。在石油煉化行業(yè)中，類似的技術(shù)可用于回收液化天然氣再氣化過程中產(chǎn)生的廢冷。廢熱回收循環(huán)的低溫部分可以使用廢冷。上述技術(shù)通過提升效率，降低成本，能夠極大地提升電力循環(huán)。

有機/超臨界朗肯循環(huán)技術(shù)需要進行技術(shù)創(chuàng)新的部分有(1)通過使用有機流體提升渦輪機的性能，尤其是在輸出功率較低時;(2)改進熱回收循環(huán)，最大限度地提取能量(亞臨界、跨臨界和超臨界);(3)識別/研發(fā)特定的低氣溫變化(有機)工作流體;(4)使典型渦輪材料適應(yīng)特殊工作流體的使用，包括設(shè)計方面(例如內(nèi)部/外部密封設(shè)計)。這一技術(shù)領(lǐng)域的一個關(guān)鍵問題是經(jīng)濟性的解決方案，需要有合適的低投資成本和可接受的高投資回報。

執(zhí)行伙伴

EUTurbines和ETN愿與感興趣的能源密集型行業(yè)通力合作，完成議題文件中列出的目標。我們希望能有機會參與到實施方案的前期討論中。這樣能夠保證合理開發(fā)用于提高能效，提升歐洲能源密集型行業(yè)競爭力的技術(shù)，并且滿足“能源聯(lián)盟”理念中的政治目標。