大型天然氣發(fā)電機(jī)組燃機(jī)運(yùn)行條件分析

李碩　辛建華

摘 要：在電廠當(dāng)中大型天然氣發(fā)電組燃機(jī)是非常重要的構(gòu)成部分，并且其對(duì)具體的運(yùn)行條件有著非常高的標(biāo)準(zhǔn)及要求。接下來，文章圍繞大型天然氣發(fā)電機(jī)組燃機(jī)運(yùn)行條件進(jìn)行論述，分別站在燃?xì)獬煞?、燃?xì)夤?、燃?xì)庵泄桃后w雜質(zhì)等實(shí)際含量等角度對(duì)工程中的具體準(zhǔn)求作出了相關(guān)淺析，并且對(duì)于燃機(jī)的科學(xué)合理化運(yùn)行提出了可參考性的建議，望能夠具有一定的運(yùn)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：天然氣；發(fā)電組燃機(jī)；運(yùn)行條件

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.071

伴隨著全球天然氣能源供應(yīng)量的不斷增加，與以往傳統(tǒng)的能源對(duì)比來看，天然氣具備高熱效率、清潔等顯著優(yōu)勢(shì)，為此，獲得了大范圍地投入使用。大型天然氣發(fā)電機(jī)組燃機(jī)的工藝結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜的，并且發(fā)電機(jī)熱功率很高，通常情況下兩臺(tái)機(jī)組就能夠構(gòu)成一個(gè)中型的發(fā)電站。大型燃機(jī)由最初的啟動(dòng)直至正式運(yùn)行對(duì)燃機(jī)進(jìn)口天然氣參數(shù)均有明確要求，譬如：燃?xì)夤骸⑷細(xì)庵械墓腆w顆粒物等雜質(zhì)的存在、空氣中含有的污染元素等都會(huì)在無形之中給天然氣組燃機(jī)的正常運(yùn)行帶來較為顯著性的影響。

1 燃?xì)獬煞忠?/p>

為能夠促使燃燒情況保持在穩(wěn)定的一種狀態(tài)，需對(duì)燃?xì)猱?dāng)中的甲烷等氣體的含量進(jìn)行嚴(yán)格的制約，將那些惰性氣體全部的清除干凈，將天氣然當(dāng)中甲烷的實(shí)際含量掌控在80～98mol%。以某一固定氣源為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)燃燒設(shè)備進(jìn)行科學(xué)合理性的調(diào)整，其中，天然氣當(dāng)中甲烷的實(shí)際含量是伴隨著惰性氣體的情況發(fā)生相應(yīng)的變化。這里所說的惰性氣體指的是天然氣中的二氧化碳、氮?dú)獾葰怏w，整體含量要控制在4mol.%以內(nèi)。在惰性氣體含量數(shù)值比較高的情況下，燃燒壓力會(huì)發(fā)生明顯的變化，若想確保整體燃燒保持在穩(wěn)定的狀態(tài)，則需提高擴(kuò)散燃燒的比值，在此狀況下，氮氧化物的實(shí)際排放量則會(huì)發(fā)生不斷地改變，呈現(xiàn)出逐漸升高的變化趨勢(shì)。

為能夠促使燃燒系統(tǒng)的整體綜合性能，對(duì)于具體的比熱是需要加以認(rèn)真考慮的，比熱我們通常統(tǒng)稱為燃?xì)庵笖?shù)，基本單位為Kj/Nm3。譬如：標(biāo)準(zhǔn)燃料的燃?xì)庵笖?shù)為35500 Kj/Nm3。一般狀況下，燃?xì)庵笖?shù)處于47300±15%范圍的前提下燃機(jī)便會(huì)被得到充分地利用，若明確指定某一氣體燃料，則需要將燃?xì)庵笖?shù)控制在±5%的范圍，并且整體變化速度不可超出5%每分鐘。

2 供氣壓力準(zhǔn)求

通常機(jī)組結(jié)構(gòu)尺寸、最低環(huán)境溫度、具體海拔、選用的燃料會(huì)對(duì)供氣壓力有著直接性的影響。通常狀況下，燃燒設(shè)備的入口位置的壓力數(shù)值要求保持在2.8～4.6MPa（g）的范圍，但是，廠家不同對(duì)燃機(jī)的供氣壓力數(shù)值有著不一樣的要求。通常而言，需將壓力的波動(dòng)區(qū)域控制在0.2MPa的范圍，整體壓力的實(shí)際變化速度每秒鐘不可超出0.1MPa。當(dāng)壓力波動(dòng)高出10Hz的情況下其波動(dòng)峰值不可持續(xù)兩秒鐘內(nèi)超出0.001MPa。在需要燃?xì)庠鰤簷C(jī)的情況下，通常會(huì)選擇離心式增壓機(jī)。

3 燃?xì)庵泄桃后w雜質(zhì)要求

氣體燃料傳輸至燃燒系統(tǒng)噴嘴的情況下是不可有其他液體存在的，固體顆粒物會(huì)對(duì)燃?xì)鈬娮煸斐珊艽蟮母g作用，造成噴嘴不通，為此則需要在氣液混合燃料達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)其溫度要達(dá)到11℃以上。

在清除可凝結(jié)性液體的時(shí)候，燃料系統(tǒng)當(dāng)中所帶有的碳?xì)浠衔镆M(jìn)行根本性的清除，一般情況下會(huì)需要利用收集器、加熱器進(jìn)行碳?xì)浠衔锏那謇恚c此同時(shí)，燃?xì)庾畹凸鉁囟韧ǔ?huì)高于5攝氏度，避免在燃?xì)夤艿喇?dāng)中有結(jié)冰的情況發(fā)生。針對(duì)與燃?xì)馓幚碓O(shè)施連接的燃?xì)忾L(zhǎng)管，需在其內(nèi)進(jìn)行液體收集器的科學(xué)合理性設(shè)置，同時(shí)可安裝上液位報(bào)警裝置及停機(jī)保護(hù)裝置。

燃?xì)猱?dāng)中包含了大量的固體顆粒，這些顆粒的存在會(huì)給燃?xì)鈬娮煸斐蓸O大的腐蝕，為此，需要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格性的限制。燃?xì)庵械墓腆w顆粒應(yīng)限制在30ppmwt以下，所有固體顆粒最大直徑不能超過5μm。通常狀況下，燃?xì)膺M(jìn)入到燃機(jī)前期，需要進(jìn)行過濾設(shè)備的安裝與設(shè)置，這樣才能夠?qū)⒋媪舻墓腆w顆粒全部的清除干凈。

4 硫等其他雜質(zhì)含量要求

以硫化氫H2S形式存在的硫的實(shí)際含量通常需低于5mol.%的水平，目的是對(duì)硫化氫給燃料系統(tǒng)帶來的危害降到最低的程度。余熱回收利用的整個(gè)過程當(dāng)中，硫會(huì)給余熱鍋爐造成一定的侵蝕作用，通常需要將燃料中硫的實(shí)際含量控制在0.5mol%的范圍。整個(gè)過程需對(duì)燃料、水分、空氣中微量元素的實(shí)際含量進(jìn)行明確的規(guī)定。

5 空氣及水中所含污染物要求

壓氣機(jī)入口空氣中會(huì)含有一定的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)會(huì)流向熱通道當(dāng)中，為能夠?qū)ξ廴厩闆r進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)定，通常會(huì)用空氣與燃料質(zhì)量比率乘以空氣的污染物水平得到在假定的液態(tài)燃料等量基礎(chǔ)上的污染物濃度。

在此過程當(dāng)中，對(duì)于日常用水及清洗設(shè)備用水的排放情況進(jìn)行嚴(yán)格地合理掌控，這樣就能夠減少熱通道內(nèi)雜質(zhì)的深入。若水分中雜質(zhì)的實(shí)際含量超出了相關(guān)固定，則需要進(jìn)行水凈化系統(tǒng)的安裝。一般會(huì)將水中的污染物劃分成兩大類：活性溶解物質(zhì)和全溶解物質(zhì)。其中，溶解物質(zhì)的質(zhì)量被認(rèn)為由于在燃燒過程中被氧化而加倍，并作為固體顆粒排除。

6 結(jié)語

大型天然氣發(fā)電機(jī)組燃機(jī)的復(fù)雜系數(shù)是非常高的，并且作為十分關(guān)鍵的設(shè)備而存在。目前我國(guó)一些廠家是具有此設(shè)備的生產(chǎn)制造能力的，可是與西門子等國(guó)外的大型生產(chǎn)廠家生產(chǎn)出的產(chǎn)品對(duì)比存在非常大的差異性，譬如：故障發(fā)生率、維修周期等等。在整個(gè)工程方面，因大型天然氣發(fā)電機(jī)組燃機(jī)在啟動(dòng)方面存在問題，便會(huì)誘使燃?xì)獠荒苷?dòng)的現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。所以說，明確大型天然氣發(fā)電機(jī)組燃機(jī)運(yùn)行條件對(duì)提升機(jī)組運(yùn)行效率有著重要的意義。

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