天然气热值对燃气轮机运行的影响
燃气初温对燃气轮机火用损失的影响分析

( 7)
由于在压缩过程中 P2= P2, idea, 所以式( 7) 可化
简为:
$S C =
Cp In
T2 T 2, idea
( 8)
压气机效率:
GC =
h
2, idea
h2-
- h1 h1
U
T
2, idea
T 2-
T
T
1
1
( 9)
由于压缩过程进行得非常迅速, 可以看成是绝
热过程, 所以有:
T T
2 1
对某型燃气轮机的定量计算, 得出了燃气轮机在不同燃气初温下的火用损失。结果 表明, 燃 气初温对 燃气轮机
的火用损失有较大的影响。
关 键 词: 燃气初温; 燃气轮机循环; 火用损失
中图分类号: TK472+ 16
文献标识码: A
文章编号: 1009- 2889( 2009) 02- 0005- 04
的火用损失是:
I B= Eloss
( 15)
2. 4 涡轮膨胀过程
涡轮在膨胀过程中的火用损失是:
IT = T 0# $ST
( 16)
式中: $ST 是涡轮在膨胀过程的熵增。 将工质作为定比热理想气体处理, 其熵差公式
为:
$ST =
CpIn
T4 T 4, idea
-
RgIn
P
P4
4, idea
( 17)
IC / kJ/ kg 27. 507 27. 507 27. 507 27. 507 27. 507 27. 507
IB / kJ/ kg 383. 19 375. 55 367. 86 360. 21 352. 56 344. 90
天然气预热对燃气轮机联合循环性能影响的分析

天然气预热对燃气轮机联合循环性能影响的分析摘要:通过预热输入天然气轮机燃烧室的天然气,能够实现燃气轮机及其联合循环电厂发电效率的有效提高。
基于此,本次研究针对于天然气预热对燃气轮机联合循环性能影响进行了深入分析与探讨,发现在各个负荷工况下,天然气预热均可以减少排放机组NO x,而利用余热锅炉抽热水提高天然气温度的方法,能够实现联合循环效率的显著提高,具体数值可以达到百分之零点四,愿本次研究能够为相关学者以及从业人员提供有价值的参考依据。
关键词:天然气预热;燃气轮机;循环性能;影响在发电装备领域中,天然气-蒸汽联合循环电厂扮演着越来越重要的角色,其具有多种特征,包括:系统运行调节灵活、污染排放量低、高效率等。
现阶段,天然气管网是燃气轮机联合循环电厂中所应用天然气的主要来源,但是在各个方面,包括:温度、压力、燃料组分等方面,不同气源的天然气有着较大的区别,为此,应当处理好其中的一系列参数,包括:清洁度、温度、压力等,以此满足燃气轮机对于天然气的实际需求。
其中预热燃料就是其中一个行之有效的方法,能够实现燃气轮机和发电机组联合循环性能的有效提高。
预热天然气会对其本身的特性产生一定影响,通过相关研究调查发现,天然气预热能够降低NO x整体排放率,会加快生成0H等还原性自由基的速度,以此减少排放NO。
与此同时,天然气的预热还能够实现燃气轮机联合循环热效率以及循环系统整体热效率的显著提高。
本文将从联合循环电厂天然气系统、天然气预热对燃气轮机联合循环性能的影响两大方面来进行深入剖析。
一、联合循环电厂天然气系统由燃气模块、天然气输送管、前置模块、调压站等四部分共同组成燃气轮机联合循环电厂的天然气系统,下面来详细介绍一些前置模块和调压站。
(一)天然气调压站的组成及功能由放散单元、氮气置换单元、计量单元、过滤单元、调压单元、出口单元、进口单元、加热单元八部分构成天然气调压站,其功能为初步地调压、过滤、加热燃料。
详细内容如下:(1)由两级过滤系统组成过滤单元。
提高燃气轮机效率的论述

提高燃气轮机效率的论述我们需要了解燃气轮机效率的定义。
燃气轮机的效率通常指的是其热效率,即输出功与燃料热值之比。
燃气轮机的热效率越高,说明其在单位燃料消耗下能够产生更多的功。
提高燃气轮机效率意味着提高能源利用效率,减少能源消耗,从而降低对自然资源的依赖和对环境的影响。
我们来分析影响燃气轮机效率的因素。
燃气轮机效率受多种因素的影响,主要包括燃料的热值、空气压缩比、燃烧温度、透平出口温度等。
燃料的热值是决定燃气轮机效率的一个重要因素,燃料的高热值可以提高燃气轮机的效率。
而空气压缩比、燃烧温度和透平出口温度则是影响燃气轮机内部热过程的关键参数,它们的改变会对燃气轮机效率产生显著影响。
接下来,我们将探讨提高燃气轮机效率的方法。
为了提高燃气轮机的效率,可以从以下几个方面进行优化。
首先是提高燃气轮机的空气压缩比,以提高压缩效率。
其次是提高燃烧温度,以增加燃气轮机的膨胀比。
还可以采用先进的材料和制造工艺,以降低透平机械损失和增加燃气轮机的工作温度,进而提高效率。
还可以采用燃气轮机余热利用技术,将废热转换为有效的功,从而提高整体效率。
还可以采用先进的控制策略,优化燃气轮机的运行参数,使其在不同负荷条件下都能够保持高效率。
还可以采用智能化管理系统,对燃气轮机的运行状态进行实时监测和调整,以保证其在最佳工作状态下运行。
为了提高燃气轮机的效率,还可以从维护保养的角度进行优化。
定期对燃气轮机进行清洗、润滑和检修,可以减少机械损失和提高部件的使用寿命,从而间接提高燃气轮机的效率。
提高燃气轮机效率是当前工程技术领域的一个重要课题,它对于能源利用、环境保护和经济发展具有重要意义。
通过优化设计、控制策略和维护保养等方面的工作,可以有效提高燃气轮机的效率,从而实现能源的节约和环境的保护。
希望本文对相关领域的研究和应用工作能够提供一定的参考价值,推动燃气轮机效率提高技术的发展和应用。
燃气轮机燃烧室燃烧天然气和燃烧中低热值煤气的比较

燃气轮机燃烧室燃烧天然气和燃烧中低热值煤气的比较作者:徐纲前言煤炭联产系统可以提高煤炭生产的综合效益,同时降低大气污染,支持煤炭企业由传统产业向高技术产业的转型,其中的关键问题就是提供适用多种燃料(包括中低热值煤气、天然气等)的低NOX排放新型燃气轮机燃烧室。
将燃烧室的燃料由天然气改为中低热值煤气将会面临以下几个问题:·燃油流量的增加:在燃烧室功率不变的情况下,由于中低热值煤气热值的下降,燃油流量将增加3-10倍,相应需要向燃烧区提供更大的空气流量,改变燃烧-冷却-掺混的空气配比,且燃烧火焰将加长。
因此,需要改变燃料系统,燃烧区和掺混区的总体尺寸和结构。
·燃烧稳定性问题:中低热值煤气燃烧的特点是平均温升较低,局部温升较高。
又由于燃油流量的增加导致煤气喷射速度增加,煤气中的主要物质co的着火下限较高,当机组工作在低负荷工况时容易出现熄火现象。
·控制Nox排放与co排放的矛盾:中低热值煤气的燃烧温升较高,而火焰传播速度较低,容易产生co排放超标。
通过提高燃烧区的温度可大幅降低co的排放量。
但这与降低燃烧区温度来降低Nox含量相矛盾。
现在比较先进的DLN燃烧室通过预混燃烧来降低燃烧温度已降低Nox含量。
但预混燃烧的稳定性较低,而本身中低热值煤气的燃烧稳定性较低,故移植到中低热值煤气燃烧室较为困难。
·冷却问题:煤气中含有H2,局部燃烧温度较高,易烧坏喷嘴。
前面提到由于燃油流量的增加,相应需要向燃烧区提供更大的空气流量,这将导致用于冷却的空气量减少。
这些问题的的解决依赖于实验、计算紧密结合:燃烧问题本身是比较复杂的,而中低热值煤气的成份比天然气多,反映过程也相应复杂。
以往的工作是以实验为主,数值模拟较为困难。
随着CFD技术的发展,我们目前已有了解决这类问题的工具,可以进行湍流、多组分扩散、化学反应进行联合模拟。
本文中采用FLUENT软件对同一燃烧室采用天然气和中低热值煤气进行了对比计算,对温度分布,火焰结构,燃烧效率及Nox分布进行了比较。
提高燃气轮机效率的论述

提高燃气轮机效率的论述燃气轮机是一种高效、灵活、可靠的能源转换技术,被广泛应用于发电、航空、船舶和工业生产等领域。
为了提高燃气轮机的效率,需要从多个方面进行优化和改进。
一、燃料选择燃气轮机的燃料可以是天然气、煤气、液化气或燃油等,不同燃料的组成和性质会影响到燃气轮机的效率。
一般来说,天然气是最为常用的燃料,因为其成分较为纯净,热值高,不含杂质和硫化物等有害物质。
使用高品质的燃料可以提高燃气轮机燃烧效率,减少排放。
二、提高燃烧效率燃气轮机的关键是燃烧室的设计和燃烧过程的控制。
燃气轮机燃烧室通常采用蒸汽预混式燃烧或干式低NOx燃烧技术,而燃烧过程的控制则需要对燃料和空气的比例、燃烧温度、燃烧速度等进行精确调节。
采用高效的燃烧技术和先进的控制系统可以提高燃气轮机的燃烧效率和出力。
燃气轮机的透平部分是实现能量转换的核心部件。
提高透平效率需要从透平叶片的叶片数、叶片弦长、叶片角度、叶片形状等方面进行设计优化。
此外,采用高温高压的工质可以提高透平效率,但也会增加透平叶片的热负荷和磨损,需要加强材料和涂层的研究和应用。
四、减少磨损和损耗燃气轮机的长期运行会导致零部件的磨损和损耗,使得燃气轮机的效率下降。
为了减少磨损和损耗,需要采用高强度、抗磨损的材料和涂层,对零部件进行精密加工和表面处理。
此外,定期检查和维护也是减少磨损和损耗、提高燃气轮机效率的关键。
五、系统集成与优化燃气轮机系统是由多个子系统组成的,包括燃气轮机本身、发电机、控制系统等。
针对不同应用场景,需要进行系统集成和优化,使得各个子系统之间协同工作,最大限度地发挥燃气轮机的效率和性能。
同时,应该采用先进的控制系统、智能化的监控系统、精确的数据采集和分析技术等手段,对燃气轮机进行实时监控和优化。
总之,提高燃气轮机效率需要从多个方面进行优化,包括燃料选择、燃烧效率、透平效率、磨损和损耗以及系统集成和优化等。
随着科技的发展和创新,燃气轮机的效率和性能将不断提升,成为更加可靠、高效的能源转换技术。
天然气组分对燃气轮机运行的影响

℃) 这 样 Na S , 2 O4在轮机 内高温环境 下 以半 熔 的 粘 液 状 态 存 在 于 燃 气 中 。 Na S O 4熔液 会粘附在 金属表面 上 ,能使 2 C1 O3金属保 护 层腐 蚀熔化 。从而使活 跃 2 - 的合金材料暴 露 ,被 S 2 和 S 3等直接腐 O O 蚀 ,若 金 属表 面 存 在 小 裂缝 等 金 属缺 陷 , 这 种 腐 蚀 在 缺 陷 的 边 界 处 将 会 发 展 得 更 快 ,腐 蚀 会 更 加 严 重 。 燃 烧 室 和 透 平 是 轮 机 的 关 键 燃 烧 设 备 ,为 保 证 它们 时 刻 完好 可 靠 ,保证 发 电 工作 的 顺利 完 成 ,需 要去 除 天 然 气 中含 的 硫 的 不稳 定化 合物 。 3 天 然 气 中 的 水 分 对 轮 机 的 不 良 影 、 透 平尾 部 第 三级 有 一 片 叶片 出现 较 大 的裂 响 . 痕 。我 们 初 步分 析 认 为 是燃 气 中含 有硫 的 在轮 机三 级 燃 料 阀清 洗过 程 中 ,发 现 不 稳 定 化 合物 造 成 上 述 问 题 。 有较 多黑 色轻 质油 和 水 分 ,这 些 轻 质油 和 水分 经 常 会堵 塞三 级 燃料 润 中的细 小 管 路 和通 道 ,在 冬 季 当设 备 长 时 间停运 时 ,这 些水 分 冻 结堵 塞管 路 造 成 的危 害更 大 , 由 于供 气压 力 不 足导 致 的 轮机 启 动 故障 。 同 时 ,水分会溶解 Na、K、V等金属离子 ,和 s 的 高温 作 用 ,会 形 成对 燃 烧 室内 壁和 透
清 洗前
70 5 70ห้องสมุดไป่ตู้5
洁洗后
80 0 70 9
清洗 前
4O 8 50 5
探讨天然气组分对燃机电厂的经济影响

探讨天然气组分对燃机电厂的经济影响近几年,国家环保要求日趋严格,人们保护生存环境的意识也在增强,中国对天然气这种清洁能源的需求大幅增长,以天然气为燃料的燃机电厂在全国各地都投入运行。
樟洋电厂地处东莞樟木头镇樟洋村,目前拥有两台PG9171E型燃气轮机,2台三压余热锅炉和2台双压纯凝汽式汽轮发电机组。
机组属于调峰机组,以天然气为燃料,天然气向中海油购买,通过深圳大鹏LNG公司的管网直接输送电厂门站。
2010年中海油提供的天然气主要来自澳大利亚,气源稳定。
进入2010年以来,中海油开始引进卡特尔的天然气,并以主要气源来向电厂供气。
电厂方面发现机组单位热量发电量明显低于往年,平均下降了0.9%左右,这对电厂的经济影响巨大。
这一现象引起我们高度重视,全面着手查找其中的原因。
1 从电厂设备自身的角度查找原因1.1 进行了天然气系统严密性检查,未发现明显的天然气泄漏点检查天然气设备是否产生泄漏,这项工作是电厂运行部常设的工作内容,每个月都进行两次彻查,至今还没有发现大量天然气泄漏的情况。
1.2 机组性能试验(1)进行了机组性能参数比较分析,没有发现机组性能明显下降;跟2009年同期相比,取1#机组几组工况相当参数对比如下(大气温度相当,两套机组运行):从上表1可以看出,机组的性能没有明显下降。
1.3 电厂出口电表计量电厂各机组出口电表和电网公司电表是经常校准,而且相互验证,没有差错。
2 深圳大鹏公司天然气计量准确性收集樟洋电厂所使用的天然气的气体组分、热值、密度等数据,和离我厂最近的天然气供输站进行实时数据对比,因为都是同一母管输送,天然气品质应该一样。
将两个测量点的数据进行了详细的比较。
总共采用了1400个热值数据进行比较,两者的差距很小,只有0.048%,这是在仪器的误差范围内。
可以认为仪器测量没有误差。
3 对比天然气组成影响排除以上影响因素,电厂开始怀疑是燃料组分和热值的变化,是否是引起单位热量发电量下降的原因。
试谈燃气电厂天然气调压站配置

试谈燃气电厂天然气调压站配置引言:随着燃气轮机技术不断的发展及日益严峻的环境问题。
燃气轮机联合循环发电机组以投资少、污染少、周期短的优势得到了迅速的发展。
本文结合国内外燃气电厂的实例应用,对天然气调压站内各模块的配置及功能进行分析,为类似项目提供参考。
一、燃气轮机的用气要求:天然气对燃气轮机的影响因素主要有4个:1.天然气的品质。
以GE公司9E级燃气为例,要求天然气甲烷含量>85%,惰性气体总含量<15%(N2 Ar CO2)。
固体杂质含量为30PPMWT,不允许包含5μm以上的固体颗粒,不允许包含液体杂质。
2.天然气的过热度。
天然气输送到燃烧系统的喷嘴时不能含有液体状态的成分。
适宜的过热度将保证进入燃机的天然气不含任何液体。
3.天然气的压力为了保证燃气轮机的正常工作,气体燃料的供给压力必须超过燃料喷嘴最大的压降和为使控制阀喉部保持音速的气体燃料控制阀的最小压降。
4.天然气的热值为了确保在各种工况的运行模式中燃料喷嘴压比保持稳定,特制定了Wobber指数的变化范围,通常要求不超过±5%。
为了满足燃气上述用气要求,故在天然气进入燃机前设置天然气调压站,从而使天然气满足燃机用气要求。
二.天然气调压站的配置及功能1.天然气调压站的作用天然气调压站的作用是通过与输气管道连接,将天然气经过调压、稳压后,达到燃机的用气要求。
天然气调压站通常由入口模块、粗分离模块、精过滤模块、计量模块、加热模块、调压模块、排污模块、放散模块组成。
模块中的单体设备通过管道连接,实现模块功能。
各模块以单独撬块的形式进行集成,便于运输,同时减少了现场安装的工作量。
模块与模块之间通过管道与法兰连接组成天然气调压站系统。
1.1 入口模块入口模块配置有绝缘接头和火警关断阀。
绝缘接头可实现调压站与上游输气管道的静电绝缘;火警关断阀在发生燃气泄漏,工厂起火或其它紧急事件时切断气源,保证安全。
1.2 粗分离模块粗分离模块配置了全场容量的粗分离器以及仪表、阀门等。
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电气耗越低 机组效率越高 ,当然效益也是越好 。
某公 司采用 的是美 国 G E公司生产 的多轴 S 2 0 9 F A型燃 气一蒸 汽 3 环保性方面
NOX排放 : ห้องสมุดไป่ตู้对 日益严峻的环保 问题和 日 趋严苛 的环保 要求 ,作为燃气轮机
汽轮 发 电机 组 ,其 中单 台燃 机 额定 出力 2 5 0 M W ,汽轮 机 额定 出 力 的燃烧排放物之 一的氮氧化 物 ( NO X )正被作为环保是否合格的重要 2 8 0 M W ,总 出力 7 8 0 M W。公 司气源 由西气 一线、西气 二线 、川 气、 标准之一 。 NO X气体是危害大 ,且 较难处理的大气污 染物 ,它不仅 东海来气、液化天然气 ( L NG )组成 ,天然气 热值复杂 多变 ,下面我 刺激人的呼吸系统 , 损害动植物 , 破坏臭氧层 , 而且也是 引起温室效应 、 们就 以该公 司两 台 9 F 燃 机运行情 况为例从 电厂机组运 行的几个典 型 酸雨和 光化学反 应的主要物 质之一 。我 国是燃煤大 国 , NO X排放 的 方面来分析。 控制尤为严重 ,随着对环境 问题 的重视 ,煤 电机组脱硝 已经是必备条
风采 ,取而代之的是各类清 洁、高效的新能源发 电,在各类清 洁能源
中天然气尤 为突出 ,它 比核 电更安全 、可控 , 比风电、天阳能发 电更
稳定、比水力发电选 址条件等更广 泛。
联 合循 环机 组 ,采 用 “ 二 拖一 运行 模式 ,包 括 两台美 国 D e h a k 公 司的 卧 室三压 再 热 自然循 环余 热 锅炉 ,1 台美 国 G E公 司的 D l l 型
0 引言
随着 日益严峻 的环境污 染问题 ,燃煤 电厂正在慢慢 的失去 昔 日的
气耗 :
天然气作为燃机的燃烧原料 ,它 的热值高低直接影 响的燃 机运行 的效率 ,同样的燃机负荷天然气热值高 时瞬时天然 流量 显然要 小于热
值较低的时候 ,我们将单位发 电量所用 的天 然气 量叫做 发 电气耗 ,发
脱硝设备 , 且对 NO X排放采取根据不 同的排放量 阶梯收费 ,旨在促 机组 因为煤质 问题造 成熄火的困扰 ,一般 的天然气热值 都能保证机组 进不断 降低 NO X排放 。虽然 当前燃 汽轮机组普遍都采 用了新型 的燃 在低负荷时 的稳定燃 烧。相反的根据多年 的运行经验 发现天然气热值 烧器及预混燃烧 的燃烧技术 ,但是 天然气热值的不 同,机组工况 的不 越高 ,在燃机低 负荷 和燃 烧模式切换时燃烧脉动更 强烈 ,导致燃机低 同等均会造 成 NO X排 放的上下浮动 ,经过对天然气热值 长期 的跟踪 负荷时振动相对偏 高。脉 动燃烧的理论这里不过 多叙述 ,虽然脉动燃 发现 当天然 气在某一热值左 右时 N O X排放量会达 到最高值 ,我们称 烧有一些有利 的方面 ,但是也存在 一定 的安全 问题 ,如 :1 . 燃烧脉动 该热值为 最差 NO X排 放热值 。当然机 组的特性不 同,燃烧调整 的配 带来的强烈振动 问题 : 我 们需要关注 经过燃烧调整 的机 组在 不同负荷 比不 同均会造 成最差 N O X排放 热值 存在一定 的差 异。我们提 出的是 段的燃烧脉动情况 ,附加的振动值有多大 ,是否可 以通 过燃 烧调整得 建立在长期跟踪 的基础上确定 这一最差热值的数值 ,当某段 时间内热 以改观。2 . 由于脉动燃烧器 内的压力脉动会诱发装置系统组件的振动 , 值接近最 差 NO X排放 热值时提 出进 行燃烧调整 的请求 ,为最佳燃烧 对系统构件 的强度 、工作可靠性可 能会造 成一定影响。3 . 燃 烧脉动带 调整时机提供依据 。正如上面 所说 到燃机振动 ,燃烧脉动等也可 以进 来的燃烧工况 问题 , 燃烧脉 动的程度越剧烈 ,越容易造 成对 燃机的火 行长期观察确定最差 的振动 热值 ,以便提前做好燃烧调整 的准备 。如 焰筒、联焰管及过渡 段的烧毁问题 ,轻则易造成涂层 的剥离 ,严重影 果G E公 司 的机 组增 加选 配 C D M ( D y n a mi n c o m b u s t i o n mo n i t o r i n g ) 响热通道的安全。4 . 噪声 问题 。 ’ 动态燃烧检测系统 ,则可 以通过对燃烧 系统 的脉动直观监视来判别 。 1 . 2 燃机熄火转速过高 在燃气轮机停机 过程 中 ,燃机从解列到熄火转速 的控制是通过速
t
1 安全性方 面
1 . 1 燃机脉动燃烧、振动
件 ,作为绿色 环保 电厂 的燃 汽轮机组我们对 于减少 N O X排放 ,响应 国家环保号召责无旁贷 ,尤其从 2 0 1 4 年起实施新的排放标准后 , 燃机 电厂执行 N O X排 放量不大于 5 0 m g / m ,北 京地区 的燃机 电厂均配备
6 5
泰工案 救术
天然气热值对燃气轮机运行的影响
吴寅琛 ( 江 苏华 电戚墅堰发 电有限公司 。 江苏 常州 2 1 3 0 0 0)
摘 要 :国 内燃气轮机组正 日 益增 多,作 为燃 气轮机原料 的天然气气源也 复杂多变,正 如煤质对 燃煤机组的影响一样 ,不同种 类的天然气对燃
天然气的高热值造就 了它的易燃性 ,所 以燃机不 用担心类似燃煤
4 结束语
天然气最为燃气轮 机的唯一 生产原料 , 对 于它的热值 的跟踪记录 ,
比阀 ( S R V)和燃气 控制阀 ( D 5 )的开度来决定 ,而这 两个 阀门的开 度是在 内置逻 辑里根据燃机转速下 降速度 设置 好的 ,所以对应同样的
气轮机的运行也有着举足轻重 的影 响,天 然气种 类的不同最 大的区别就在 于它热值 的不 同,所以本文就天然气热值 的不同对 燃气轮机运行 的影
响进行 分析。 关键词 :天然气;燃气轮机 ;影响 D OT: 1 0 . 1 6 6 4 0 / j . c n k i . 3 7 — 1 2 2 2 / t . 2 0 1 6 . 2 4 . 0 5 8