摘要:文章首先分析了燃气发电机组的特性,包括性能参数、变工况特性和其他特性,随后介绍了燃气发电机组的选型原则,包括特点比较和选型原则等内容,希望能给相关人士提供一些参考。
关键词:分布式能源;燃气发电;机组特性
引言:在分布式能源系统当中,燃气发电机组发挥着重要的作用,能够影响整个系统的运行状态。从我国目前社会发展状况来看,机场和大型医院等都开始引进分布式能源项目,促进供暖、生活用水和蒸汽等方面的顺利发展。但是从部分企业中应用燃气发电机组的实际状况来看,还没有将其优势充分挖掘出来,主要就是没有根据机组特性急性合理选型。
一、燃气发电机组特性分析
(一)性能参数
首先是发电功率,微型的燃气发电机组拥有较小的单机发电功率,可以针对多台组合形式进行模块化设计[1]。小型的燃气发电机组拥有较大的单机发电功率。内燃机式的燃气发电机组合拥有较宽的单机发电范围。
其次是发电效率上,小型以及微型的燃气发电机组拥有相对较低的发电效率,而中微型的燃气发电机组发电变化程度不大,集中在百分之三十左右。小型式的燃气发电机组拥有较大的发电效率变化,随着发电功率的降低而不断减小,在发电功率小于4MW的情况下,甚至低于微型式燃气发电机组所拥有的发电效率。
(二)变工况特性
部分负荷特点,额定发电功率是3MW的内燃机燃气发电机组和小型式的燃气发电机组所展现出来的发电效率能够随着负荷率的下降,其发电效率也相继降低。微型的燃气发电机组能够针对多台组合模式进行模块化控制,在负荷率不断下降的过程中,合理调整运行模块数量,控制发电效率。1000KW额定发电功率的微型模式的燃气发电机组在进行模块化管控中,即使用电负荷较低,依然能够拥有高水平的发电效率。
环境因素的影响,内燃机燃气发电机组和轮机燃气发电机组中的ISO标准参考条件存在一定的差异轮机燃气发电机组主要参考条件是温度15摄氏度,海拔为0米,而内燃机燃气发电机组参考条件是温度25摄氏度,海拔100米[2]。小型或是微型模式的燃气发电机组在温度大于15摄氏度、超出海平面的条件下就会发现其中的发电功率呈现出一种下降的趋势,当温度超出30摄氏度时,发电功率递减。
(三)其他特性
燃料的适用性,小型或是微型的燃气发电机组拥有较强的燃料适应性,可以使用多样的气体燃料,可以使用杂质较多、热值低、含氢量高的劣质气体燃料。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆内燃机燃气发电机组对于燃气品质方面拥有较高的要求吗,尤其是对清洁度的要求比较高,不适合使用含有大量液体杂质或是固体杂质的气体燃料,同时对于燃气热值波动范围也拥有严格的要求,遇到热值较低的状况时,机组发电功率也相对下降。
设备的维护,高质量的微型燃气发电机组中仅有运动部件一个,以空气轴承技术为基础,不需要进行冷却和润滑,辅助设备较少,因此相对来说,维护工作任务也比较少,费用低。内燃机燃气发电机组中拥有多样的运动部件,为此火花塞以及润滑油等需要进行频繁替换,维护成本高、消耗量大,但是可以在项目现场进行各种维护工作。小型的燃气发电机组和微型的燃气发电机相比,工作量和维护费用都比较高,和内燃机燃气发电机组相比较低,但是大修通常会在制造厂中实施。因此立足于整个生命周期分析,小型的燃气发电机组比内燃机燃气发电机组的维护费用要高。
二、燃气发电机组的选型原则
(一)特点比较
微型燃气发电机组的主要优势就是可以实现组合模块控制,同时额定发电功率也比较小,负荷适应能力较强。烟气和噪声中的中的NOX体积分数都比较低,振动幅度小。可以应用中压或是低压燃气,不需要设置多余的增压设备,维护成本低,维护工作量少,能够实现无人看管模式。对于燃料的适应力也比较强。其中的弱点就是发电效率低,机组性能容易受到温度和海拔等环境的影响,烟气品位较低。
小型燃气发电机组优势就是能够制造高压蒸汽,同时烟气品位较高。可以和蒸汽轮机的发电机组进行联合发电,烟气和噪声中的中的NOX体积分数都比较低,对于燃料拥有较强的适应能力,其中的问题就在于需要使用次高压燃气或是高压燃气,此外还需要增设增压设备,维护工作任务繁杂,无法在项目现场实施大修,温度和海拔等因素对燃气发电机组性能的影响比较大。
内燃机燃气发电机组的优势就是发电效率强,烟气品位高。负荷特性较好。温度和海拔等因素对机组性能影响较小。其中的问题就是管道系统比较复杂,同时辅助型设备较多,需要进行冷却润滑。维护工作多,成本高,管理复杂,同时对于燃料品质方面的要求也相对较高。
(二)选型原则
在用电负荷变化幅度较大的施工项目中,像是商业建筑等工程可以使用内燃机燃气发电机组或是微型燃气发电机组,从而能够满足部分负荷下的发电效率需求。对于那些排放、噪声要求较高的工作,可以使用小型燃气发电机组或是微型燃气发电机组。假如使用内燃机燃气发电机组,需要考虑到机组中的减振、降噪性能,同时结合具体要求安装烟气脱硝装置。对于那些周围没有次高压或是高压燃气管网,同时无法增设增压设备的环境,可以使用微型燃气发电机组,或是内燃机燃气发电机组。
在温度和海拔较高的项目环境中建议使用内燃机燃气发电机组,预防发电功率的逐渐衰减。对于仅拥有高压蒸汽需求的建设项目,可以使用小型的燃气发电机组,在维护管理能力较差的项目中,可以使用微型轮机燃气发电机组。
至于在电热比超出一的项目中,可以使用内燃机燃气发电机组,这样比较经济节能,对于那些电热比低于一的建设项目,使用小型燃气发电机组或是微型燃气发电机更加适合,能够让分布式能源系统中的电热供应和实际需求之间互相匹配,减少余热排放或是补燃问题,节约能源,提高经济效益。
结语:综上所述,对燃气发电机组进行合理选型是保障分布式能源系统稳定运行的基础。在实际选型过程中,应该提前掌握燃气发电机组的不同种类,同时明确不同类型的使用特性,其中包括变工况特性和性能参数等内容,在以此为基础结合具体状况进行选型,保证燃气发电机组能够充分发挥性能优势。
参考文献:
[1]姜小红.分布式能源系统燃气发电机组特性及选型原则[J].中国新技术新产品,2016(24):44.
[2]张丹,高顶云.分布式能源系统燃气发电机组特性及选型原则[J].煤气与热力,2013,33(10):20-23.
论文作者:徐宝居1,董俊超2,乐挺2
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/11
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