大型天然气发电机组燃机运行条件分析

李硕　辛建华

摘 要：在电厂当中大型天然气发电组燃机是非常重要的构成部分，并且其对具体的运行条件有着非常高的标准及要求。接下来，文章围绕大型天然气发电机组燃机运行条件进行论述，分别站在燃气成分、燃气供压、燃气中固液体杂质等实际含量等角度对工程中的具体准求作出了相关淺析，并且对于燃机的科学合理化运行提出了可参考性的建议，望能够具有一定的运用价值。

关键词：天然气；发电组燃机；运行条件

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

伴随着全球天然气能源供应量的不断增加，与以往传统的能源对比来看，天然气具备高热效率、清洁等显著优势，为此，获得了大范围地投入使用。大型天然气发电机组燃机的工艺结构是非常复杂的，并且发电机热功率很高，通常情况下两台机组就能够构成一个中型的发电站。大型燃机由最初的启动直至正式运行对燃机进口天然气参数均有明确要求，譬如：燃气供压、燃气中的固体颗粒物等杂质的存在、空气中含有的污染元素等都会在无形之中给天然气组燃机的正常运行带来较为显著性的影响。

1 燃气成分要求

为能够促使燃烧情况保持在稳定的一种状态，需对燃气当中的甲烷等气体的含量进行严格的制约，将那些惰性气体全部的清除干净，将天气然当中甲烷的实际含量掌控在80～98mol%。以某一固定气源为标准对燃烧设备进行科学合理性的调整，其中，天然气当中甲烷的实际含量是伴随着惰性气体的情况发生相应的变化。这里所说的惰性气体指的是天然气中的二氧化碳、氮气等气体，整体含量要控制在4mol.%以内。在惰性气体含量数值比较高的情况下，燃烧压力会发生明显的变化，若想确保整体燃烧保持在稳定的状态，则需提高扩散燃烧的比值，在此状况下，氮氧化物的实际排放量则会发生不断地改变，呈现出逐渐升高的变化趋势。

为能够促使燃烧系统的整体综合性能，对于具体的比热是需要加以认真考虑的，比热我们通常统称为燃气指数，基本单位为Kj/Nm3。譬如：标准燃料的燃气指数为35500 Kj/Nm3。一般状况下，燃气指数处于47300±15%范围的前提下燃机便会被得到充分地利用，若明确指定某一气体燃料，则需要将燃气指数控制在±5%的范围，并且整体变化速度不可超出5%每分钟。

2 供气压力准求

通常机组结构尺寸、最低环境温度、具体海拔、选用的燃料会对供气压力有着直接性的影响。通常状况下，燃烧设备的入口位置的压力数值要求保持在2.8～4.6MPa（g）的范围，但是，厂家不同对燃机的供气压力数值有着不一样的要求。通常而言，需将压力的波动区域控制在0.2MPa的范围，整体压力的实际变化速度每秒钟不可超出0.1MPa。当压力波动高出10Hz的情况下其波动峰值不可持续两秒钟内超出0.001MPa。在需要燃气增压机的情况下，通常会选择离心式增压机。

3 燃气中固液体杂质要求

气体燃料传输至燃烧系统喷嘴的情况下是不可有其他液体存在的，固体颗粒物会对燃气喷嘴造成很大的腐蚀作用，造成喷嘴不通，为此则需要在气液混合燃料达到饱和状态时其温度要达到11℃以上。

在清除可凝结性液体的时候，燃料系统当中所带有的碳氢化合物要进行根本性的清除，一般情况下会需要利用收集器、加热器进行碳氢化合物的清理，与此同时，燃气最低供气温度通常会高于5摄氏度，避免在燃气管道当中有结冰的情况发生。针对与燃气处理设施连接的燃气长管，需在其内进行液体收集器的科学合理性设置，同时可安装上液位报警装置及停机保护装置。

燃气当中包含了大量的固体颗粒，这些颗粒的存在会给燃气喷嘴造成极大的腐蚀，为此，需要对其进行严格性的限制。燃气中的固体颗粒应限制在30ppmwt以下，所有固体颗粒最大直径不能超过5μm。通常状况下，燃气进入到燃机前期，需要进行过滤设备的安装与设置，这样才能够将存留的固体颗粒全部的清除干净。

4 硫等其他杂质含量要求

以硫化氢H2S形式存在的硫的实际含量通常需低于5mol.%的水平，目的是对硫化氢给燃料系统带来的危害降到最低的程度。余热回收利用的整个过程当中，硫会给余热锅炉造成一定的侵蚀作用，通常需要将燃料中硫的实际含量控制在0.5mol%的范围。整个过程需对燃料、水分、空气中微量元素的实际含量进行明确的规定。

5 空气及水中所含污染物要求

压气机入口空气中会含有一定的杂质，这些杂质会流向热通道当中，为能够对污染情况进行准确的测定，通常会用空气与燃料质量比率乘以空气的污染物水平得到在假定的液态燃料等量基础上的污染物浓度。

在此过程当中，对于日常用水及清洗设备用水的排放情况进行严格地合理掌控，这样就能够减少热通道内杂质的深入。若水分中杂质的实际含量超出了相关固定，则需要进行水净化系统的安装。一般会将水中的污染物划分成两大类：活性溶解物质和全溶解物质。其中，溶解物质的质量被认为由于在燃烧过程中被氧化而加倍，并作为固体颗粒排除。

6 结语

大型天然气发电机组燃机的复杂系数是非常高的，并且作为十分关键的设备而存在。目前我国一些厂家是具有此设备的生产制造能力的，可是与西门子等国外的大型生产厂家生产出的产品对比存在非常大的差异性，譬如：故障发生率、维修周期等等。在整个工程方面，因大型天然气发电机组燃机在启动方面存在问题，便会诱使燃气不能正常启动的现象经常出现，造成巨大的经济损失。所以说，明确大型天然气发电机组燃机运行条件对提升机组运行效率有着重要的意义。

参考文献：

[1]樊栓狮，徐文东，谢东来.天然气利用新技术[M].北京：化学工

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[2]项友谦.天然气燃烧过程与应用手册[C].北京：中国建筑工业出

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