【正文】 ???2022/5/24 112 四、液化天然氣發(fā)電 ? 利用 LNG的燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán) ? 蒸氣動力循環(huán)中液體加熱段的溫度低，影響吸熱平均溫度的提高。燃?xì)廨啓C(jī)裝置的排氣溫度較高，因而可以利用廢棄的余熱來加熱進(jìn)入鍋爐的給水，組成燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)。燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)可采用不同的組合方案，圖 430為采用正壓鍋爐的聯(lián)合循環(huán)。 燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán) 2022/5/24 113 四、液化天然氣發(fā)電 ? 燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)的熱效率為： ? LNG燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電是一種新型發(fā)電技術(shù)，天然氣燃燒驅(qū)動燃?xì)馔钙桨l(fā)電，燃?xì)馔钙脚懦龅拇罅扛邷貜U氣進(jìn)入余熱鍋爐回收熱量，產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動蒸汽透平發(fā)電。該循環(huán)熱效率高達(dá) 55％，而蒸汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電的熱效率則僅分別為 38％～ 41％和 35％。綜合利用 LNG的冷量與燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)中的廢熱，可以有效提高燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)整個系統(tǒng)的熱效率。 ? ? ? ? ?)()()()()()(514134213421hhhhmhhhhmhhhh??????????????????2022/5/24 114 第五章 9FA機(jī)組氣體燃料及系統(tǒng) 2022/5/24 115 一、氣體燃料 ? 氣體燃料規(guī)范 ? 為了使燃?xì)廨啓C(jī)能更有效地?zé)o故障運(yùn)行，規(guī)范中規(guī)定了燃?xì)廨啓C(jī)氣體燃料的物理性能、組分和對污染雜質(zhì)的允許范圍，燃?xì)廨啓C(jī)用戶必須嚴(yán)格執(zhí)行。 ? 下表規(guī)定了適用于燃?xì)廨啓C(jī)的氣體燃料屬性和燃料組分的限值。除非另有說明，從點(diǎn)火到基本負(fù)荷都必須滿足對所有燃料性能的要求。 燃料屬性 最大值 最小值 備 注 氣體燃料的壓力 隨機(jī)組和燃燒室類型變化 氣體燃料的溫度 未定義 隨氣體壓力變化 低熱值 (Btu／ ft3) 無規(guī)定 100～ 300 僅是指導(dǎo)性數(shù)值 2022/5/24 116 一、氣體燃料 當(dāng)量韋伯指數(shù) (MWI) 絕對限值 54 40 變化范圍 +5％ 5％ 可燃性極限 未定義 ： 1 著火濃度上限和下限的比值 組分限值 (％ )(體積百分比 ) 甲烷 100 85 乙烷 15 0 丙烷 15 0 丁烷 +高階石蠟類(C4+) 5 0 氫 微量 0 一氧化碳 微量 0 氧 微量 0 總的惰性氣體(N2+C02+Ar) 15 0 2022/5/24 117 一、氣體燃料 芳香族 (苯、甲苯等 ) 報告 0 硫 報告 0 表中所規(guī)定的數(shù)值和限值都是指在燃料氣控制模塊進(jìn)口處的數(shù)值 ， 具體而言 是指在用戶的接口 (FG1處 )。 氣體燃料的壓力和最小供應(yīng)溫度隨機(jī)組和燃燒室 的類型而變化 。 熱值僅僅是作為指導(dǎo)性的數(shù)據(jù)而提供的 ， 用戶必須向設(shè)備制 造商提供專門的燃料分析結(jié)果 。 GE的規(guī)范規(guī)定韋伯指數(shù)變化率為 177。 5％ ， 說明使用它的燃料系統(tǒng) ， MWI在 177。 5％ 范圍內(nèi)變化是可以被接受的 。 規(guī)范中沒有對可燃性極限的最大值做出規(guī)定 ， 對于可燃性極限遠(yuǎn)大于天然氣 的燃料氣系統(tǒng) ， 啟動時要求選用天然氣或另一種燃料 。 2022/5/24 118 一、氣體燃料 ? 規(guī)范中未對氣體燃料中硫的含量加以限制。經(jīng)驗(yàn)表明，燃料中硫含量在 1％ (體積百分比 )內(nèi)對氧化或腐蝕率沒有明顯的影響。 ? GE公司生產(chǎn)的各類產(chǎn)品，在透平進(jìn)口處各類雜質(zhì)的限值 如下表所示。 微量金屬 透平進(jìn)口限 Xe (ppb)(W/W) 燃料當(dāng)量限值 XFe (ppb)(V/V) 機(jī)組代號 機(jī)組代號 MS300 MS5000 B、 E和 F級燃?xì)廨啓C(jī) FB、 H級燃?xì)廨啓C(jī) MS3000， MS5000 B、 E和 F級燃?xì)廨啓C(jī) FB、 H級燃?xì)廨啓C(jī) 透平進(jìn)氣流量 /燃料流量 50 12 4 鉛（ Pb） 20 20 對于 FB、 H級機(jī)組，Pb、 Ca、 V、 Mg的極限值等同于其他機(jī)組 鈣（ Ca） 40 40 釩（ V） 10 10 鎂（ Mg） 40 40 2022/5/24 119 一、氣體燃料 鈉加鉀 Na/K=28 20 3 見 GEI 107230《FB和 H級機(jī)組氣體燃料允許堿金屬濃度 》 Na/K=3 10 3 Na/K=1 6 3 顆粒 總計 600 400 30 對顆粒的限值向GE咨詢 超過 10μm 6 4 2022/5/24 120 一、氣體燃料 ? 供應(yīng)的氣體燃料應(yīng)該是 100％沒有液態(tài)的。 ? 通常在天然氣中發(fā)現(xiàn)的鈉和鉀來自海水，是一種有腐蝕性的微量金屬污染物。 Na/K=28通常是海鹽中的配比。 ? 設(shè)計燃料氣體輸送系統(tǒng)，要防止固體顆粒進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)的氣體燃料系統(tǒng)，其措施不僅僅限于過濾固體顆粒，并應(yīng)將從過濾器出口到燃?xì)廨啓C(jī)入口的管道選用無腐蝕的不銹鋼管。在燃?xì)廨啓C(jī)投運(yùn)之前或修理后要對氣體燃料管路系統(tǒng)做好清潔、沖洗和維護(hù)。 2022/5/24 121 一、氣體燃料 ? 氣體燃料供給壓力和溫度 ? 氣體燃料供應(yīng)壓力取決于燃?xì)廨啓C(jī)的型號、壓氣機(jī)的壓比、燃燒系統(tǒng)的設(shè)計、燃料的氣體分析和機(jī)組特定的現(xiàn)場條件。 ? 對于一臺正在運(yùn)行的燃?xì)廨啓C(jī)，最大可達(dá)到的輸出功率是在最低環(huán)境溫度條件下，由供氣壓力決定的。 ? 燃料氣體供應(yīng)壓力要允許在最低的現(xiàn)場環(huán)境溫度時，經(jīng)過所有閥門、管道和燃料噴嘴進(jìn)入燃燒室的燃料流量為最大流量。 ? 此時燃料控制閥門位置在最大閥桿行程和最小壓力處，同時燃?xì)廨啓C(jī)處于最大流量和最低環(huán)境溫度條件下。 2022/5/24 122 一、氣體燃料 ? 氣體燃料需要的最小和最大供應(yīng)壓力 燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組系列 供氣壓力（ KPa）（ psig） 要求的最小值 允許的最大值 標(biāo)準(zhǔn)燃燒室 DLN1燃燒室 15℃ （ 59℉） ℃ （0℉ ） 15℃ （ 59℉） ℃ （0℉ ） MS3002J 793(115) 896(130) 1413(205) MS5001R 1000(145) 1103(160) 1551(225) MS5002B 1551(225) 1551(225) 1896(275) MS6001B 1655(240) 1862(270) 1965(285) 2069(300) 2413(350) 2022/5/24 123 一、氣體燃料 MS7001EA 1793(260) 2102(305) 2022(290) 2137(310) 2413(350) MS7001FA 2137(310) 2379(345) 2413(350) 2551(370) 3103(450) MS9001E,7只閥 1896(275) 2206(320) 2241(325) 2413(325) 3103(450) MS9001E,9只閥 1723(250) 2102(305) 2069(300) 2241(325) 3103(450) MS9001F 2069(300) 2275(330) 2275(330) 2379(345) 3103(450) MS9001FA 2172(315) 2448(355) 2413(350) 2551(370) 3103(450) 2022/5/24 124 一、氣體燃料 ? 為了確保燃料氣體供給到燃?xì)廨啓C(jī)時 100％沒有液滴，要求氣體燃料供氣溫度有一定過熱度。所謂過熱度就是燃料氣的溫度和它自己的露點(diǎn)之間的溫差，它取決于碳?xì)浠衔?(烴 )和濕氣的濃度。 ? 對于具有標(biāo)準(zhǔn)型燃燒系統(tǒng)的 GE燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)型，天然氣的供氣溫度高于供氣壓力下碳?xì)浠衔锏穆饵c(diǎn)溫度至少 15℃ ，最高不超過70℃ 。 ? GE帶有干式低 NOX燃燒系統(tǒng) (DLN)對供氣溫度和加熱系統(tǒng)有特殊要求，從提高整個聯(lián)合循環(huán)效率出發(fā)，為了充分利用余熱，氣體燃料供氣溫度在運(yùn)行時選用 185℃ 。 2022/5/24 125 一、氣體燃料 ? 到目前為止， GE公司有五個不同 DLN配置： DLN 、 +、DLN2． 6和 DLN2． 5H。每一種燃燒室對應(yīng)于一種或幾種機(jī)型，見下表。 燃燒勢型號 DLN1 + 應(yīng)用的機(jī)型 PG5271R PG5371R PG6541B PG6561B PG6571B PG6581B PG7111EA PG7121EA PG9171E PG6101FA PG7221FA PG7231FA PG9311FA PG9331FA PG9351FA PG7251FB G9371FB PG7231FA PG7241FA PG9231EC PG7371H PG9441H 2022/5/24 126 一、氣體燃料 ? 這些機(jī)型設(shè)計有不同的硬件配置和運(yùn)行方式，因此要求的加熱系統(tǒng)和燃燒的供應(yīng)溫度調(diào)節(jié)都有所不同。 S109FA單軸聯(lián)合循環(huán)機(jī)組采用 +型燃燒系統(tǒng)。 +(PG9351FA)燃料氣體加熱運(yùn)行的要求 2022/5/24 127 一、氣體燃料 ? 根據(jù)上圖所示，機(jī)組運(yùn)行時，既有冷加熱 (燃料氣加熱溫度小于或等于 120℉／ 49℃ )又有熱加熱。在熱加熱區(qū) (燃料氣加熱溫度至 365℉ ／ 185℃ )，燃料氣體的溫度必須滿足設(shè)計的當(dāng)量韋伯指數(shù)規(guī)定范圍。 ? 從點(diǎn)火和暖機(jī)直至加速至 95％額定轉(zhuǎn)速，燃燒室處于擴(kuò)散燃燒，一般只需冷加熱燃料氣就可以；從 95％額定轉(zhuǎn)速，經(jīng)全速空載至約 10％額定負(fù)荷，燃燒室處于從擴(kuò)散燃燒向先導(dǎo)預(yù)混燃燒過渡，可以采用冷加熱也可以采用熱加熱的加熱方法；從 10％～ 25％額定負(fù)荷區(qū)段，燃燒室處于先導(dǎo)預(yù)混燃燒，也可以采用冷加熱或熱加熱方式，但是必須滿足當(dāng)量韋伯指數(shù)要求的溫度限值。從 25 ％～ 50％額定負(fù)荷區(qū)段，仍然是先導(dǎo)預(yù)混燃燒，此時熱加熱溫度必須成功地控制當(dāng)量韋伯指數(shù)在限值上。 50％～ 100％額定負(fù)荷區(qū)間，是預(yù)混燃燒階段，此時要求調(diào)節(jié)熱加熱溫度，控制好當(dāng)量韋伯指數(shù)，直至燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)入基本負(fù)荷溫度控制。在燃料比例／截止閥前有一些熱電偶會自動激發(fā)完成這一轉(zhuǎn)變。 2022/5/24 128 一、氣體燃料 ? 天然氣氣源及其主要運(yùn)行參數(shù) ? 常規(guī)的 FA級燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組氣源取自天然氣管線，經(jīng)調(diào)壓站調(diào)壓后送人燃料系統(tǒng)?！拔鳉鈻|輸”天然氣的組分 (體積百分比 )和特性分別如下面兩個表所示。 成分 C C2 C3 IC4 NC4 IC5 NC5 C6 C7 CO2 N2 H2S ％（體積百分比） 3 2 5 6 1 8 3 7 2 西氣東輸天然氣組分 2022/5/24 129 一、氣體燃料 屬性名稱 數(shù)值（單位） 屬性名稱 數(shù)值（單位） 低熱值 106m2/s 韋伯指數(shù) WI 106kgs/m 2 燃燒勢 密度 可燃性極限 ％ ~％（體積百分比） 比重 0℃ 、 1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓天然氣性質(zhì) 在 ISO條件下，額定工況時，一套 S109FA機(jī)組發(fā)電功率是 ， 需天然氣流量為 103kg／ h，折合體積流量為 103m3／ h， 氣耗率為 ／ kWh。 2022/5/24 130 一、氣體燃料 ? STAG109FA燃料氣體的主要運(yùn)行參數(shù)： ? (1)調(diào)壓站的主要運(yùn)行參數(shù)。 ? 調(diào)壓站進(jìn)口天然氣壓力 ? 調(diào)壓站進(jìn)口天然氣溫度 環(huán)境溫度 ? 調(diào)壓站出口天然氣壓力 ? 調(diào)壓站出口天然氣溫度 滿足 GE公司 GEl41040G中對烴露點(diǎn)及水露點(diǎn) 的要求，出口天然氣溫度應(yīng)大于露點(diǎn)溫度 +5℃ ? 燃?xì)廨啓C(jī)基本負(fù)荷與暖機(jī)負(fù)荷天然氣流量變化范圍 50： 1 ? 調(diào)壓器的調(diào)壓精度 ≤177。 1％ ? 過濾精度及過濾效率 在天然氣溫度小于 15℃ 、濾芯阻力小于 2500Pa情況下，對 5μ以上的顆粒要求清除效率達(dá)到 100％；當(dāng)顆粒為 3～ 5p時，除塵效率應(yīng)不小于 ％；當(dāng)塵粒在 2～ 3μ范圍時，過濾效率應(yīng)不小于 99％；當(dāng)塵粒在 1弘時，過濾效率應(yīng)不小于 99％。 2022/5/24 131 一、氣體燃料 ? (2)氣體燃料前置系統(tǒng)的主要運(yùn)行參數(shù) ? 在啟動時，當(dāng)燃料氣還未達(dá)到最低過熱度要求的溫度時，通過電加熱器保證燃料氣的過熱度，燃料氣最小加熱溫度為 27． 8℃ ，通常該溫度為 48℃ 或更高一點(diǎn)。燃料氣進(jìn)人性能加熱器模塊，用中壓省煤器出口的鍋爐給水加熱氣體燃料至 185℃ ，具有最佳效果。對于使用干式低 NOX燃燒系統(tǒng)的燃?xì)廨啓C(jī)，為了該系統(tǒng)的安全穩(wěn)定燃燒，要求在整個運(yùn)行范圍內(nèi)保持或控制當(dāng)量韋伯指數(shù)的變化在 5％范圍內(nèi)，以保持各工況下運(yùn)行穩(wěn)定和高效率。 ? 過濾精度為，能去除直徑在 ~4μm的霧滴。 2022/5/24 132 一、氣體燃料 ? (3)燃?xì)?