燃气轮机值班燃料替代技术
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M701F4燃机燃烧调整关键技术分析摘要:本文从三菱M701F4燃机燃烧系统结构、燃烧控制逻辑、操作步骤,以及在调整过程中燃烧稳定性的变化规律这四个方面解析了三菱M701F4燃机燃烧调整关键技术。
M701F4燃机主要通过调整值班燃料流量和旁路空气流量来重新确认燃机在运行时的燃烧稳定性裕度,调整对象仍然是基准温控线。
燃调负荷点的确定原则是在常用负荷段以及高负荷段的间隔尽可能小。
值班燃料量的调整范围是±0.5%,旁路空气的调整范围是±5%。
在高负荷下,在旁路阀开度和值班阀开度下调的过程应缓慢操作。
前言:M701F4 型燃气轮机是三菱重工投入商业运行中先进的机型,具有热效率高、启停速度快、污染小、自动化程度高等特点。
为了使燃气轮机安全可靠运行,首先要确保燃烧室内燃烧的稳定[1],若燃烧不稳定,轻则导致熄火跳机,重则会对燃烧室造成不同程度的损坏。
燃烧调整是保障燃烧稳定的一种调节手段[2-5],通过调整各支路燃料流量,进而调整燃烧室内局部燃空比,达到平衡燃烧振动和NOx排放的关系。
本文在相关文献的基础上结合运行经验[6],通过对燃烧调整涉及到的相关技术开展解析,为三菱燃机实施自主燃烧调整提供参考。
1、燃烧系统的结构M701F4燃机燃烧系统主要构成部分有喷嘴、内筒、尾筒、旁路阀等,从压气机扩压器出来的空气流入燃烧器,在燃烧室内与燃料混合后燃烧,燃烧后的高温燃气流入透平做功。
燃烧器属于环管布置方式,周向布置20个,燃料在燃烧器中先与空气均匀掺混后再进行燃烧,可有效降低燃烧温度,降低NOx排放。
旁路阀是三菱燃机特有的控制机构,可以控制燃烧室头部进气量,使燃烧进一步适应不同压气机进气流量,提高燃烧稳定性。
相比于M701F3,MF701F4采用了FMk-8燃烧室,在燃料分配方面,该燃烧室升级了旋流器喷嘴,增加了顶环端盖喷嘴,原来的8个主喷嘴被分为两组,由两路燃料调阀分别控制,因此燃料分配变为四路,分别是值班燃料、顶环燃料、主燃料A、主燃料B。
燃气轮机的热效率提升技术在当今能源领域,燃气轮机作为一种重要的动力设备,其热效率的提升对于能源的高效利用和环境保护具有至关重要的意义。
燃气轮机广泛应用于发电、航空、船舶等领域,其性能的优劣直接影响着相关行业的发展和运营成本。
燃气轮机的工作原理是将燃料燃烧产生的热能转化为机械能。
在这个过程中,燃气轮机的热效率受到多种因素的影响。
要提升燃气轮机的热效率,需要从多个方面入手,包括改进燃烧技术、优化热力循环、提高部件性能以及采用先进的冷却技术等。
首先,改进燃烧技术是提高燃气轮机热效率的关键之一。
传统的燃烧方式往往存在燃烧不完全、污染物排放高等问题。
通过采用先进的燃烧技术,如贫燃预混燃烧、富氧燃烧等,可以提高燃料的燃烧效率,减少污染物的生成。
贫燃预混燃烧技术能够使燃料和空气在燃烧前充分混合,实现更加均匀的燃烧,从而提高燃烧效率。
富氧燃烧则是增加燃烧空气中的氧气含量,有助于燃料的充分燃烧,提高热效率的同时降低污染物排放。
优化热力循环也是提升燃气轮机热效率的重要途径。
目前常见的热力循环有简单循环、回热循环和联合循环等。
简单循环是燃气轮机最基本的工作模式,但其热效率相对较低。
回热循环通过回收排气中的余热来加热进入燃烧室的空气,从而提高热效率。
联合循环则是将燃气轮机与蒸汽轮机结合起来,利用燃气轮机的排气余热产生蒸汽,驱动蒸汽轮机做功,进一步提高了整个系统的热效率。
通过对这些热力循环的优化设计和合理组合,可以显著提升燃气轮机的热效率。
提高部件性能对于燃气轮机热效率的提升也起着重要作用。
燃气轮机的主要部件包括压气机、燃烧室和涡轮等。
压气机的性能直接影响着进入燃烧室的空气压力和流量,通过优化压气机的设计,如采用先进的叶片造型和多级压缩技术,可以提高压气机的效率。
燃烧室的设计需要考虑燃烧的稳定性、燃烧效率和污染物排放等因素,采用新型的燃烧器结构和耐高温材料,可以改善燃烧室的性能。
涡轮是将燃气的热能转化为机械能的关键部件,通过优化涡轮叶片的设计、提高材料的耐高温性能以及采用先进的冷却技术,可以提高涡轮的效率和工作寿命。
低热值煤气燃气轮机的技术挑战与解决方案引言:随着全球能源需求的增长和环境保护的要求,低热值煤气作为一种非常重要的能源资源,正逐渐得到广泛应用。
然而,由于低热值煤气中燃烧物质的组成复杂,其中包括大量的不稳定成分和杂质,低热值煤气的利用给燃气轮机带来了一系列的技术挑战。
本文将就低热值煤气燃气轮机的技术挑战进行分析,并提出相应的解决方案。
一、低热值煤气的技术挑战1.1 燃烧不稳定性低热值煤气中存在大量的低能量燃烧成分,如CO和H2,这些成分具有较高的点火温度和燃烧速度,容易引起燃烧的不稳定性问题。
燃烧不稳定性会导致火焰失稳、爆炸等安全隐患,同时也会降低燃烧效率。
1.2 高温腐蚀和积碳低热值煤气中的硫化氢、氯化物等有害气体和杂质,容易引发高温腐蚀和积碳现象,加速燃气轮机的磨损和老化。
腐蚀和积碳问题不仅会降低设备的寿命,还可能导致设备突发故障和停机维修。
1.3 气体净化难度大低热值煤气中含有多种杂质如颗粒物、硫化物等,这些杂质会对燃气轮机的正常运行产生不利影响。
净化低热值煤气的难度大,需要投入大量的净化设备和工序,增加了项目投资额和运行成本。
二、低热值煤气燃气轮机的解决方案2.1 燃烧控制技术的改进通过燃烧控制技术的改进,可以提高低热值煤气燃烧的稳定性。
采用适当的点火系统,优化燃烧室设计,并利用高效燃烧器,可显著减少低热值煤气燃烧时的不稳定现象。
此外,采用自适应控制算法能够实时监测燃烧状态,及时调整燃气轮机运行参数,保持燃烧的稳定性。
2.2 材料和涂层技术的优化为了解决低热值煤气引起的高温腐蚀和积碳问题,可以采用高温合金材料和耐腐蚀涂层技术进行优化。
高温合金材料具有出色的抗腐蚀和耐高温能力,能够延长设备使用寿命。
耐腐蚀涂层技术可以形成一层抗腐蚀和抗磨损的保护层,进一步保护设备不受低热值煤气的侵蚀。
2.3 完善气体净化系统为了有效净化低热值煤气中的杂质,可以增加气体净化系统的设备和工艺。
采用吸附剂、过滤器等多种净化设备,对低热值煤气进行多级过滤和吸附处理,以降低杂质浓度和保证燃气轮机的正常运行。
船用气体燃料发动机技术对比及应用引言:随着环保意识的不断增强,船用气体燃料发动机作为一种清洁能源技术,受到了越来越多的关注和应用。
本文将对船用气体燃料发动机技术进行对比,并探讨其在航运行业中的应用。
一、船用气体燃料发动机技术对比1. 液化天然气(LNG)发动机:液化天然气是目前应用最广泛的船用气体燃料,其主要成分是甲烷。
LNG发动机采用燃气混合式点火系统,具有高效率、低排放和低噪音的特点。
LNG作为一种清洁能源,其燃烧过程中几乎不产生硫氧化物和颗粒物,对环境污染较小。
2. 液化石油气(LPG)发动机:液化石油气是由丙烷和丁烷等石油气组成,与液化天然气类似,具有较高的能量密度和较低的排放特点。
LPG发动机可以直接替代柴油发动机,无需更改船舶的动力系统,具有较好的适应性。
3. 氢气发动机:氢气是一种理想的清洁能源,其燃烧产生的唯一副产品是水。
然而,氢气的储存和供应技术仍存在挑战,目前在船舶领域的应用较为有限。
二、船用气体燃料发动机的应用1. 船舶动力系统:船用气体燃料发动机可以直接替代传统的柴油发动机,成为船舶的主要动力系统。
通过使用清洁能源,可以减少船舶排放的二氧化碳、氮氧化物和颗粒物等有害物质,降低对海洋环境的污染。
2. 港口设施:船用气体燃料发动机技术也可以应用于港口设施,例如港口拖轮、起重机等。
这些设备在港口作业过程中通常需要长时间运行,使用清洁能源可以有效降低港口周边的噪音和空气污染。
3. 海上巡逻船和渔船:海上巡逻船和渔船长时间在海上工作,对燃油的需求量较大。
使用船用气体燃料发动机可以降低燃油成本,并减少对海洋环境的污染,符合可持续发展的要求。
4. 公共交通工具:船用气体燃料发动机技术还可以应用于公共交通工具,例如渡轮和观光船等。
这些船只通常在城市水域频繁运行,使用清洁能源可以改善城市空气质量,提高居民的生活质量。
结论:船用气体燃料发动机技术在航运行业中具有广阔的应用前景。
与传统的柴油发动机相比,船用气体燃料发动机具有更低的排放和噪音水平,有助于改善海洋环境和城市空气质量。
燃气轮机中的燃烧技术研究燃气轮机是一种利用燃气驱动的轮机,其核心部件是燃气轮机发动机。
由于其具有高性能、高效率、低污染等优点,燃气轮机越来越受到广泛关注和应用。
而作为燃气轮机发动机的核心部件,燃烧技术对其性能和效率起着决定性的作用。
本文主要介绍燃气轮机中的燃烧技术研究。
一、燃烧技术的发展燃烧技术是指对燃料及其氧化剂进行充分混合,并在适当条件下进行反应,将化学能转化为热能和动能的技术。
燃气轮机作为一种高效率的动力装置,其燃烧技术一直是人们关注的焦点。
早期的燃气轮机采用的是平行管式燃烧器,其燃烧效率和排放指标都较低。
随着技术的不断进步,喷嘴式燃烧器逐渐成为主流,这种燃烧器具有燃烧效率高、排放指标低的特点,极大地提高了燃气轮机的性能和效率。
随着环保意识的不断增强,新型燃烧技术也不断涌现。
例如,环流式燃烧器、阻力式燃烧器等,这些燃烧器具有燃烧效率高、排放指标低、稳定性好的特点,已经被广泛应用于航空、船舶、汽车等领域。
二、燃烧技术的研究方向随着燃气轮机性能的不断提高以及运行环境的不断变化,燃烧技术的研究也进入了一个新的阶段,主要聚焦于以下几个方向:1. 燃烧效率的提高燃气轮机的燃烧效率是其性能和效率的重要指标之一,也是人们研究的重点之一。
在提高燃烧效率方面,主要采用以下方法:提高燃烧室温度、增加压缩比、优化燃烧器结构等。
为了实现高温高压的燃烧环境,燃烧器的材料必须具有高温强度和耐腐蚀性。
近年来,钨合金材料、陶瓷材料等新型材料被广泛应用于燃烧器的制造中,以提高其使用寿命和稳定性。
2. 污染排放的降低随着环保意识的不断提高,燃气轮机的污染排放也成为人们关注的焦点之一。
为降低污染排放,需要采用一系列措施,如:优化燃料供应系统、改善燃烧器结构、加装净化设备等。
燃气轮机发动机的污染排放主要包括氮氧化物、烟尘和二氧化碳等。
其中,氮氧化物作为一种有害气体,其排放量对环境和健康造成的影响尤为明显。
因此,在优化燃烧器结构方面,需要采用超细喷嘴、变频技术等,以提高燃烧效率,从而降低氮氧化物的排放。
燃气轮机燃烧调整和自动燃烧调整技术的探究摘要:燃烧调整作为燃气轮机调试过程中的重要步骤,属于燃气轮机关键技术,是研究燃气轮机的重点。
本文研究燃气轮机燃烧调整和西门子、GE和三菱公司各自开发的燃气轮机在线自动燃烧调整技术及其应用。
从电厂机组实际运行情况可看出,在线自动燃烧调整技术能实现自动实时连续地对燃烧系统进行调整,确保机组的平稳可靠。
关键词:燃气轮机;燃烧调整;自动燃烧调整技术引言本文介绍了燃气轮机燃烧调整的目标,以西门子F级燃气轮机为例,说明燃烧调整的基本过程,针对环境条件和燃料组分等燃烧边界条件的变化,探讨燃气轮机在线自动燃烧调整技术及其应用。
电厂机组实际运行情况表明,目前采取的燃烧优化措施是有效的,自动燃烧调整技术能满足机组安全、平稳和可靠运行的要求,减小跳机次数。
一、燃气轮机燃烧调整燃气轮机的燃烧过程是在燃烧室中进行的。
按燃料与空气在到达火焰区之前的混合程度不同,分为扩散燃烧和预混燃烧。
扩散燃烧火焰稳定,但NOx排放大;预混燃烧火焰不太稳定,但NOx排放较小。
目前燃气轮机普遍采用干式低NOx燃烧技术,以预混燃烧为主,少量扩散燃烧作为值班火焰,能达到低于50mg/Nm3 NOx的排放目标。
但由于预混火焰对流场参数和化学当量比变化等非常敏感,容易在封闭的燃烧室内诱发热声耦合振荡,导致火焰发生燃烧动力学失稳,产生过大的燃烧脉动和燃烧室外壁振动,严重时会造成燃烧室部件损坏,机组跳机停运。
因此,燃烧稳定性是燃气轮机能否安全、平稳和可靠运行的关键因素。
燃烧调整的首要目标是保障燃气轮机燃烧稳定,在保证机组安全稳定运行的情况下,燃烧调整还要提高燃烧效率,减少NOx和CO等污染物的排放。
燃烧调整属于热态调试部分,调整进入燃烧室的燃料量和空气量配比,贯穿于机组从点火启动到满负荷运行的各负荷阶段。
燃烧调整需要寻找机组安全燃烧的稳定边界,将燃烧设定到安全燃烧稳定边界的中心区域,获得良好的稳定燃烧的裕度范围。
因此燃烧调整的效果直接关系到机组安全运行、燃烧效率及其污染物排放是否达标。
燃气轮机燃气燃烧的优化设计燃气轮机作为一种高效的动力装置,在航空、能源、船舶等领域有着广泛的应用。
其中,燃气轮机燃气燃烧的优化设计是提高燃气轮机效率和性能的关键因素之一。
燃气燃烧是整个燃气轮机工作过程中重要的环节,直接影响到燃气轮机的工作效率和环保性能。
燃气燃烧的优化设计是指通过改进燃烧室结构、提高燃烧效率、降低燃烧产物排放等手段,实现对燃气轮机燃气燃烧过程的优化,从而提高燃气轮机的燃烧效率和性能。
在燃气轮机的工作过程中,燃气燃烧的质量和效率直接决定了燃气轮机的功率输出和能源利用率。
因此,对燃气燃烧过程进行优化设计,对于提高燃气轮机的性能和效率具有重要意义。
在燃气轮机燃气燃烧的优化设计中,燃烧室结构的设计是至关重要的一环。
燃气轮机燃烧室的结构对燃烧效率、热负荷分布、燃烧稳定性等都有着重要影响。
通过对燃烧室的结构进行优化设计,可以改善燃气燃烧的热负荷分布,减小燃烧产物在燃烧室中停留时间,提高燃烧效率,降低燃烧产物的排放量。
另外,燃气燃烧中燃气的混合和点火是影响燃气轮机性能的重要因素。
在燃气轮机燃气燃烧的过程中,燃气的混合和点火对燃烧效率和稳定性具有重要影响。
通过合理设计燃气混合和点火系统,可以提高燃气燃烧的效率和稳定性,从而提高燃气轮机的性能。
此外,燃气燃烧的优化设计还包括对燃料和空气预混合比、燃烧压力、燃烧温度等参数的优化。
燃料和空气的预混合比是影响燃气燃烧效率和排放的关键因素之一。
通过优化燃料和空气的混合比,可以提高燃气燃烧的效率和稳定性,降低燃烧产物的排放。
此外,燃烧压力和燃烧温度也是影响燃气燃烧效率和性能的重要因素,通过优化这些参数,可以提高燃气轮机的功率输出和燃烧效率。
总的来说,燃气轮机燃气燃烧的优化设计是提高燃气轮机性能和效率的关键技术之一。
通过优化设计燃气燃烧过程中的燃烧室结构、燃气混合和点火系统、燃料和空气预混合比、燃烧压力、燃烧温度等参数,可以提高燃气燃烧的效率和稳定性,从而提高燃气轮机的性能和环保性能。
低热值燃料燃气轮机燃烧特性及技术优化低热值燃气发电技术最早起源于美国,早在上世纪70年代,美国就已经建造了多座运用钢厂高炉煤气为原料的燃气轮机CCPP项目。
在国内,低热值燃气发电技术最早在宝钢145MW燃气发电项目中实施落地,选用的为三菱公司的重型燃气轮机。
之后的十多年,相继有十几家国内钢铁企业根据生产实际需要,落地了多个低热值燃气轮机CCPP项目。
在技术方案上,低热值燃气发电技术具有极好的燃料适应性,因此对燃气轮机的技术要求也更高。
不仅需要能适应普通高炉煤气、焦炉煤气、合成气及天然气,同时对于燃烧调整、热通道部件的檢修也提出了极高的要求。
本文以燃用低热值兰炭合成尾气的上海电力哈密燃气发电项目为例,通过一系列设备改造、系统调试及运行经验的积累,探索低热值燃料燃气轮机燃烧特性及其技术优化。
一、低热值燃料燃气轮机发电技术标准燃气轮机主要以天然气和轻馏油为燃料。
作为非标型燃气轮机则主要以中低热值可燃气体为燃料。
中低热值燃料是指煤化工/生物质化气体、石化尾气、高炉气/转炉气、焦炉气/煤热解气等,以CO 和H2为主要可燃成分,其热值通常在3-17MJ/Nm<sup>3</sup>之间。
哈密燃机项目选用的机型为美国通用公司的*****型燃气轮机低热值版,项目以煤化工兰炭伴生尾气为主要燃料,燃料热值为 6.3-7.6 MJ/Nm<sup>3</sup>,分子量约为26,属于典型的低热值可燃气。
(见表1)兰炭尾气主要燃烧成分为CO与H2,在制备上属于工艺副产物,生产过程中会残留大量的杂质,如焦油、灰尘、水分、苯、萘、氨、硫等成分,其洁净度远远不能满足燃气轮机燃烧的规范要求。
因此在工艺上游,配置了整套尾气净化装置。
9E燃机要求进口燃气压力必须满足2.35Mpa,尾气供应母管压力仅为5Kpa,为了满足进口压力的要求,哈密低热值兰炭尾气CCPP 项目主机采用燃气轮机加煤压机的运行方式。
改善燃气轮机热效率的措施1.提高压缩机效率燃气轮机的压缩机是关键设备之一,通过增加压缩机的效率可以提高整个系统的热效率。
可采取的措施包括优化叶片形状和布局,减小叶片表面的粗糙度,减小叶片之间的间隙,提高叶片的强度和刚度等。
2.改进燃烧室设计燃烧室是燃气轮机的关键部件之一,在燃烧室内实现高效的燃烧是提高热效率的重要手段。
优化燃烧室的设计可以改善燃烧效率,并减少燃料的消耗。
例如,使用先进的燃烧器设计和燃烧控制技术,提高燃烧室的热效率,减少燃料的损耗。
3.提高废热回收利用率燃气轮机排出的废热可以在余热锅炉中得到利用,提高能源利用效率。
通过优化余热锅炉的设计和工艺,提高废热的回收利用率,可以大大提高整个系统的热效率。
4.采用导热性能更好的材料采用导热性能更好的材料可以减少能量的损失。
例如,使用高导热性的金属材料来制造燃气轮机的关键部件,如叶片、燃烧室等,可以提高热传导效率,减少热量的损失。
5.优化系统运行参数通过优化燃气轮机的运行参数,可以提高系统的热效率。
例如,通过调整压缩机的入口温度和压力比,优化燃烧室的燃料供应和空气配比,调整排气温度和压力等,可以提高整个系统的热效率。
6.加装废热回收设备在燃气轮机系统中加装废热回收设备,如热交换器、燃气锅炉等,可以将废热转化为可用能源,提高系统的热效率。
通过将废热回收设备与燃气轮机系统耦合使用,可以实现能量的最大化利用。
总之,改善燃气轮机热效率的措施可以从优化压缩机效率、改进燃烧室设计、提高废热回收利用率、采用导热性能更好的材料、优化系统运行参数和加装废热回收设备等多个方面入手。
这些措施的综合应用可以最大程度地提高燃气轮机的热效率,实现能源的有效利用。
天然气燃气轮机及其应用技术随着人类社会的快速发展,对能源需求的增加已成为当今世界最为紧迫的问题之一。
天然气能源的抽取、传输和利用技术日趋成熟,其净化与利用已经成为全球石化行业发展的热门领域。
天然气燃气轮机作为一种高效能源的转换技术,它具有广阔的应用前景,不仅能够供电,同时可以直接利用余热来制冷或供热,因此被广泛运用于航空、轮船、电厂、冶金、化工等工业领域。
一、天然气燃气轮机的基本原理天然气燃气轮机利用天然气等气体或液体能源产生燃烧,在高速旋转的轴上驱动发电机发电。
其基本原理是,将净化过后的天然气输入轮机燃烧室,点燃燃气后将产生的热力转化为高速气流,带动叶轮高速旋转。
叶轮的速度越高,产生的能量就越大,最后通过发电机将机械能转化为电能输出。
二、天然气燃气轮机的应用领域天然气燃气轮机广泛应用于不同的领域,提供能源和高效低耗的电力。
其中最突出的是在发电方面的应用。
相较于传统的煤电厂等火力发电厂,燃气轮机发电具有能耗低、环保等特点。
其次是,航空领域,利用燃气轮机驱动飞机能够获得更好的性能、效率和经济效益。
还有化工、冶金等工艺领域,也有很多企业采用燃气轮机来供电。
在运用中,由于燃气轮机具有高效率、快速启动、运转可靠、操作简便等诸多优点,对转向轴、液压泵、柴油机等的替代性需求越来越大。
三、天然气燃气轮机的未来展望目前天然气燃气轮机的市场仍处于增长发展的早期阶段。
随着人们对环保能源的需求增长,与之相应的,天然气燃气轮机的应用价值也会持续提升。
在未来,其市场份额还会进一步提升,尤其是在因为天然气价格的下降而引起的全球天然气转化行业的热潮中,天然气燃气轮机将会获得更为明显的优势地位,并逐渐取代传统的燃煤工业和燃油功率装置。
综上所述,天然气燃气轮机作为高效、环保、低耗能源的一种先进技术,已广泛应用于能源、航空、轮船、电厂、冶金、化工等领域。
同时,随着天然气转化技术的不断提升,天然气燃气轮机的市场前景将会越来越好,未来展望可谓光明。
氢能燃气轮机发展蓝皮书随着全球能源危机的日益加剧和环境问题的日益突出,寻找清洁、高效、可持续的能源替代方案成为人们关注的焦点。
在众多新能源技术中,氢能被认为是最有潜力的替代能源之一。
而氢能燃气轮机作为氢能利用的一种重要方式,其发展前景备受瞩目。
氢能燃气轮机是一种利用氢气作为燃料的燃气轮机。
与传统的燃气轮机相比,氢能燃气轮机具有许多优势。
首先,氢气是一种绿色、清洁的能源,燃烧后只产生水,不产生二氧化碳等有害气体,对环境友好。
其次,氢气的能量密度高,能够提供更大的功率输出,具有较高的能量利用效率。
此外,氢气作为一种可再生能源,可以通过水电、太阳能等方式进行生产,具有可持续发展的潜力。
然而,氢能燃气轮机在实际应用中还面临一些挑战。
首先,氢气的储存和运输技术仍然不够成熟,需要解决氢气的安全性和成本问题。
其次,氢气的生产成本较高,需要降低生产成本,提高氢气的市场竞争力。
此外,氢气燃烧过程中产生的氮氧化物排放问题也需要解决。
为了推动氢能燃气轮机的发展,需要在政策、技术和市场等方面进行综合推动。
首先,政府应该出台相关政策,鼓励氢能燃气轮机的研发和应用。
政府可以提供财政支持、税收优惠等政策,推动企业增加研发投入。
其次,需要加强氢气的储存和运输技术研究,提高氢气的安全性和成本效益。
此外,还需要加强氢气的生产技术研究,降低氢气的生产成本。
最后,需要建立健全的市场机制,为氢能燃气轮机的推广应用提供良好的市场环境。
在推动氢能燃气轮机发展的过程中,需要加强国际合作,共同推动氢能技术的发展。
各国可以加强合作,共享技术和经验,推动氢能燃气轮机在全球范围内的应用。
同时,还需要加强人才培养,培养更多的氢能燃气轮机领域的专业人才,推动氢能燃气轮机技术的创新和发展。
氢能燃气轮机作为氢能利用的一种重要方式,具有广阔的发展前景。
通过政策、技术和市场等多方面的推动,可以加速氢能燃气轮机的发展进程,促进可持续能源的应用和推广,推动全球能源结构的转型和升级。
提高燃气轮机热效率的方法分析燃气轮机热效率的提高对于节能减排和提高工业生产效率具有重要意义。
下面是几种提高燃气轮机热效率的方法:1.提高燃烧效率:燃气轮机的燃烧效率直接影响热效率。
采用先进的燃烧技术,如预混燃烧和喷射燃烧,可以提高燃烧效率。
同时,优化燃气轮机的燃烧室设计,提高燃烧稳定性,减少燃料的浪费,进一步提高燃烧效率。
2.提高压缩机效率:燃气轮机的压缩机功率占总功率的比例较大,提高压缩机的效率对于提高热效率非常重要。
采用先进的压缩机技术,如离心式和轴流式压缩机,可以提高压缩机的效率。
此外,通过优化压缩机的叶片设计和流道结构,减少内部能量损失,进一步提高压缩机效率。
3.提高燃气轮机的废热利用:燃气轮机的废热中包含大量的热能,利用这些废热可以进一步提高热效率。
采用余热锅炉和余热发电系统,将废热转化为热水、蒸汽或电能,用于供暖、工艺生产或发电,提高能量利用效率。
4.采用高效换热器:换热器在燃气轮机中起到重要作用,将废气中的热能传递给空气或水等工质。
采用高效换热器,如翅片式换热器、波纹管换热器等,可以提高热传导效率,降低热损失。
5.优化热循环系统:燃气轮机的热循环系统包括压缩过程、燃烧过程和膨胀过程,优化这些过程可以提高热效率。
例如,通过降低压缩机进气温度、提高燃烧温度和降低排气温度等措施,可以提高热循环系统的效率。
6.采用先进控制系统:先进的控制系统可以对燃气轮机进行精确的控制和优化,提高整个系统的效率。
例如,采用自适应控制和智能优化算法,对燃烧、压缩和膨胀等过程进行在线调整,提高系统的整体效率。
总之,提高燃气轮机热效率需要从多个方面进行优化,包括燃烧效率、压缩机效率、废热利用、换热效率、热循环系统和控制系统等。
这些方法相互作用,综合应用可以达到最佳的提高热效率的效果。
安萨尔多AE94.3A型燃气轮机值班天然气控制浅析摘要结合大唐肇庆热电公司安萨尔多AE94.3A燃气轮机运行情况,对燃机值班天然气控制策略进行梳理和分析,并提出优化建议,以适应国内电力系统的要求和发展形势。
关键词燃气轮机安萨尔多控制逻辑值班天然气1前言2015年,上海电气和欧洲燃气轮机巨头——意大利安萨尔多公司签署一系列协议文本,上海电气计划出资4亿欧元参股后者40%股权,这意味着上海电气公司成为我国第二家掌握重型燃气轮机制造核心技术的公司,近年来,上海电气携手安萨尔多公司在国内上马了多个AE94.3A型燃机轮机(9F级)联合循环项目,不过机组正式投产运行的时间都还较短,其中最早运行的中电四会项目也仅仅2年,第一批次的大唐肇庆和周口项目也仅仅运行了1年。
这三个项目是安萨尔多9F级机组在国内的首批次项目,尚处于上海电气与安萨尔多公司的磨合期。
由于安萨尔多公司的设计理念和国内用户的需求有很大差异,使得在运行初期,三个项目都发生过多起设备异常和非停事故,这其中机组主保护及主要辅机保护逻辑部分的差异最大:厂家的控制逻辑苛刻,要求以保护设备为主;业主面对多次非停和电网考核,要求优化主保护条件。
因此,平衡双方需求,适当的优化部分控制策略,以适应国内电力系统安全生产要求的工作显得尤为重要了。
2值班燃气与预混燃气3值班燃气控制安萨尔多燃机的值班燃气控制分为三部门组成,分别为最小流量控制、扩散燃烧控制及值班燃气控制,三种控制分别作用于燃机启动的不同的时间段,且在模式切换过程中也有相辅相成的补充和调整,从而达到保证燃机燃烧稳定的目的。
3.1最小流量控制最小流量控制作用于燃机启动点火启动瞬间的值班燃气流量控制,以肇庆公司1号机组为例,燃机点火瞬间的值班流量为固定值60g/s,值班阀根据该流量提前开启相应的开度。
当燃机顺控到达点火步序时,ESV阀开启,天然气开始逐步进入燃机内部进行点火,由于此时燃机的转速在SFC的带动下仍然处于转速快速上升的过程,使得燃机的进气量也在逐步上升,因此值班燃气的流量也必须跟随进气量进行逐步上升,来确保燃烧室内空燃比达到点火需求,因此在控制策略朱红,ESV阀开启5S后,值班燃气量也开始逐步得等速率增加,约6-8秒钟升至380g/s,后保持稳定。
舰艇燃气轮机燃料舰艇燃气轮机燃料舰艇燃气轮机是舰艇动力系统的重要组成部分,而燃料是燃气轮机正常运行所必需的能源。
燃料的选择和使用对于舰艇的性能、经济性和环境保护都有着重要影响。
舰艇燃气轮机燃料的选择与舰艇的任务和用途密切相关。
根据舰艇的类型和任务需求,燃料可以分为传统燃料和新型燃料两大类。
传统燃料主要包括石油类燃料,如重油、柴油等。
这些燃料具有较高的能量密度和较好的可燃性,广泛应用于各类舰艇上。
而新型燃料则主要包括天然气、液化天然气等清洁能源,具有低碳、低排放等优势,逐渐在舰艇燃料中得到应用。
燃气轮机燃料的选择还需考虑舰艇的作战特点和航行环境。
例如,对于需要长时间巡航的舰艇,重油和柴油是较为理想的选择,因为其能量密度高,燃烧稳定,有利于延长航程。
而对于需要快速机动和频繁起停的舰艇,液化天然气等新型燃料则更为适用,因为其燃烧效率高,响应速度快,能够提供更大的推力和动力输出。
除了根据舰艇任务和环境选择燃料外,舰艇燃气轮机的燃油供应系统也需要进行相应的设计和优化。
燃油供应系统的主要功能是将燃料从舰艇燃料舱输送到燃气轮机燃烧室,并确保燃料的供给稳定可靠。
燃油供应系统通常包括油舱、管道、泵站、过滤器等组成部分。
为了保证燃料的质量和纯净度,燃油供应系统还需要配备相应的过滤和净化设备,以去除杂质和水分,提高燃料的可燃性和燃烧效率。
在舰艇燃气轮机燃料的使用中,还需要考虑燃料的经济性和环境影响。
燃料的成本和供应稳定性直接影响到舰艇的运行成本和可持续发展能力。
因此,在选择燃料时需要综合考虑燃料价格、供应渠道、运输成本等因素。
同时,舰艇燃气轮机的燃烧过程也会产生废气和污染物,对环境造成一定的影响。
因此,燃料的选择和燃烧效率的提高也是为了减少污染物排放,降低舰艇对环境的影响。
舰艇燃气轮机燃料的选择和使用对于舰艇的性能和环境影响至关重要。
在燃料的选择上,需要根据舰艇的任务和环境特点,综合考虑能源密度、燃烧效率、经济性和环境影响等因素。
新型船舶燃料节能技术研究随着社会的发展和经济的不断增长,海洋运输也在不断地发展壮大。
而在海洋运输当中,船舶是必不可少的工具。
但是船舶在运输过程中会对环境造成一定的污染。
所以我们急需一种新型船舶燃料节能技术来减少船舶对环境的污染。
一、新型船舶燃料介绍新型船舶燃料主要分为两大类:一类是液态天然气(LNG)燃油,另一类是生物柴油(B100)。
1.液态天然气(LNG)燃油液态天然气(LNG)是一种新型的清洁燃料。
它由甲烷组成,相对于传统的柴油燃料,LNG燃油在排放上有着更优越的性能,尤其是在二氧化碳、二氧化氮、硫氧化物等方面。
同时,由于燃烧LNG时所发生的物理化学反应相对于燃烧柴油有着更高的热效率,所以它的能效比柴油高出20%以上。
LNG燃油的使用可以有效降低船舶的污染排放,提高燃料利用率,进而实现船舶的节能降耗。
2.生物柴油(B100)生物柴油是一种取代传统燃油的绿色能源。
它由植物油或动物脂肪等可再生的烃类物质经复杂的加工技术制成。
生物柴油燃料不含硫和芳族化合物,不会产生臭氧前体物质等有害物质,其使用可以有效降低船舶的污染排放。
与LNG相比,生物柴油的节能效果更佳,在船舶行驶中可以提高燃料的利用率,减少污染,促进环境的保护。
二、新型船舶燃料技术优势新型船舶燃料技术的使用可以大大减少船舶对环境的污染,同时也具有一些其他的特点和优势。
1.环保节能新型船舶燃料技术使用液态天然气和生物柴油作为燃料,相对于传统的柴油燃料,在燃料的燃烧过程中,能量的利用率更高,同时产生的排放物也更少。
这样就可以有效减少对环境造成的污染,进一步提高航行质量。
2.成本效益新型船舶燃料技术的使用也可以降低运营成本。
相对于传统的燃油,LNG和生物柴油的价格相对较低,同时在燃油价格波动显著的时期,频繁更换燃料也会造成一定的成本损失。
但是LNG和生物柴油的使用周期更长,可以更好地降低船舶的运营成本。
3.技术革新新型船舶燃料技术的使用,也有很多的技术革新。
一、技术名称:燃气轮机值班燃料替代技术
二、所属领域及适用范围:钢铁行业CCPP应用领域
三、与该技术相关的能耗及碳排放现状
近年来,燃气—蒸汽联合循环发电机组(CCPP)在钢铁企业得到广泛的应用。
通过燃用中、低热值煤气(以高炉煤气为主,掺入部分焦炉煤气和转炉煤气),将副产放散的工业煤气转化为电能,具有显著的高效节能和环保效果。
目前,国内钢铁企业在运的50MW级别燃气-蒸汽联合循环发电机组(CCPP)的热电转化效率普遍较低,其中GE 50MW级别机组热电转化效率约30%,三菱50MW 级别机组热电转化效率约37.6%。
国内大部分企业在运的机组效率还不能达到以上标准。
CCPP对燃料热值及质量要求较高,不能单独使用低热值的高炉煤气作为燃料,必须掺烧热值相对较高的焦炉煤气或转炉煤气等。
一方面,焦炉煤气价格远高于高炉煤气,造成燃料成本居高不下。
一般情况下,装机50MW的燃气轮机,作为值班燃料的焦炉煤气平均消耗量约为1000~1200m3/h,如果年运行小时按8000小时计算,每年值班燃料消耗量约为800~960万m3,造成优质能源的大量浪费;另一方面,焦炉煤气由于其自身特性,品质难以达到燃气轮机的燃料规范,很容易致使燃气轮机排气SO
2
超标,不仅达不到环保要求,而且会引起余热锅炉烟道酸露腐蚀,出现频繁爆管的现象。
四、技术内容
1.技术原理
该技术通过对燃气轮机燃烧室流体预混、扩散燃烧进行研究,建立燃烧计算模型,模拟燃烧室工况,调整过量空气系数,按《燃气轮机排放标准》计算燃料
更改后燃烧室燃烧温度,确保最佳过量空气系数,降低燃烧温度以及NO
x 、SO
2
的生成量;同时,通过焦炉煤气(COG)及高炉煤气(BFG)联动逻辑系统研究,将值班燃料切换过程中及切换后的燃烧波动偏差控制在合理范围之内,实现对热值范围的相应修改,增强燃气轮机对燃料的适应性,增加高炉煤气用量,提高联合循环发电机组出力。
在极限工况下,如燃气轮机负荷小于5MW,热值低于2990kJ/Nm3-wet,大气温度低于-12℃等情况下,需增加相应保护连锁,防止回火、熄火等事故发生,保证安全运行。
2.关键技术
(1)基于燃烧及流场分析的建模技术;
(2)燃气轮机燃烧稳定技术;
(3)燃气轮机低氮燃烧技术;
(4)焦炉煤气(COG)及高炉煤气(BFG)联动系统技术;
(5)变几何低氮燃烧技术;
(6)燃烧室压力波动及加速度监测技术。
3.工艺流程
燃气轮机值班燃料替代技术的工艺流程见图1和图2。
图1燃气轮机值班燃料替代技术工艺流程图
图2 值班燃料替代技术对比图
五、主要技术指标
按单套50MW联合循环CCPP计算:
(1)联合循环效率提高0.5%,增加发电量1200万kWh;
(2)提高了燃气轮机燃料热值允许范围,从3090~3650 kJ/Nm3-Wet改为2890~3770 kJ/Nm3-Wet;
(3)减少氮气消耗1600万m3;
(4)平均减少燃气轮机非计划停机60次/年,年利用小时数超过8000小时;
(5)减少厂用电消耗568万kWh。
六、技术应用及产业化情况
近年来,新型高效的燃气—蒸汽联合循环发电技术(CCPP)广泛应用于各大型钢铁企业,因其热效率高、节能环保效果显著,受到各钢铁企业的青睐,目前全国大型钢铁企业的CCPP数量已达约30余台套。
CCPP发电厂虽工艺先进、热效率高,但生产、维护费用高,且对系统要求苛刻,常常制约自备电厂的稳定运行。
其中,最大的制约因素就是煤气质量,尤其是焦炉煤气质量达不到燃气轮机的要求,导致设备事故频繁发生。
燃气轮机值班燃料替代技术从根本上解决了焦炉煤气质量差引起设备事故的问题,可保证系统稳定、高效运行。
目前,已经在涟钢、沙钢等得到应用。
该技术获得国家发明专利1项,并于2013年2月获得“中国资源综合利用协会”科学技术二等奖。
七、典型用户及投资效益
典型用户:涟钢动力厂、沙钢能源中心、太钢热电厂。
典型案例1
案例名称:涟钢燃气—蒸汽联合循环发电项目燃机值班燃料技术改造
建设规模:4×50MW燃气—蒸汽联合循环发电机组改造。
建设条件:具备燃气-蒸汽联合循环发电机组。
主要技改内容:取消值班燃料,应用零值班燃料技术。
主要设备为吹扫BFG供应阀、吹扫BFG切断阀、高压氮气密封阀、吹扫过滤器、差压变送器等。
技改投资额1080万元,建设期2个月。
年节能量19605tce/a,/a,年增加发电经济效益2566万元,投资回收期约4个月。
年减排量51757tCO
2
典型案例2
案例名称:沙钢燃气-蒸汽联合循环发电项目燃机值班燃料技术改造
建设规模:3×50MW燃气—蒸汽联合循环发电机组改造。
建设条件:具备燃气-蒸汽联合循环发电机组。
主要技改内容:取消值班燃料,应用零值班燃料技术。
主要设备为吹扫BFG供应阀、吹扫BFG切断阀、高压氮气密封阀、吹扫过滤器、差压变送器等。
技改投资额870万元,建设期2个月。
年节能量14704tce/a,
/a,年增加发电经济效益1900万元,投资回收期约5个月。
年减排量38818 tCO
2
八、推广前景和节能减排潜力
到2015年,预期推广比例可达20%,可形成年节能能力47万tce,碳减排潜力约124万tCO。
2。