試談天然氣熱值及組分對發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)性能的影響

孔娜

寧波科豐燃機(jī)熱電有限公司 浙江 寧波 315103

引言

為解決環(huán)境污染問題，在進(jìn)行生活生產(chǎn)時，使用資源逐漸轉(zhuǎn)向清潔能力和可再生能源，企業(yè)在進(jìn)行發(fā)電時，以廣泛應(yīng)用以天然氣為燃料的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，這種發(fā)電方式更為安全、環(huán)保。但由于天然氣種類多樣，具有不同的熱值及組分，因此，在使用中為提升燃?xì)廨啓C(jī)的性能，應(yīng)研究天然氣熱值及組分對其影響。

1 針對燃?xì)廨啓C(jī)的安全性影響

針對燃?xì)廨啓C(jī)的安全性方面主要有兩方面，一方面，即天然氣具有易燃性，在燃燒過程中會產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動。另一方面為燃?xì)廨啓C(jī)熄火時，容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)速過高的安全問題。首先，當(dāng)天然氣的熱值過高將會形成易燃性增強(qiáng)的現(xiàn)象。因此，在使用燃?xì)廨啓C(jī)時，結(jié)合天然氣較強(qiáng)的易燃性能有效避免運(yùn)行中熄火的困擾。具有在低負(fù)荷的條件下可以穩(wěn)定燃燒的顯著優(yōu)勢。但過高的天然氣熱值也會帶來一定的問題，即天然氣熱值與燃?xì)廨啓C(jī)燃燒脈動成正比關(guān)系，天然氣的熱值越高，其燃?xì)廨啓C(jī)在低負(fù)荷和燃燒模式二者轉(zhuǎn)換時帶來更加強(qiáng)烈的燃燒脈動，使其在低負(fù)荷時產(chǎn)生較強(qiáng)的振動，容易形成一定的安全問題。

在進(jìn)行對燃?xì)廨啓C(jī)性能影響的數(shù)據(jù)分析記錄時，需要從以下幾個方面進(jìn)行：首先，需要相關(guān)工作人員針對不同的負(fù)荷段調(diào)整天然氣熱值取得燃燒脈動情況，具體分析其附加振動值的數(shù)據(jù)，并分析其振動值能否通過調(diào)整燃燒強(qiáng)度進(jìn)行變化。其次，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)部的壓力脈動過大會引起整體的裝置系統(tǒng)組件共同產(chǎn)生振動，相關(guān)工作人員需要分析其對整體的安全性和工作穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響。最后，當(dāng)燃燒脈動嚴(yán)重時，會對燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)部的火焰筒、聯(lián)焰管及過渡段的位置造成損壞。需要相關(guān)工作人員研究天然氣的熱值應(yīng)控制在什么程度，以保障涂層和熱通道的使用安全。另外，在燃?xì)廨啓C(jī)振動時會產(chǎn)生噪聲問題需要得到控制和解決。

其次，針對燃?xì)廨啓C(jī)熄火轉(zhuǎn)速帶來的安全問題。在使用完成后燃?xì)廨啓C(jī)在逐漸停機(jī)的過程中，需要較低的轉(zhuǎn)速控制其安全性。燃?xì)廨啓C(jī)的熄火轉(zhuǎn)速主要是受到速比閥和燃?xì)饪刂崎y的開度這兩個的因素的影響。通常情況下，這兩個閥門的開度是在前期結(jié)合燃機(jī)轉(zhuǎn)速下降速度，已經(jīng)分析設(shè)計(jì)好內(nèi)置邏輯。但燃?xì)廨啓C(jī)的閥門開度不變的條件下，當(dāng)遇到不同的天然氣熱值和組分，會出現(xiàn)不同的變化。例如，當(dāng)天然氣熱值和組分較高時，燃?xì)廨啓C(jī)的熄火轉(zhuǎn)速也會隨之升高。因此，需要相關(guān)的工作人員針對天然氣熱值和組分進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析，以保障燃?xì)廨啓C(jī)的熄火轉(zhuǎn)速處于安全的速度范圍內(nèi)，以保障在運(yùn)行后燃?xì)廨啓C(jī)的熱通道和內(nèi)部通流部件的完好。

2 針對燃?xì)廨啓C(jī)的經(jīng)濟(jì)性影響

根據(jù)卡諾循環(huán)熱效率公式：ηc=1-T2/T1。燃?xì)廨啓C(jī)在使用天然氣進(jìn)行發(fā)電工作時，不同的天然氣熱值和組分，將會對燃?xì)廨啓C(jī)的工作效率造成影響，其工作原理為：在相同的燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)荷條件下，天然氣熱值越高產(chǎn)生的發(fā)電氣耗會越少，從而提升燃?xì)廨啓C(jī)的工作效率[1]。因此，在研究分析中需要通過選擇合適的天然氣熱值和組分，提升燃?xì)廨啓C(jī)的工作效率，從而產(chǎn)生更多的發(fā)電量，提升相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3 針對燃?xì)廨啓C(jī)的環(huán)保性影響

燃?xì)廨啓C(jī)在運(yùn)行中會產(chǎn)生氮氧化物，計(jì)算公式為GNOx＝1.63B（β·n+10－6Vy·CNOx)，其中GNOx 為燃料燃燒生成的氮氧化物， n 為燃料中氮的含量（%）；

Vy 為燃料生成的煙氣量（Nm3／kg）；CNOx為溫度型NO濃度（mg／Nm3）。這是一種對環(huán)境產(chǎn)生危害的氣體，當(dāng)?shù)趸锏呐欧帕砍^一定的數(shù)值將會對人體健康產(chǎn)生危害，尤其是呼吸系統(tǒng)，通過威脅動植物的健康和對臭氧層造成破壞，形成溫室效應(yīng)和酸雨的現(xiàn)象。因此，氮氧化物的排放量在衡量燃?xì)廨啓C(jī)使用是否環(huán)保時的重要衡量數(shù)值。為滿足人們對環(huán)保日益提升的市場需求，應(yīng)加強(qiáng)對燃?xì)廨啓C(jī)氮氧化物的排放量的控制。為響應(yīng)國家節(jié)約資源保護(hù)環(huán)境的政策，在電力企業(yè)等使用燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行發(fā)電時，需要減少氮氧化物的排放量。根據(jù)國家出臺的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，提出相關(guān)企業(yè)在使用燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行發(fā)電時，氮氧化物的排放量不能超過50mg/m2，企業(yè)為降低氮氧化物的排放量，已經(jīng)廣泛的使用了新型的燃燒器及預(yù)混燃燒的燃燒技術(shù)。但由于受到天然氣熱值和組分的影響，不同的天然氣熱值將會對氮氧化物的排放量進(jìn)行浮動影響，相關(guān)工作人員應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)記錄，通過長期的研究和數(shù)值記錄，確定當(dāng)天然氣在什么熱值時，會產(chǎn)生最大數(shù)值的氮氧化物排放量，并且在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制變量，當(dāng)不同燃?xì)廨啓C(jī)性能的條件下，也會對天然氣熱值的測量分析產(chǎn)生影響。相關(guān)工作人員應(yīng)保障燃?xì)廨啓C(jī)性能或天然氣熱值二者之一保持不變，并且還應(yīng)控制好燃燒調(diào)整，在最佳燃燒時通過不同的調(diào)整時機(jī)控制氮氧化物排放量[2]。并且，結(jié)合燃機(jī)振動的振動熱值可以進(jìn)一步進(jìn)行燃燒調(diào)整，使其通過科學(xué)的依據(jù)得出更加準(zhǔn)確的天然氣熱值變化情況。另外，相關(guān)工作人員可以使用動態(tài)燃燒檢測系統(tǒng)，通過對燃燒系統(tǒng)的脈動直觀監(jiān)視來判別。

4 結(jié)束語

綜上所述，天然氣是燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行應(yīng)用的重要原料，在研究天然氣熱值及組分對發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)性能的影響時，需要相關(guān)工作人員對不同天然氣熱值進(jìn)行實(shí)驗(yàn)記錄，通過不同的實(shí)驗(yàn)變量進(jìn)行觀察、分析，最終通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比分析得出燃?xì)廨啓C(jī)性能影響，使其更加安全、節(jié)約成本和環(huán)保的應(yīng)用。