山东燃气发电机组产品介绍、优点、噪声处理、操作方式、注意事项

2019-07-09 14:47:25 作者潍坊睿辛动力设备有限公司
西藏燃气发电机组介绍及和柴油发电机组的区别

  【燃气发电机组产品介绍】

  燃气发电机组是适应世界环保要求和市场新环境而开发的新型发电机组。天然气发电机组主要分为两种,一种是联合循环燃气轮机,一种是燃气内燃机。燃气轮机功率比较大,主要用在大、中型电站,燃气内燃机功率比较小,主要用在小型的分布式电站。它是取代燃油、燃煤机组的新型绿色环保动力。

  燃气发电机充分利用各种天然气或有害气体作为燃料,变废为宝、运行安全方便,成本效益高,排放污染低,并适宜热、电联产等优点,市场前景十分广阔。

  我国的天然气资源十分丰富,相对于我国丰富的天然气储量,天然气在我国一次能源消费中所占比例显得太小,未来具有大幅提高的潜力。

  在我国,由于受到天然气供应的影响,天然气发电尚处于初始阶段。真正大面积的天然气发电作为分布能源站还要假以时日。小规模天然气发电主要是在油田、气田以及机场、酒店、医院等。可以预计,随着天然气供应的愈加充足、供应范围的不断扩大,近几年天然气发电将会得到一个飞速的发展。


  【燃气发电机组优点】

  燃气发电机组具有输出功率范围广,启动和运行可靠高、发电质量好、重量轻、体积小、维护简单、低频噪声小等优点,一般它们具有以下四个优点:

  一、发电质量好

  由于发电机组工作时只有旋转运动,电调反应速度快,工作特别平稳,发电机输出电压和频率的精度高,波动小,在突加空减50%和75%负载时,机组运行非常稳定,优于柴油发电机组的电气性能指标。

  二、启动性能好,启动成功率高

  从冷态启动成功后到满负载的时间仅为30秒钟,而国际规定柴油发电机启动成功后3分钟带负载。燃气轮发电机组可以任何环境温度和气候下保证启动的成功率。

  三、噪声低振动小

  由于燃汽轮机处于高速旋转状态,它的振动非常小,而且低频噪声优于柴油发电机组。

  四、采用的可燃性气体是清洁、廉价的能源

  诸如:瓦斯气,桔梗气,沼气等,以它们为燃料的发电机组不仅运行可靠,成本低,而且能变废为宝,不会产生污染。


  【燃气发电机组噪声处理】

  燃气发电机组由燃气发动机、发电机、控制柜等部件组成,燃气发动机与发电机安装在同一个钢制底盘上。机组以天然气、井口伴生气、煤矿瓦斯气、水煤气、炼化尾气、沼气、焦炉煤气、高炉煤气等可燃性气体为燃料,启动迅速,经济性好,特别是由于高质量城市生活的需求,燃气发电机组已广泛应用于电信、邮局、银行、图书馆、医院、宾馆等部门,作为后备电源。最初燃气发电机组是针对矿场工况设计的,机组运行时产生的噪声一般为95~110 dB(A)。GB 3096-93城市区域环境噪声标准对市区的噪声状况进行了严格的规定,对于2类区域(居住、商业、工业混杂区)昼间为60 dB(A),夜间为50dB(A);对于1类区域(居住、文教机关区)昼间为55 dB(A)、夜间为45 dB(A)。机组运行时产生的噪声给城市环境带来了严重的噪声污染,影响了人们的正常工作和生活,也限制了燃气发电机组的广泛应用。本文就是针对燃气发电机组噪声污染问题,提出了一套整改措施,以期降低机组噪声,促进燃气发电机组的推广应用。

  1.声源分析

  燃气发动机噪声是燃气发电机组的主要噪声来源,燃气发动机噪声可分为空气动力噪声、燃烧噪声、机械噪声、排气噪声和振动噪声。空气动力噪声主要包括进、排气和风扇旋转引起的空气振动噪声,这部分噪声直接向空气中传播。气缸内燃烧所形成的压力振动通过缸盖,机体向外辐射的噪声叫燃烧噪声;活塞对缸套的撞击,配气机构、喷气系统等运动部件产生的撞击振动噪声统称为机械噪声。机组工作时,废气从排气门高速冲出,沿排气歧管进入消声器,最后从尾管排入大气。排气噪声是发动机的最大噪声,往往比发动机主机噪声高15 dB(A)左右,其次分别是燃烧噪声和机械噪声、风扇噪声、进气噪声。

  2.改造设计

  基于燃气发电机组的工作原理,难以用降低声源噪声的方法来消声,所以主要是要有效阻断其噪声传播途径。消声技术的核心就是利用声波在传播中自然衰减的规律去缩小噪声的污染面。具体降低噪声的方法有以下几种:吸声、隔声及改变噪声传播方向。在实际工程应用中往往只用其中一种,本文采用三种方法并用的措施,针对燃气发电机组提出了新型组合降噪技术。

  (1)组合消声器

  原来的消声器以阻性消声为主,功耗大,消声效果不理想。经仔细论证,应用三级组合降噪技术,将消声器改造为新型组合式消声器。该组合式消声器的主要组成部件有对喷消声减振腔、多孔式消声罩及吸声隔热层和吸声共振板等。声源通过第一级的对喷消声减振腔,可将中低频声源的噪声能量充分进行抗性耗散。二级的多孔式阻性消声罩可消去大部分高频噪声,增加了消声器对高频的适应性,而且在该腔内装有高效吸声材料,可对噪声进行充分的吸收和变向,从而最大限度地消耗噪声能量。第三级为专门设计的带共振板的排气管,进一步通过薄片的振动进行消声。经测试,新型消声器的消声量、消声频率范围(主要为消声量峰值的频率范围)及阻力损失三大指标均优于原来的消声器。此外该消声器尺寸适宜,结构刚性好,安装方便,并具有抑制再生噪声的功能。而且后部的吸声隔音层具有防腐性能,可有效地克服烟气的低温露点腐蚀,延长了消声器的使用寿命。

  (2)两级隔振衬垫

  控制机械噪声和燃烧噪声的有效办法是对机组进行隔振处理。燃气机、发电机与钢制底盘间装设复合隔振减振垫,底盘与基础之间亦垫上高效减振胶垫。经过两级隔振处理,不仅使机组的振动被有效隔断,而且使机组运行更加平稳,整体噪声显著降低。

  (3)消声排风道

  风扇噪声是由旋转噪声和涡流噪声组成。旋转噪声由旋转风扇叶片切割空气流产生周期性扰动而引起。涡流噪声是在旋转叶片截面上发生边界层分离时,气体滑脱或分裂而成的一系列的漩涡流,从而辐射出一种非稳定的流动噪声。排风道直接与外界相通,空气流速很大,气流噪声、风扇噪声和机械噪声经此通道辐射出去。为了控制风扇和排风通道的噪声,设计了一个消音排风道。这个消音排风道长度较大,由导风槽和排风降噪腔组成。排风降噪腔的工作原理,类似于阻性消声器。可通过更换吸音材料(改变材料的吸音系数),改变吸音材料厚度、排风通道长度和宽度等参数来提高消音效果。

  (4)消声进气道

  机组工作在封闭的机房里面,从广义上讲,进气系统包括机组的进风通道和发动机的进气系统。进风通道和排风通道一样直接与外界相通,空气的流速很大,气流的噪声和机组运转的噪声都经进风通道辐射到外面。发动机进气系统的噪声是由进气门周期性开、闭而产生的压力波动所形成,其噪声频率一般处于500 Hz以下的低频范围。在机房墙上设置了两个消声进气道,分别作为机房的进风口和发动机的进气口。由于排风造成的室内负压,使冷空气自然通过消声进气道进入机房内,将机体散发的热量顺利排出。从而保证了机房内有足够的新鲜空气。


  【燃气发电机组操作方式】

  燃气发电机组的发电效率通常在30%-40%之间,比较常见的机型一般可以达到35%。燃气内燃机最突出的优点正是发电效率比较高,其次是设备集成度高,安装快捷,对于气体中的粉尘要求不高,基本不需要水,设备的单位千瓦造价也比较低。但是内燃机也有一些不足的地方,首先,内燃机燃烧低热值燃料时,机组出力明显下降,一台燃烧低热值8000大卡/立方米天然气燃料的500千瓦级燃气内燃发电机组,在使用低热值4000大卡/立方米的焦化煤气时,出力可能下降到350~400kW左右。

  此外,内燃机需要频繁更换机油和火花塞,消耗材料比较大,也影响到设备的可用性和可靠性两个主要设备利用指标,对设备利用率影响比较大,有时不得不采取增加发电机组台数的办法,来消除利用率低的影响。内燃机设备对焦化煤气中的水分子含量和硫化氢比较敏感,可能导致硫化氢和水形成硫酸腐蚀问题,需要采取一些必要措施加以克服。

  燃气轮机比较适用于高含氢低热值和气体含杂质较多的劣质燃料,一些燃气轮机甚至使用原油和高硫渣油燃料。燃气轮机自身的发电效率不算很高,一般在30%~35%之间,但是产生的废热烟气温度高达450~550℃,可以通过余热锅炉再次回收热能转换蒸汽,驱动蒸汽轮机再发一次电,形成燃气轮机--蒸汽轮机联合循环发电,发电效率可以达到45%~50%,一些大型机组甚至可以超过55%。

  采用燃气轮机的优势相对比较多,首先是设备的可用性和可靠性都比较高,综合利用率一般可以保持在90%;其次,对于燃料的适应性比较强,含硫、含尘高一点问题都不大;再有就是发电出力一般不会减少,甚至因为燃料进气量增加而有所增加;此外,燃气轮机功率密度大体积小,比较适合再移动,便于转移运行现场,这对于存在一些不确定性的焦化厂项目的焦化煤气利用非常有利。

  但是,世上的事务有一利,必有一弊,没有十全十美的事情。燃气轮机进气压力比较大,越是发电效率高的机组燃料进气压力越高,因为焦化煤气本身没有什么压力,这就需要使用燃气压缩机,压缩燃气需要消耗大量的能量,影响到设备的实际输出功率,一些项目甚至需要消耗燃气轮机15%~20%的功率,对于联合循环项目达到影响可能是10%~15%的输出功率;采用联合循环系统存在与蒸汽轮机相同的水资源条件要求,系统比较复杂,投资也比较大,同时搬迁也比较困难。

  操作天然气发电机组有一些注意事项。我们在使用的时候往往会由于自己熟悉操作流程而疏忽了操作前的检查。其实在操作天然气发电机组之前做好检查是很有必要的。特别是在初春的季节。由于天气逐渐变暖,户外环境的变化使天然气发电机组需要有一个适应的过程。再者,零部件由于在冬季风比较大,容易出现老化现象,所有出现老化的零部件都要进行更换。具体的检查项目有以下几点:

  1.用心检查天然气发电机组,保障没有“三漏”问题,即:漏油、漏水、漏气等现象。保障导线连接处的牢固。

  2.保障天然气发电机组的润滑油油位,如果不足,应使用同一品牌,同一质量的润滑油补足。

  3.天然气发电机组的电压应在24—27V之间。

  4.检查冷却液的液位,要确保冷却液的充足。

  5.急停开关应在打开的状态,以便于发生事故的时候自动弹出。保障天然气发电机组的故障保护。


  【燃气发电机组注意事项】

  启动前的准备:启动前先检查调整好整个机组的状况,各个组件的连接及固定必须可靠无误,发动机的冷却水系,电启动系统都连接可靠,不滴漏、不松脱,开关灵活,润滑系良好,燃气供给系以及点火系都确认正常,否则要立即检修、调整正确方可启动。

  启动后的怠速运行:一切准备正常后,打开燃气阀门,接上启动电源,打开钥匙,按下按钮,就可启动机组。当机组启动后,马上注意机油压力表,一定保证有正常的机油压力,万万不可粗心大意。启动后要怠速运行一段时间,一是用以观察各处、各部件的运行情况是否异常,有无异常声响,有问题马上处理、解决。怠速运转也是用来使机器升温,特别是冬季,这升温是十分必要的,将非常有利于机器的使用。

  正常的负载输出:当经怠速观察,且机组已达到了一定的温度(观察水温表即可)就可以操纵电调“油门”将机组升速到标定的工作转速,调整机组的电压和频率都达到标定值,则可向外界合闸,输出负载。为了保证合闸时外界有负载使用,建议合闸前交将空车的转速(频率)稍稍偏高些。负载变化时,注意调速“油门”手柄,即电子调速器的电位器,适应输出,保证电压和频率的稳定。

  1、燃气发电机组机房应远离明火区域;

  2、燃气发电机组机房应宽敞、明亮且要求安装换气扇以保证良好的通风;

  3、燃气发电机组安装时底盘与地基应用平垫铁找平。接触面积应在60%以上,且分布均匀;

  4、室内安装照明、开关、线路及其电器应采用防爆措施,且固定牢固;

  5、燃气发电机组机房内应符合消防要求,配备灭火器等消防器械;

  6、燃气发电机组机房内安装可燃气体报警装置,可燃气体泄露时能及时发现;

  7、60kw以下单台燃气发动机燃气管路的外部主要管道内径应不小于2吋,靠近发动机的部分内径应不小于1吋!60kw以上燃气发电机组则分别是3吋和两吋。且必须安装燃气阀门(不锈钢球阀)、型放水阀、防回火装置,燃气管路焊接完成应清理焊渣(用高压空气);

  8、燃气必须脱硫、脱水、除尘,其中含流量≤0.25Nm3,氢气≤10%;

  9、燃气发电机组冷却水必须用软化水。



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