关于天然气分布式能源:燃气轮机和内燃机怎么选?



燃气分布式能源系统核心设备主要包括燃气发电设备、余热利用设备及其他辅助设备。发电设备有燃气内燃机、燃气轮机、燃气外燃机以及燃料电池等。

其中燃气外燃机和燃料电池由于技术发展尚不成熟且成本较高尚未得到广泛应用;随着燃气分布式能源市场的发展和项目规模的扩大,微型燃气轮机的应用也日益减少。

目前燃气分布式能源领域多选用燃气内燃机和燃气轮机作为发电设备。余热利用设备主要包括余热锅炉、余热溴化锂机组等。其他辅助设备包括气体处理设备、燃气增压设备、隔声降噪设备、脱硝设备、热泵等。

关于天然气分布式能源:燃气轮机和内燃机怎么选?的图1

燃气分布式能源系统的显著特点是通过能源的梯级利用提高综合能源利用效率,即“高能高用,低能低用”。因此燃气分布式能源系统设备需根据用户用能需求及项目条件,同时结合不同设备自身特性,进行系统最优化配置。

燃气分布式能源系统梯级利用

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燃气内燃机分布式能源优点

燃气内燃机主要结构与液体燃料内燃机(柴油机、汽油机等)基本相同,是以燃气为燃料的四冲程内燃机,燃气与空气在气缸内混合压缩后点火发生爆燃,推动活塞带动连杆和曲轴驱动发电机发电。内燃机具有发电效率高、余热利用形式多样化、燃料适应性强、运行灵活性强等特点。

燃气内燃机在分布式能源领域的应用

在燃气分布式能源领域,燃气内燃机发电机组可以搭配不同单机容量,以多机组合、可渐进扩充发电容量,满足分布式能源项目经济性和投资弹性。常见燃气内燃机分布式能源系统主要形式如下。

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不可否认,燃气内燃机NOx排放浓度较高。虽然燃气内燃机发电机组的NOx排放水平与传统柴油发电机组排放相比较具有明显优势,但与其他类型燃气机组相比NOx排放浓度仍然较高。

燃气轮机分布式能源优点

燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转,将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械,是一种旋转叶轮式热力发动机。燃气轮机具有发电功率大、电压等级高、供电半径大;排烟温度高、余热利用系统简单;排放清洁度高等优点。

燃气轮机在分布式能源领域的应用

常见的燃气轮机分布式能源系统主要形式如下表:

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燃气轮机低负荷运行时,效率会大幅度降低。燃气轮机利用压气机进气导叶的开度来调节空气进气量,调节范围为75%-100%。当负荷小于75%时,只能通过控制燃料来控制燃气轮机的出力。

所以燃气轮机低负荷运行时,效率会大幅度下降,50%负荷时效率下降5%-7%,故燃气轮机不适宜长期低负荷运行。

另外燃气轮机发电机组宜连续不间断运行,对于间歇运行的分布式能源项目,发电机组的频繁启停将直接影响设备大修间隔,同时也会影响燃气轮机寿命。

以上内容根据燃气分布式能源报告及公开资料综合整理。


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