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1、燃机电厂天然气调压站配置探讨第20卷第3期2007年9月《燃气轮机技术》GAS【瓜B]ETECHN0L0GYV0l_2ONo.3Sept,,2O07燃机电厂天然气调压站配置探讨吕小兰(广东省电力设计研究院,广州510600)摘要:天然气用于燃气轮机发电在我国越来越多,但燃气轮机对天然气的压力,温度等都有一定的要求.天然气调压站是天然气的主要处理系统,直接影响到燃气轮机的安全稳定运行.根据已投产燃气轮机的运行经验,对天然气调压站的系统设备配置作了分析探讨,对设备提出了经济合理地配置的建议.关键词:燃气轮机;天然气;调压站
2、;加热器;配置中图分类号:TM611.31文献标识码:B文章编号:1009—2889(200r7)o3一O006—04近年来燃气轮机联合循环机组以其整体循环效率高,造价低,污染小,占地少,建设周期短,运行灵活,适合调峰等优点在我国得到迅速发展,特别是在沿海珠三角以及长三角地区,许多大型燃气轮机联合循环电厂已经建成投产,还有相当部分正在规划和建设中.天然气调压站是燃气轮机联合循环电厂的重要组成部分之一,它是天然气的主要处理系统,直接影响到燃气轮机联合循环机组的运行可靠性和经济性.根据已运行机组的实际情况及经验,新建机组合
3、理优化配置天然气调压站的系统设备,在保证系统设备稳定和安全可靠运行的前提下,可以提高机组运行的经济性,降低造价,减少能耗.本文根据已运行燃气轮机的实际情况,对天然气调压站的系统设备配置进行了分析探讨.l燃气轮机对天然气的要求天然气作为燃气轮机的气源,需要满足燃气轮机运行的要求,燃气轮机对天然气的要求主要有以下几方面:(1)应控制天然气的温度,以满足过热要求,避免结露,同时要满足燃气轮机天然气入口温度的要求.根据文献[1],天然气要求的最低温度为和中的较大值,其计算公式如下:Th=T.h+d}l(dh为烃的露点温度)T=
4、+(为水汽的露点温度)DDT.h=2.33()一2.8Dsm=5?l5()一7式中:为高出碳氢化合物露点的温度(oF);P脚为燃机燃料控制系统前天然气的压力(psia);为高出水汽露点的温度(.F).(2)应控制天然气中的粉尘,杂质含量,否则会引起颗粒阻塞燃料喷嘴;(3)应控制天然气的压力波动,使其稳定燃烧;(4)应保证天然气的热值,对于不同的燃料系统,可使用的燃气热值取值范围是不同的.故对于某一固定的燃料系统,为了保证稳定燃烧,热值的取值只能在某一范围内.2天然气调压站的作用目前,国内燃气轮机电厂的天然气来源主要有两
5、种:一种为液化天然气(LNG),气源主要来自国外;一种为国内气源,主要通过西气东输管线接入电厂.对于来自国外的LNG气源,液化天然气首先经海上船运至LNG接收站,在接收站内经过气化,然后通过天然气管道送到各个电厂.在每个电厂供气收稿日期:21307.05.08改稿日期:21307—05—21作者简介:吕小兰(1975一),毕业于浙江大学工程热物理专业,工学硕士,现就职于广东省电力设计研究院机务部,任热能动力工程师,从事电力工程热机专业设计.第3期燃机电厂天然气调压站配置探讨7方均设置供气末站,将较高压力的天然气进行减压
6、,然后送人电厂设置的天然气调压站.对于国内的气源,天然气从输气干线上接出的一条支线进入分输站,在分输站进行调压后再送入电厂设置的天然气调压站.天然气调压站是燃气轮机电厂对天然气的主要处理系统,其主要作用如下:(1)降压,稳压,将上游供气末站提供的压力较高的天然气降至下游燃气轮机所需要的压力和流量,并达到稳定的状态;(2)清除天然气中的杂质;(3)保护下游管道和燃烧设备,在发生故障时不会让上游高压的天然气危害到下游的设备及管道.3天然气调压站优化配置探讨天然气调压站一般包括天然气入口切断,过滤,计量,加热,压力调节,天然
7、气分配,放空,排污,安全监测,电气,仪表控制,数据通信等装置.天然气调压站通常配置的工艺单元示意图见图1:图1调压站通常配置工艺单元示意图3.1入口单元人口单元主要包含绝缘接头和紧急切断阀.在天然气调压站的人口处,首先接人绝缘接头,实现输气管线与天然气调压站系统电绝缘.绝缘接头后装设紧急切断阀(ESD),ESD阀采用气动装置,驱动气源可以采用仪用压缩空气,也可以采用天然气.ESD阀通过电磁阀实现远程控制,在发生天然气泄漏,电厂起火或其他紧急事件时迅速切断气源,保证电厂的安全.3.2计量单元ESD阀后为计量单元,一般采用
8、超声波流量计.计量单元的作用是与上游供气商的天然气流量数据进行准确性校对.流量计设有一个旁路,在流量计进行标定时开启.3.3粗分离单元主要用于清除天然气中的大颗粒及游离液滴,保护后续设备,并考虑在电厂初期运行阶段,受施工等多种因素影响导致管道内部存留杂质等污物需要清除.主要设备为旋风分离器,分离出来的污物沉落到过滤器的底部,天然气
