分布式能源系统燃气发电机组特性及选型原则_张丹

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1、分布式能源系统燃气发电机组特性及选型原则_张丹第33卷第10期2013年10月煤气与热力GAS＆HEATVol．33No．10Oct．2013·冷热电联供·分布式能源·可再生能源·分布式能源系统燃气发电机组特性及选型原则张丹，高顶云，郭甲生，孙玉香(上海航天能源股份有限公司，上海201201)摘要：分布式能源系统中常用的发电机组包括微型燃气轮机发电机组、小型燃气轮机发电机组、燃气内燃机发电机组。对3种发电机组的性能参数、变工况特性、燃料适用性、设备维护等进行比较。结合各自特点，对燃气发电机组的选型原则进行探讨，分析了典型案例。关键词：分布式能源系统;燃气轮机发电机组;燃气内

2、燃机发电机组;选型原则中图分类号：TU9951文献标识码：B文章编号：1000－4416（2013）10－0A20－04以往复活塞式最为普遍。在往复活塞式燃气内燃机的气缸内，混合气（燃气与空气）燃烧，产生的烟气推动活塞运动，再通过曲柄连杆机构或其他机构将———————————————————————————————————————————————机械功输出，带动发电机发电。往复活塞式燃气内燃机发电机组的组成主要有曲柄连杆机构、缸体和气缸盖、配气机构、进排气系统、燃气系统、点火系统、润滑系统、冷却系统、启动装置、发电机等。22．1燃气发电机组类型燃气发电机组是指将燃气（以天然

3、气为主）燃烧产生的热能转变成电能的发电设备。分布式能源系统通常采用的燃气发电机组类型为微型燃气轮机发电机组、小型燃气轮机发电机组、燃气内燃机发电机组。1．1燃气轮机发电机组［1－2］燃气轮机是以高温高压烟气为工质，把热能转换为机械能的旋转式动力机械，包括压气机、燃烧室、透平、控制系统和辅助设备等。基本工作过程为：压气机连续地从大气中吸入空气并压缩，压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃气混合后燃烧，成为高温高压烟气，流入透平中膨胀做功，驱动发电机发电，透平同时为压气机提供驱动力。燃气轮机发电机组根据发电功率可分为微型、小型、大中型。分布式能源系统主要应用发电功率范围为25～20

4、000kW的微型、小型燃气轮机发电机组。①微型燃气轮机发电机组———————————————————————————————————————————————微型燃气轮机发电机组的设计衍生于涡轮增压器及其辅助动力装置，采用径流式叶轮机械，即向心式透平与离心式压气机，结构简单、紧凑，便于移动。②小型燃气轮机发电机组小型燃气轮机发电机组通常采用轴流式透平，允许通过工质的流量较大，效率较高，结构上便于实现多级形式，能够满足高膨胀比和较大功率的要求。1．2燃气内燃机发电机组［3］其中又通常所说的内燃机是指活塞式内燃机，燃气发电机组特性比较性能参数当前，国内市场上应用在分布式能源系统中

5、的燃气发电机组通常为国外进口。据不完全统计，目前进入中国市场的微型燃气轮机发电机组品牌主要为美国Capstone、意大利Turbec、英格索兰（现被美国Flexenergy收购）等；小型燃气轮机发电机组品牌主要为美国GE、索拉，德国西门子，日本川崎等；燃MAN、气内燃机发电机组品牌主要为德国MWM、MTU、TES，美国卡特彼勒、瓦克夏、颜巴赫、康明斯，芬兰瓦锡兰，日本洋马、三菱重工，西班牙高斯科尔等。其中，中国市场上3种燃气发电机组的主要性能参数见表1。由表1可知：发电功率。微型燃气轮机发电机组的单机发电功率较小，易于实现多台组合的模块化控制。①——————————————

6、—————————————————————————————————小型燃气轮机发电机组的单机发电功率较大。燃气内燃机发电机组的单机发电功率范围较宽，与微型、小型燃气轮机发电机组均有交叉。②发电效率。微型、小型燃气轮机发电机组·A20·www．watergasheat．com表1张丹，等:分布式能源系统燃气发电机组特性及选型原则第33卷第10期目前中国市场上3种燃气发电机组的主要性能参数缸套冷却水品位较低，只能用于供暖及作为热水型溴化锂吸收式冷水机组的热源。燃气进气压力。一般情况下，燃气进气压力由低到高的顺序为：燃气内燃机发电机组、微型燃④气轮机发电机组、小型燃气轮机发电机组

7、。小型燃气轮机发电机组进气压力比较大，一般为高压或次高压，因此需要增设燃气压缩机，而燃气压缩机需要消耗大量能量，影响到小型燃气轮机的实际输出功率，一些项目甚至需要消耗燃气轮机15%～20%的功率。微型燃气轮机发电机组与燃气内燃机发电机组燃气进气压力较低，通常为低压或中压。⑤噪声、烟气中NOx体积分数。燃气内燃机需发电机组的噪声、烟气中NOx———————————————————————————————————————————————体积分数均较高，采取针对发电机组的降噪措施，并根据项目情况和要求考虑是否设置烟气脱硝