稀燃控制技术在颜巴赫发动机组中应用研究

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1、稀燃控制技术在颜巴赫发动机组中应用研究摘要：电能在生产、传送、使用中比其他能源更易于调控，因此，它是最理想的二次能源。发电在电力工业中处于中心地位，决定着电力工业的规模，也影响到电力系统中输电、变电、配电等各个环节的发展。进入21世纪，我国主要发电形式是火力发电、水力发电和核能发电，三者的发电量占全部发电量的99%以上，而其中火力发电又占到了82%以上。随着一次能源的短缺及节能、环保要求的提高，越来越多的新型发电项目出现在了我们的生活中。煤层气发电使用的原料虽然属于一次能源，但是与燃煤发电机理不同，是以目前成熟的内燃机技术为基础，对内燃机的燃料供给等系统加以改造，以煤层气为燃料，以

2、内燃机为原动机，将瓦斯气中蕴含的热能转化成机械能，进而转变为电能的能量转换过程。本文着重阐述了煤层气发电应用的现状及发展前景。对目前阳煤集团煤层气发展的现状进行了介绍，本文以神堂嘴煤层气发电站瓦斯发电机组为实例，对神堂嘴煤层气发电站的JGS620.GS-S.L型LEANOX燃气发电机组稀燃控制系统介绍。关键词：煤层气；发电；稀燃控制；NOx排放一、煤层气发电技术简介目前，对煤层气的利用由于其自身的特点和市场需求的变化，煤层气用作民用和化工原料已没有更大的空间，发电成为煤层气利用的最好方法之一。煤层气发电就是以煤层气为燃料，应用电控技术，闭环电子控制空气与瓦斯配比，适应浓度和抽排压力

3、的变化，使瓦斯用作活塞往复式内燃机燃料进而发电的一种技术。已有天然气机不能直接燃用瓦斯，因为瓦斯中主要可燃成份甲烷的含量较低，成份随机性变化大，成份不稳定，混合气的空燃比也随时发生变化，普通燃气发动机的等真空度式混合器不能自动调节空燃比，必然导致发动机转速和输出功率变化较大，甚至点火不连续发生放炮而停机.二、使用煤层气发电的优势(1)煤层气发电机组结构紧凑、重量轻、尺寸小，从主体设备到电控部分三天便可安装完毕，而且不需要很多的人力、物力；(2)调试初始阶段，机组起动比较困难.但在调试好后，机组能在短时间内满足最大功率的要求；(3)工作运行安全，燃烧过程是在密闭的气缸内进行，不易引起

4、火灾或爆炸事故；(4)配套设备较传统的火力发电厂少，系统也较传统的火力发电厂简单;(1)燃料适用性广，对瓦斯浓度大于27%的各种情况的煤层气都能较好地适应。(2)电站建设周期短，运行维护人员少，运行费用低，可降低企业生产成本。三、煤层气发电应用阳泉矿区的煤层气含量极为丰富，全矿区煤层气资源总面积2668平方米，煤层气资源量6448亿立方米。煤层最大含气量为21.7m3八(煤)，平均17.2m3八(煤)。2006年阳煤集团开始投资建设瓦斯发电项目，其中神堂嘴电站装机容量最大，采用四台奥地利GE颜巴赫公司生产的JGS620.GS-S.L型LEAN0X燃气发电机组，单机容量为3025kW

5、,总容量迖到了12.1MW,电站与2007年7月正式投产。目前机组已经累计运行50000小时，运行工况较为平稳，通过近几年的摸索，机组LEAN0X稀燃控制技术已经完全掌握并应用。四、LEAN0X稀燃控制介绍LEAN0X稀燃控制的全称为LEAN0X稀薄混合燃烧控制，由GE全球开发并获得专利，确保正确的air/gas比下所有操作条件，尽量减少废气排放，同时保持稳定的引擎运转。该LEANOX系统使用更有效的特殊燃烧室燃烧的配置和直接联系的输出功率，增压，燃气温度和氮氧化物的排放。这消除了需要监测的排气使用拉姆达探针。该LEANOX发动机控制系统校正参数，以保证引擎永久符合要求的氮氧化物的

6、排放。Leanox控制器的任务是预测和优化增压压力，建立在现行的功率输出量和混合气温度的基础上，并与dia.ne(SAM)自动计算出的工程量有着直接关系，完后两条操作指引被存入记忆。Leanox控制器每当实际功率输出超过一个起始值便会自动启动(大约总功率输出的30%)，这种控制程序为不同类型燃气提供四个参数设置。同时Leanox控制器在连贯的输电网之间重复地发挥作用和运转，但有时也会在孤岛运行期间启运。五、NOx对大气的危害稀燃调整主要是调整发动机尾气排放的NOx含量，一般来说NOx含量要调整到5⑻ppm以下，才符合国际排放标准。NOx对环境的污染和对人类健康的危害，本世纪四十年代

7、才引起科学家的注意。NOx包括N0、N02,N20、N203,N204、N205等，烟气中的NOx主要是NO和N02。N0的毒性很大，它极易与血液中的血色素Hb结合，造成血液缺氧而引起中枢神经麻痹，N0与血红蛋白的亲合能力约为CO的数百倍至千倍。N02是黄棕色有刺激性气味的气体，毒性比N0高4-5倍，它能刺激呼吸系统，引起肺气肿。人在N02浓度为16.9ppm下暴露10分钟，就会产生呼吸困难和支气管痉挛现象，N02浓度为90—lOOppm时，接触三小时即可致人死亡。N