分布式能源系统燃气发电机组特性及选型原则

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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　　摘要：随着分布式能源项目的开展，分布式能源系统燃气发电机组逐渐被投入使用中。然而不同机组有其各自特性，若未能合理地选择，将难以发挥发电机组的优势。这就要求做好机组特性分析工作，并在选型方面进行强化，以此使机组可靠稳定地运行。本文将对分布式能源系统燃气发电机组相关概述、分布式能源系统燃气发电机组特性以及具体的选型原则进行分析。　　关键词：分布式能源系统；燃气发电机组；选型　　中图分类号：TM314文献标识码：A　　作为分布式能源系统运行的关键，燃气发电机组能否发挥其作

2、用，将对整个系统带来极大影响。从当前较多行业领域中都可发现，如大型医院、机场等在规划中都强调将分布式能源项目引入，确保在蒸汽、生活热水以及供暖等方面要求上都得到满足。但从部分企业中燃气发电机组的应用现状看，优势并未被充分发挥出来，究其原因在于未能结合机组特性进行选型。因此，本文对分布式能源系统燃气发电机组的选型研究，具有十分重要的意义。　　1.分布式能源系统燃气发电机组相关概述4　　关于燃气发电机组，其实质为燃烧天然气时所获取的热能，将转化为电能，而转化过程中的发电设备便为燃气发电机组。若对燃气发电机组类型进

3、行细化，表现为：第一，燃气轮机发电机组。该机组在工质上可选择高温高压烟气，涉及的设备以控制系统、压气机、燃烧室以及辅助设备等为主，能够进行热能、机械能的转化。该机组应用下又可按照发电功率划分为微型与小型两种，如其中微型机组，以径流式叶轮机械为主，有结构简单、移动方便等特点，再如小型机组，以轴流式透平为主，因其工质流量较大，对于较大功率以及高膨胀比等要求都可满足。第二，燃气内燃机发电机组。该类型机组常见的以往复活塞式为主，运行中在混合气燃烧下，活塞将会在燃烧烟气作用下保持运动状态，内部机构将做机械功输出，使发电

4、机发电。　　2.分布式能源系统燃气发电机组特性分析　　2.1机组性能　　当前国内分布式能源系统中采用的发电机组仍以进口产品为主，如微型燃气轮机发电机组，有英格索兰、Turbee与Capstone等，而小型机组包括西门子、索拉等，对于燃气内燃机发电机组，如康明斯、卡特彼勒较为常见。对于这3种机组性能参数，主要表现为：①发电功率，微型、小型与内燃机发电机组分别为30kW～1000kW、610kW～19100kW、5kW～18320kW；②发电效率，3种类型分别保持为26.0%～33.0%、18.9%～38.5%、

5、28.7%～48.6%；③余热形式，都可选择烟气，其中燃气内燃机发电机组也可采用热水作为可利用余热形式；④燃气进气压力，3种类型机组分别保持为1kPa～965kPa、1000kPa～3447kPa、1kPa～410kPa。除此之外，若从噪声、烟气Nox体积分数看，其中微型与小型机组均较低，而内燃机发电机组较高。　　2.2变工况特性4　　以部分负荷特性为例，对于燃气内燃机发电机组、小型发电机组在负荷率降低下，发电效率将呈下降趋势。而对于微型燃气轮机发电机组，由于采用模块化控制方式，当负荷率保持降低，运行模块将会

6、持续调整，对发电效率降低情况进行有效控制。由大多实践研究也可发现，模块化控制方式下，对于用电负荷极低情况，发电效率仍保持较高。另外，再从环境因素影响角度分析，假若以海平面、环境温度作为参照，当小型或微型燃气机组超出参照温度15℃，发电功率呈下降趋势，若超出温度达30℃，发电功率将大幅度衰减。相比之下，燃气内轮机发电机组，主要依托于稀薄燃烧技术，发电功率受到的影响极小。　　2.3其他特性　　不同类型发电机组运行下，也有其他不同特性，如燃料适用性，其中小型或微型机组有较强的适用性，即使对于含杂质多、热值低燃料，也

7、可适用，但内燃机发电机组要求则较高，要求燃气有较高的清洁度。此外，对于设备维护特性，以小型燃气轮机发电机组工作量最高，且涉及的费用较多。　　3.分布式能源系统燃气发电机组选型原则　　实际选型中，除立足于不同燃气发电机组特性外，也要求遵循其他选型原则，具体表现为：①多项目涉及的用电负荷较大，如商业建筑等，选择的机组可为内燃机发电机组或微型燃气轮机发电机组，由于后者以模块化控制方式为主，应作为首选；②若项目在排放、噪音等方面要求较高，小型与微型机组都可适用，假若必须次用内燃机机组，应将降噪减震、烟气脱硝装置设置于

8、其中；③4若无高压燃气管网设置，且难以进行大型燃气增压设备的设置，以内燃机发电机组或微型机组较为适宜；④若项目涉及环境温度高、海拔高等情况，需考虑到发电功率衰减问题，此时以燃气内燃机发电机组最为适宜；⑤若项目投入后，缺少较强的维护管理能力，应以微型燃气轮机发电机组适宜。除此之外，实际选型中，也可结合电热比、气电价比等情况进行机组选择，确保达到经济效益提高的目标。　　结论　　燃气发电机组的合理选型是保