Foodjx導(dǎo)讀:經(jīng)過深入研究開發(fā),zui終確定“利用燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣冷卻及濕壓縮技術(shù)”來降低燃機(jī)的熱耗,冷卻方式采用直接冷卻技術(shù),冷媒主要是水噴霧,如圖1所示。該技術(shù)系統(tǒng)包括燃?xì)廨啓C(jī)霧化冷卻系統(tǒng)和濕壓縮系統(tǒng).
1)燃?xì)廨啓C(jī)霧化冷卻系統(tǒng):在燃?xì)廨啓C(jī)的壓氣機(jī)進(jìn)口處注入微小的霧狀水滴,利用水蒸發(fā)時(shí)的冷卻作用,降低壓氣機(jī)進(jìn)口溫度,并經(jīng)逐級(jí)蒸發(fā)冷卻使壓氣機(jī)的溫度降低,減少了壓氣機(jī)的功耗,提高了壓氣機(jī)在熱天的允許體積流量。
2)濕壓縮系統(tǒng):在壓氣機(jī)出口注入微小的霧狀水滴,利用水蒸發(fā)時(shí)的冷卻作用,降低進(jìn)入的空氣在壓縮過程的熱,提高燃機(jī)的功率。
經(jīng)過以上兩個(gè)系統(tǒng),一是減少壓氣機(jī)的功耗,提高壓氣機(jī)在熱天的允許體積流量。二是降低進(jìn)入的空氣在壓縮過程的熱,提高燃機(jī)的功率。因此也就提高了燃?xì)廨啓C(jī)的出功,從而致使輸出功率增加。
圖1燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣冷卻及濕壓縮示意
3.主要技術(shù)創(chuàng)新
低熱值混合煤氣燃機(jī)發(fā)電機(jī)組PG6561B-L型燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)屬于定容式旋轉(zhuǎn)機(jī)械,動(dòng)力輸出與質(zhì)量流量成正比,氣溫上升時(shí),密度下降,所以燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組的熱耗率與進(jìn)氣溫度呈線性上升關(guān)系。因此,隨著環(huán)境溫度的升高燃機(jī)的發(fā)電能力降低。濟(jì)南地區(qū)特別是夏季,氣溫很高、濕度大,持續(xù)時(shí)間很長。
1)在沒有安裝燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣冷卻及濕壓縮系統(tǒng)時(shí),6B型燃?xì)廨啓C(jī)在不同環(huán)境溫度的出力情況如圖2所示。
2)安裝燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣冷卻及壓氣機(jī)濕壓縮裝置以后,根據(jù)理論測算我公司6B型燃?xì)廨啓C(jī)的出力情況見圖2藍(lán)色線,因此,應(yīng)用燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣冷卻及濕壓縮技術(shù)后,在燃料保證的提前下,我公司的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電能力可得到提高。
3)在進(jìn)氣
過濾器后設(shè)置蒸發(fā)冷卻級(jí),利用水在空氣中蒸發(fā)時(shí)所吸收的潛熱來降低燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)口空氣溫度,當(dāng)未飽和空氣與水相接觸時(shí),兩者之間便會(huì)發(fā)生傳熱、傳質(zhì)過程,空氣的顯熱變?yōu)樗舭l(fā)時(shí)所吸收的潛熱,使空氣溫度降低;同時(shí),在氣流下游設(shè)置濕壓縮噴霧級(jí),進(jìn)一步提高燃?xì)廨啓C(jī)在高溫環(huán)境下的性能。
圖2燃機(jī)三種情況的發(fā)電曲線
4)燃機(jī)進(jìn)氣霧化式蒸發(fā)冷卻的蒸發(fā)冷卻效率≧99.5%。
5)燃機(jī)進(jìn)氣霧化式蒸發(fā)冷卻及濕壓縮系統(tǒng)的運(yùn)行采用全自動(dòng)控制保護(hù)系統(tǒng)。
6)控制保護(hù)系統(tǒng)具備自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)停機(jī)、保護(hù)功能,以保證高壓噴水系統(tǒng)以及機(jī)組的安全運(yùn)行;應(yīng)對(duì)管線漏水進(jìn)行監(jiān)測;當(dāng)燃機(jī)遮斷、氣切油、降負(fù)荷、進(jìn)氣加熱系統(tǒng)打開、導(dǎo)葉開度小時(shí),霧化式蒸發(fā)冷卻及濕壓縮系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)退出。
7)控制保護(hù)系統(tǒng)能夠根據(jù)其自身氣象站采集的大氣參數(shù),自動(dòng)控制合理的霧化噴水量。
8)燃機(jī)進(jìn)氣霧化式蒸發(fā)冷卻及濕壓縮系統(tǒng)保證不對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的安全運(yùn)行產(chǎn)生任何不良影響。即不破壞燃?xì)廨啓C(jī)入口流場的均勻性;不會(huì)造成燃?xì)廨啓C(jī)外物損傷;不會(huì)造成壓氣機(jī)葉片的水蝕損傷。
4.燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣冷卻及濕壓縮主要組成
燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)由高壓輸送泵組、高壓水輸送管道、水霧化噴嘴及反饋保護(hù)控制系統(tǒng)組成。
高壓泵組包括高壓泵、泵馬達(dá)、氣動(dòng)控制閥、控制柜、電氣設(shè)施、水過濾、手動(dòng)隔離閥、壓力表、流量表和底盤。其中,高壓泵由具有不銹鋼歧管的高速離心泵設(shè)計(jì);泵馬達(dá),具有F級(jí)絕緣的TEFC(按戶外使用規(guī)定);氣動(dòng)控制閥為不銹鋼球閥,打開后建立所選擇的噴嘴組的水流量;控制柜具有模塊硬件式樣PLC和馬達(dá)起動(dòng)器的NEMA4/4X;電氣設(shè)施用于帶斷接開關(guān)的單點(diǎn)380伏三相配電柜;水過濾為亞微米進(jìn)
水過濾器器加高壓泵出口過濾器。
噴嘴岐管由高壓不銹鋼管、焊接管接頭及噴嘴組成。進(jìn)氣導(dǎo)管和岐管管道焊用不銹鋼隔板/支持板,為抗旋渦沖刷提供必須的強(qiáng)度和剛度。對(duì)導(dǎo)管穿透處進(jìn)行封焊。每個(gè)噴嘴頭包含多個(gè)針型霧化噴嘴。通過螺紋連接的噴嘴頭牢固地固定在噴嘴組的管子上,且使用鎖緊螺絲或鎖片可靠地固定。
四、應(yīng)用情況
1.燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣冷卻及濕壓縮裝置運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)
未投入進(jìn)氣冷卻及濕壓縮裝置燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行情況見表1,投入進(jìn)氣冷卻及濕壓縮裝置燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行情況見表2。經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行,在進(jìn)氣冷卻及濕壓縮裝置投入40%時(shí),燃機(jī)發(fā)電功率平均增加3.0MW。
2.其他效益
?。?)環(huán)保效益在燃?xì)廨啓C(jī)安裝了壓氣機(jī)濕壓縮及進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)后,因?yàn)槿細(xì)廨啓C(jī)的壓氣機(jī)出口空氣溫度降低了,這樣燃燒室內(nèi)火焰由于有更低溫的空氣進(jìn)來參與燃燒,降低了火焰的燃燒溫度,從而使氮氧化合物的排放降低了25-30%,有效的提高了環(huán)保效益。
?。?)保護(hù)燃?xì)廨啓C(jī)熱段部件同樣由于燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)的出口空氣溫度降低了,進(jìn)入燃燒室的冷卻空氣溫度也降低了,這樣有效地保護(hù)了燃燒室及過渡段熱段部件的使用壽命。另外,也同樣壓氣機(jī)的出口空氣溫度降低了,從壓氣機(jī)抽出來的用于冷卻熱段部件的空氣溫度降低了。這樣,冷卻空氣有更多的蓄能來帶走更多的熱量更好地保護(hù)了燃?xì)廨啓C(jī)熱段部件。如:渦輪葉片、噴嘴及復(fù)環(huán)等。