燃气轮机和内燃机发电机组性能及经济性分析
燃气机组热调峰性能及经济性分析
燃气机组热调峰性能及经济性分析刘嘉乐，马素霞，马红和，张立芳(太原理工大学 电气与动力工程学院，山西 太原 030024)摘 要：通常，许多燃气热电机组采用低压缸空载供热改造以保障冬季供热。
为分析在有限天然气量、不同背压下低压缸空载的供热性能，以某燃气-蒸汽联合循环直接空冷机组为例，通过计算不同背压下低压缸的最小进汽量，确定空载供热的安全调节范围；并建立包含供热量、低压缸功量、冷源损失及辅助设备耗电量的能量系统㶲分析模型，评价低压缸空载工况的供热经济性。
结果表明，降低背压有利于增加燃气机组的最大供热出力、低电负荷下的热调峰能力及低压缸能量系统的㶲效率。
关键词：燃气热电机组；低压缸空载；最小进汽量；热调峰；供热经济性；㶲效率；直接空冷DOI ：10.11930/j.issn.1004-9649.2021010410 引言冬季供暖是民生保障工程。
近年来，随着环保要求日益严苛，工业供热锅炉被逐步取缔，热电厂承担了主要供热任务。
由于新能源电力的迅猛发展以及国家对“弃风、弃光”的限制，使得热电厂电负荷减小，限制了机组的供热能力。
这种热电耦合现象给冬季供暖带来了极大的困扰[1]。
燃气热电机组凭借联合循环效率高、污染排放低、电热负荷响应快等优点，得到较快发展[2]。
但同时，由于天然气用量的爆发式增长，大范围的“气荒”问题频繁发生[3]，也使燃气热电厂尖峰供热能力不足。
因此，如何在有限天然气供应条件下最大限度地提升适应性调峰供热能力是燃气热电机组急需解决的技术难题。
综合现有热电厂供热改造技术[4-6]，低压缸零出力技术凭借改造成本低和供热经济性好等优点[7]，拥有广泛的工程应用前景。
低压缸零出力改造技术采用完全密封的蝶阀切断低压缸原进汽管道，新增旁路管道通入少量冷却蒸汽以带走低压缸内的鼓风热量，并防止末级叶片发生颤振[4-8]。
但目前，对于最小冷却蒸汽量的确定方法鲜有文献提及。
而且，关于供热经济性的研究大多集中在以热效率来评价供热系统的能量利用程度，并未考虑能量品质和辅助设备能耗等因素。
燃气轮机发电技术分析
燃气轮机发电技术分析燃气轮机发电是一种高效的发电技术，其原理是利用燃气燃烧产生高温高压气体，通过涡轮转动发电机产生电能。
相比传统的燃煤发电技术，燃气轮机发电具有很多优点。
燃气轮机发电效率高。
燃气轮机的理论燃料效率可以高达60%-70%，而传统的燃煤发电技术只有30%左右。
高效率的发电技术不仅可以提高发电厂的经济效益，还可以减少能源消耗和环境污染。
燃气轮机发电响应速度快。
相比传统的燃煤发电技术，燃气轮机发电的启动时间短，通常只需要几分钟就可以达到额定功率。
这使得燃气轮机发电可以迅速响应电力需求的变化，提供灵活的调度能力。
燃气轮机发电技术适用范围广。
燃气轮机可以利用多种不同的燃料，如天然气、石油气、液化石油气等。
这使得燃气轮机发电技术在全球范围内都可以得到广泛应用，且燃气资源丰富的地区更加适合采用燃气轮机发电。
燃气轮机发电技术对环境影响较小。
与传统的燃煤发电相比，燃气轮机发电不会产生固体废弃物，废气排放中的二氧化硫、氮氧化物等污染物也减少很多。
这有利于改善空气质量，降低环境污染。
燃气轮机发电技术也存在一些局限性。
燃气轮机的设备投资较高。
燃气轮机发电厂的建设成本较高，设备维护也需要较大的经济投入。
燃气轮机的燃料费用通常比燃煤要高，这也增加了发电成本。
燃气轮机发电技术的排放控制相对困难。
燃气轮机发电的废气中含有一定的氮氧化物，这是一种温室气体和大气污染物。
虽然燃气轮机发电的废气排放标准比燃煤发电要低，但对其排放进行控制仍然是一个挑战。
燃气轮机发电技术具有高效、快速响应、适用范围广和环境友好等优点，但也存在设备投资高和排放控制难度较大等局限性。
随着技术的不断发展，相信燃气轮机发电技术将进一步提高效率、降低成本，并逐步解决环境问题，成为未来发电行业的主要技术之一。
燃气轮机性能分析和优化
燃气轮机性能分析和优化燃气轮机是一种重要的能源转换设备，广泛应用于发电、航空和工业领域。
燃气轮机的性能分析和优化对提高能源利用效率、降低能源消耗和环境污染具有重要意义。
一、燃气轮机性能分析1. 燃烧过程分析：燃气轮机的燃烧过程是能量转换的核心环节。
通过分析燃烧过程中的温度、压力、质量流量等参数，可以评估燃气轮机的燃烧效率和能量损失情况。
燃气轮机燃烧室的设计、燃料组分和供气方式都会对燃烧过程产生影响。
2. 效率分析：燃气轮机的效率是衡量其能源利用效率的重要指标，主要包括热效率和总效率两个方面。
热效率是指轮机从燃料中转化为机械功的能力，总效率则考虑了除了机械功之外的其他能量损失。
通过对燃气轮机的效率进行分析，可以找出影响其性能的主要因素，并进行相应的优化措施。
3. 动态特性分析：燃气轮机在启动、停机、负荷变化等过程中，会出现一系列的动态特性。
对燃气轮机的动态特性进行分析，可以了解其运行状态、响应速度和稳定性，为控制和优化提供依据。
动态特性的分析主要涉及到燃气轮机的转速、温度响应、燃料供给等方面。
二、燃气轮机性能优化1. 燃烧室优化：燃烧室是燃气轮机能量转换过程中的关键环节，燃烧效率和排放水平主要取决于其设计。
通过优化燃烧室的结构、喷嘴设计和燃烧控制策略，可以改善燃烧效率和减少污染物排放。
2. 涡轮设计和匹配：燃气轮机的涡轮是从燃气转换为机械功的关键元件。
通过优化涡轮的叶片几何形状、材料和叶片数目，可以提高转换效率和增加功率输出。
涡轮的设计还需要与压气机的匹配考虑，以保证系统的整体效率。
3. 燃料选择优化：燃气轮机可以使用多种不同类型的燃料，如天然气、石油和生物质能源。
根据燃气轮机的工作条件和运行要求，选择合适的燃料类型和组分，可以提高燃烧效率、减少污染物排放和降低燃料成本。
4. 运行控制优化：燃气轮机的运行控制是保证其性能稳定和响应速度的关键。
通过合理的控制策略和参数调整，可以实现快速起停机、负荷调节和污染物控制等功能。
燃气轮机和内燃机发电机组经济性分析
燃气轮机和内燃机发电机组经济性分析燃气轮机发电机组是一种将燃气燃烧产生的高温高压气体通过轮叶的反作用力驱动轴转动，进而带动电机发电的设备。
相比于内燃机发电机组，燃气轮机发电机组具有以下几个优点：首先，燃气轮机发电机组的热效率高。
燃气轮机的工作原理决定了其热效率较高，在50%以上，而内燃机的热效率一般为30%左右。
这意味着单位能源输入下，燃气轮机可以输出更多的电能。
其次，燃气轮机发电机组的启动时间短。
燃气轮机的启动时间通常在数分钟之内，而内燃机发电机组的启动时间则相对较长，可能需要几十秒到几分钟的时间。
这使得燃气轮机发电机组更适用于紧急发电和频繁开停机的场景。
此外，燃气轮机发电机组的维护成本低。
燃气轮机发电机组的维护工作主要集中在燃烧室和轴承等核心部件的维护，相对简单且成本较低。
而内燃机发电机组的维护工作较为复杂，需要定期更换机油、机滤等部件，成本较高。
但是，燃气轮机发电机组也存在一些不足之处，例如成本较高。
燃气轮机发电机组的购买和安装费用较高，且燃气轮机需配套的锅炉和废气余热利用系统等装备也会增加成本。
而内燃机发电机组的购买和安装成本较低。
此外，燃气轮机发电机组的适用范围有限。
燃气轮机发电机组主要适用于大规模发电和对供电质量要求较高的场景，例如工业厂区和城市中心等。
而内燃机发电机组则更适用于小型发电和移动电源的场景，例如建筑工地和野外作业等。
综上所述，燃气轮机和内燃机发电机组各有其适用的场景和优势。
在选择发电设备时，需要根据实际需求和具体情况综合考虑各种因素，包括投资成本、运行效率、维护成本等。
只有在经济效益和可靠性等方面取得平衡，才能实现最佳的经济性。
燃气轮机与燃气内燃机对比
根据项目的建筑状况，能源站发电机组可以考虑使用燃气轮机和燃气内燃机。
针对本项目，分析如下：（1）目前，国内外在冷、热、电联产系统中使用的燃气轮机多为10MW以下的中小型机组和微型机组，且分为简单循环燃气轮机和回热循环燃气轮机。
由于结构和材料的限制，中小型、微型燃气轮机的透平温度通常低于900°C，往往压比在6.0以下，当采用简单循环时，发电效率一般不到20%，为改善性能，通常选用回热循环，此时，联产系统可将更多的能量输入转换为功输出，但降低燃气轮机透平的排气温度会对系统的冷、热输出产生较大影响，冷热电比都将下降，所以这种联产系统主要以输出电力为目的。
本区域供能能源站冷热负荷之和远大于电负荷，所以燃气轮机作为动力子系统并不是十分契合本能源站的性质要求。
采用回热循环的小型燃气轮发电机组的发电效率通常为30%左右，而燃气内燃发电机组发电效率可达到40%以上，在上海市目前的燃气价格和市电价格情况下，当优先选用发电效率高的设备，才可以更好的体现项目的经济性。
（2）燃气轮机所要求的燃气进气压力高（3.5~4.0MPa），一般需要设置专用的天然气调压站。
天然气调压站包括计量、过滤、压力调节、天然气分配、排放、排污、安全监测、电气控制等装置。
考虑到天然气调压站的特殊要求，它需要一些安全辅助设施，如：静电释放器、避雷针、天然气放散管路、危险气体检测器及灭火设备。
本项目没有空间单独设置燃气升压站。
（3）从冷、热、电联产的动力子系统经济性上说，由于小型进口燃气轮机的单位造价比进口内燃机的高，使得小型燃气轮机的联产系统的建设费用相对较高。
一般小型燃气轮机驱动的联产系统回收期多于内燃机联产系统。
此外小型燃汽轮机还有检修周期短、维修工作难度大、主要部件要返厂修理，运行维护费用较高等缺点。
目前国外较多的三联供能源站选择燃气内燃发电机组。
因为燃气内燃发电机组具有发电效率高、发电出力衰减受特殊恶劣地理环境影响最小的优势，在20～100MW 热电联产电厂或调峰电厂，以及楼宇式1～5MW 冷热电三联供系统中都普遍安装燃气内燃发电机组。
燃气轮机发电技术分析
燃气轮机发电技术分析
燃气轮机发电技术是一种高效、清洁的发电方式，它可以通过燃烧天然气或其他燃气燃料来产生高温高压气体，驱动涡轮机转动，最终将机械能转化为电能输出。
与传统的燃煤发电方式相比，燃气轮机发电技术具有以下优势：
1.高效能：燃气轮机的热效率可达40%以上，而传统燃煤发电厂的热效率仅为30%左右。
2.清洁环保：燃气轮机的燃烧过程不产生烟尘、二氧化硫、氮氧化物等污染物，排放的废气中的二氧化碳排放量也较低。
3.快速启动：燃气轮机的启动时间较短，可以在几分钟内达到额定功率输出，从而快速响应电网调峰需求。
4.灵活性高：燃气轮机可以在很宽的负载范围内稳定运行，适应电网负荷需求的快速变化。
5.少量用水：燃气轮机发电不需要像燃煤发电那样使用大量冷却水和锅炉水，因此可以大大减少用水量。
燃气轮机发电技术具有以上优势，然而也存在一些挑战。
比如，燃气轮机的价格相对较高，且在燃气价格波动较大时，燃气轮机发电的经济性会受到影响；同时，燃气轮机的使用寿命也较短，因此需要较高的维护保养费用。
总的来说，燃气轮机发电技术已经成为发电领域中的一种重要技术，随着技术的不断进步，其经济性和环保性都将得到进一步提高，预计未来该技术在电力、热力等领域的应用前景将越来越广阔。
燃气轮机发电技术分析
燃气轮机发电技术分析燃气轮机发电技术是一种利用燃气轮机发电的技术，它以燃气轮机为主体，通过燃料的燃烧产生高温高压的燃气，驱动燃气轮机转子转动，进而带动发电机发电。
燃气轮机发电技术具有高效、清洁、灵活等特点，被广泛应用于工业、商业和民用领域。
本文将从原理、优势和发展趋势等方面对燃气轮机发电技术进行分析。
一、原理燃气轮机发电技术利用燃气的燃烧能量驱动燃气轮机的转子旋转，从而带动发电机进行发电。
其基本原理如下：1. 燃气燃烧：燃气轮机发电技术的第一步是将燃料（如天然气、石油气等）在燃烧室内燃烧，产生高温高压的燃气。
2. 燃气轮机转动：燃气通过燃烧室后，流入燃气轮机的涡轮部分，由涡轮转动，并带动轴上的压缩机转动，沿着发电机转子轴线转动。
3. 发电：燃气轮机的转子旋转带动发电机转子旋转，使发电机内的导体与磁场相互作用产生感应电动势，最终输出电能。
二、优势燃气轮机发电技术相比传统的发电技术具有以下优势：1. 高效：相比传统的燃煤发电和燃油发电，燃气轮机发电技术能够更高效地利用燃料能量，其热效率一般在25%~40%之间。
2. 清洁：燃气轮机发电技术燃烧燃气产生的排放物少，对环境的影响小，符合现代清洁能源的要求。
3. 灵活：燃气轮机发电技术具有启动快、负载调节范围广等特点，适用于多种运行模式，可以快速响应市场需求。
4. 经济：燃气轮机发电技术在运行成本、维护成本等方面相对较低，能够降低电力成本，并具有较好的经济性。
5. 可靠：燃气轮机发电技术结构简单、运行稳定，具有较高的可靠性和安全性。
三、发展趋势1. 节能环保：未来燃气轮机发电技术将继续致力于提高燃烧效率、降低排放，以满足节能环保的需求。
2. 高效运行：未来燃气轮机发电技术将继续提升燃机和透平机的匹配性，提高整机效率和可靠性。
3. 多能互补：未来燃气轮机发电技术将与其它能源技术（如光伏发电、风力发电等）相结合，实现多能互补，提升能源利用效率。
4. 智能化发展：未来燃气轮机发电技术将借助先进的智能化技术，实现设备的智能监测、故障预测等，提高设备的运行效率和可靠性。
燃气内燃机和燃气轮机的比较和区别
燃气内燃机和燃气轮机的比较和区别文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-燃气内燃机的发电效率通常在30％－40％之间，比较常见的机型一般可以达到35％。
燃气内燃机最突出的优点正是发电效率比较高，其次是设备集成度高，安装快捷，对于气体中的粉尘要求不高，基本不需要水，设备的单位千瓦造价也比较低。
但是内燃机也有一些不足的地方，首先，内燃机燃烧低热值燃料时，机组出力明显下降，一台燃烧低热值8000大卡/立方米天然气燃料的500千瓦级燃气内燃发电机组，在使用低热值4000大卡/立方米的焦化煤气时，出力可能下降到350～400kW左右。
此外，内燃机需要频繁更换机油和火花塞，消耗材料比较大，也影响到设备的可用性和可靠性两个主要设备利用指标，对设备利用率影响比较大，有时不得不采取增加发电机组台数的办法，来消除利用率低的影响。
内燃机设备对焦化煤气中的水分子含量和硫化氢比较敏感，可能导致硫化氢和水形成硫酸腐蚀问题，需要采取一些必要措施加以克服。
燃气轮机比较适用于高含氢低热值和气体含杂质较多的劣质燃料，一些燃气轮机甚至使用原油和高硫渣油燃料。
燃气轮机自身的发电效率不算很高，一般在30％～35％之间，但是产生的废热烟气温度高达450～550℃，可以通过余热锅炉再次回收热能转换蒸汽，驱动蒸汽轮机再发一次电，形成燃气轮机--蒸汽轮机联合循环发电，发电效率可以达到45%~50%，一些大型机组甚至可以超过55％。
采用燃气轮机的优势相对比较多，首先是设备的可用性和可靠性都比较高，综合利用率一般可以保持在90％；其次，对于燃料的适应性比较强，含硫、含尘高一点问题都不大；再有就是发电出力一般不会减少，甚至因为燃料进气量增加而有所增加；此外，燃气轮机功率密度大体积小，比较适合再移动，便于转移运行现场，这对于存在一些不确定性的焦化厂项目的焦化煤气利用非常有利。
但是，世上的事务有一利，必有一弊，没有十全十美的事情。
燃气发动机驱动的内燃发电机组的特点和优势
燃气发动机驱动的内燃发电机组的特点和优势燃气发动机驱动的内燃发电机组作为一种常见的发电设备，因其具备独特的特点和优势，受到广泛应用。
本文将从节能环保、灵活性、稳定性和成本效益等方面探讨燃气发动机驱动的内燃发电机组的特点和优势。
1. 节能环保燃气发动机驱动的内燃发电机组通过燃烧行程实现能源转化，相较于其他发电方式，如煤电、水电，燃气发动机具有更高的能源利用率。
内燃发电机组使用天然气等清洁能源作为燃料，燃烧后产生的废气几乎不含硫、烟尘等污染物，大大减少了对环境的危害。
同时，燃气发电机组启动时间短，运维成本低，减少了能源的浪费和损失。
2. 灵活性燃气发动机驱动的内燃发电机组具有良好的灵活性。
它们可以单独运行或并网运行，根据用电负荷的变化自动调节输出功率。
这种自动调节功率的特性使内燃发电机组在应对突发负荷变化时表现出色，能够快速响应电网需求，并保持稳定的电力输出。
同时，燃气发动机组还可以通过模块化扩展实现容量的灵活升级，适应不同规模的电力需求。
3. 稳定性燃气发动机驱动的内燃发电机组具有良好的稳定性。
内燃发电机组采用燃气发动机作为驱动器，通过调整燃料供给和转速，可以稳定控制电力输出。
内燃发电机组的结构紧凑，运行可靠，具有高度的自动化和可靠性，能够应对各种复杂的工况和环境变化。
同时，内燃发电机组还能在燃气发动机故障时，通过备用发电机的自动切换，保持电力持续供应，提高供电可靠性。
4. 成本效益燃气发动机驱动的内燃发电机组具备较高的成本效益。
由于内燃发电机组采用燃气作为燃料，而燃气资源相对丰富和便宜，使其在运行成本上具备显著优势。
此外，内燃发电机组的安装和维护成本相对较低，维护周期相对较长，使其成为一个经济实惠的发电选择。
同时，内燃发电机组可以与电网并网运行，实现发电成本的最大化利用。
总结起来，燃气发动机驱动的内燃发电机组具有节能环保、灵活性、稳定性和成本效益等明显的特点和优势。
它们以高能源利用率和低排放为特色，使得燃气发电成为一种可持续的能源选择。
内燃机与燃气轮机的差异对比
The Difference and Comparison between Internal Combustion Engine and Gas Turbine
WU Saite (SAIC Motor, Shanghai 200438)
Abstract: Gas turbine and internal combustion engine are two kinds of common heat engines. In this paper, the differences between their structural features, the working process, the thermal parameters and the operating pedormance are emphatically expounded. The comparison and analysis between them are combined with the speci:ic application of highway trans port, water transport, railway trans po此， air transpo此， power generation and military weapon system. The advantages of gas turbine are its more powedul output, light and tiny structure, easy to start and change speed, s uperior adaptability of e nvironment and fuel , much easier maintenance, which makes it plays an important role in air transpo时ation and military fields. While the internal combustion engine owns the significant advantage of lower fuel consumption, which makes it has been widely used in highway trans port, water transpo吐，railway transport, and other civil a pplications. This article provides nece田ary theoretical basis for the researchers in the related fields. Keywords: internal combustion engine; gas turbine; heat engine; struct盯e; operation; difference
燃气轮机的性能分析与优化
燃气轮机的性能分析与优化燃气轮机是一种能够将燃料的化学能转化为机械能的热力机械设备。
它具有高效、灵活、可靠等特点，被广泛应用于航空、石油化工、电力等领域。
本文将对燃气轮机的性能进行分析和优化，帮助读者了解如何提高燃气轮机的效率和可靠性。
一、燃气轮机性能分析燃气轮机的性能主要由以下指标来衡量：1. 热效率：燃气轮机的热效率是指燃料化学能转化为机械能的比例。
通常情况下，燃气轮机的热效率可以达到40%以上。
2. 发电效率：燃气轮机的发电效率是指发电机输出电能与燃料化学能的比值。
发电效率通常比热效率低一些，但也可以达到40%以上。
3. 出气温度：燃气轮机出气温度直接影响燃机的寿命和可靠性。
出气温度越低，燃机的寿命和可靠性越高。
4. 排放：燃气轮机的排放包括NOx（氮氧化物）、CO（一氧化碳）等有害物质。
现代燃气轮机通过采用低NOx燃烧技术、废气再循环等措施，可以使排放大大降低。
二、燃气轮机性能优化为了提高燃气轮机的效率和可靠性，需要对其进行性能优化。
常用的性能优化手段包括以下几个方面：1. 燃料选型：燃气轮机燃料的选用对其性能和运行成本有很大影响。
通常选用的燃料有天然气、液化石油气、煤气等。
不同燃料的化学组成和燃烧特性不同，需要选择合适的燃料以达到最优性能。
2. 燃烧室设计：燃烧室是燃气轮机中燃烧燃料产生高温高压气体的地方。
优化燃烧室的设计可以提高燃烧效率和降低排放，同时也可以减少维护成本和提高寿命。
3. 涡轮机设计：涡轮机是燃气轮机中最核心的组件。
优化涡轮机的设计可以提高输出功率和效率，同时也可以减少维护成本和提高寿命。
4. 控制系统设计：控制系统是燃气轮机中监测和控制运行状态的重要组成部分。
优化控制系统的设计可以实现自适应控制、故障诊断和预防性维护等功能，提高燃机的可靠性和寿命。
5. 运维管理：燃气轮机的运维管理直接影响其寿命和效率。
合理的运维管理包括定期检修、故障排除、润滑保养、安全管理等方面。
三、结语燃气轮机作为一种高效、灵活、可靠的热力机械设备，得到了广泛的应用。
燃气轮机和内燃机区别
燃气内燃机的发电效率通常在30％－40％之间，比较常见的机型一般可以达到35％。
燃气内燃机最突出的优点正是发电效率比较高，其次是设备集成度高，安装快捷，对于气体中的粉尘要求不高，基本不需要水，设备的单位千瓦造价也比较低。
但是内燃机也有一些不足的地方，首先，内燃机燃烧低热值燃料时，机组出力明显下降，一台燃烧低热值8000大卡/立方米天然气燃料的500千瓦级燃气内燃发电机组，在使用低热值4000大卡/立方米的焦化煤气时，出力可能下降到350～400kW左右。
此外，内燃机需要频繁更换机油和火花塞，消耗材料比较大，也影响到设备的可用性和可靠性两个主要设备利用指标，对设备利用率影响比较大，有时不得不采取增加发电机组台数的办法，来消除利用率低的影响。
内燃机设备对焦化煤气中的水分子含量和硫化氢比较敏感，可能导致硫化氢和水形成硫酸腐蚀问题，需要采取一些必要措施加以克服。
燃气轮机比较适用于高含氢低热值和气体含杂质较多的劣质燃料，一些燃气轮机甚至使用原油和高硫渣油燃料。
燃气轮机自身的发电效率不算很高，一般在30％～35％之间，但是产生的废热烟气温度高达450～550℃，可以通过余热锅炉再次回收热能转换蒸汽，驱动蒸汽轮机再发一次电，形成燃气轮机--蒸汽轮机联合循环发电，发电效率可以达到45%~50%，一些大型机组甚至可以超过55％。
采用燃气轮机的优势相对比较多，首先是设备的可用性和可靠性都比较高，综合利用率一般可以保持在90％；其次，对于燃料的适应性比较强，含硫、含尘高一点问题都不大；再有就是发电出力一般不会减少，甚至因为燃料进气量增加而有所增加；此外，燃气轮机功率密度大体积小，比较适合再移动，便于转移运行现场，这对于存在一些不确定性的焦化厂项目的焦化煤气利用非常有利。
但是，世上的事务有一利，必有一弊，没有十全十美的事情。
燃气轮机进气压力比较大，越是发电效率高的机组燃料进气压力越高，因为焦化煤气本身没有什么压力，这就需要使用燃气压缩机，压缩燃气需要消耗大量的能量，影响到设备的实际输出功率，一些项目甚至需要消耗燃气轮机15%~20%的功率，对于联合循环项目达到影响可能是10%~15%的输出功率；采用联合循环系统存在与蒸汽轮机相同的水资源条件要求，系统比较复杂，投资也比较大，同时搬迁也比较困难。
燃气轮机联供系统运行经济性分析
Internal Combustion Engine&Parts0引言现阶段，燃气轮机的联供系统多由燃气轮机与发动机共同发动组成，其中的燃料以天然气设备为主，多使用柴油作为备用材料。
本次调研的燃气轮机联供系统为2010年安装调试完毕并投入运营中，并在2012年开始使用，但是燃机的运行经济性相对较差，没有进行正常的商业运营，本次研究即对其系统运营成本进行多方面测控，并最终得出有效改造设计方案。
另外，该地区在2013年实现电负荷的调整改造，燃机网点的电负荷量显著增加，研究其联供系统的运行经济性极为重要。
1燃气轮机联供系统的成本分析燃气轮机联供系统的成本相对较为固定，首先是其消耗的能源费用成本，其次必须综合考虑其运行的管理和维护等，也要考虑设备的折旧因素，可以最终用以抵扣所发电量和供热蒸汽的收入。
本次进行燃机的运行经济效益调整之后发现其中的差别显著，在综合分析了生产的费用和投资成本之间的关系之后，燃机运行的每度电0.4元多，无法与市政电路进行竞争，在经济性等方面也不够合理，但是因为燃机已经安装，如果不使用就会增加较大成本，进行改造之后，燃机的负荷和运行的时间数量显著增加，每度电的成本也相应较低，已经低于市电，并能够持续性的产生较大利润。
如果燃机系统的电负荷数量更多，运行时间增加，则利润相应更高。
在分析不同时段电厂负荷情况之后，发现相对运行时间较长的时段的成本降低，运行的时间越长，在单位电量所分摊的生产和投资费用相应越少，所定的电价数量越低，我们进行综合运行时间分析，结果发现，在2012年的10月-12月，电价高峰期时段，预期的电机时效显著高于市政电机时效，其实际电价相对更低。
我们详细分析了不同时段下改造电机的运行成本，结果发现电机负荷较大的时段其实际的成本较低，因为燃机系统的耗电量主要是由用电的小时数来决定，因此在相同的时间之中，电机的运行负荷量显著增大。
每消耗1千瓦时电量所耗用的电量比例就会更少，其成本也会更低，另外，其他类型的生产和投资费用也会不断减少，从这个角度来分析，燃机系统的电负荷量在其运行范围内越大越好。
低热值煤气燃气轮机的经济性分析与评估
低热值煤气燃气轮机的经济性分析与评估随着能源需求的不断增长和能源结构的多样化，煤矿产量的增加已经带来了大量的煤矸石和煤矿瓦斯。
为了充分利用这些低热值煤气，低热值煤气燃气轮机成为了一种重要的能源转化设备。
本文将对低热值煤气燃气轮机的经济性进行分析与评估。
首先，要进行经济性分析与评估，我们需要比较低热值煤气燃气轮机与其他能源转化设备的成本和效益。
低热值煤气燃气轮机的主要成本包括固定成本和运行成本。
固定成本主要包括设备采购、建设和维护成本。
运行成本主要包括燃料成本和维护成本。
同时，要综合考虑其能源转化效率、环保性能、可靠性以及运行寿命等因素。
在成本方面，低热值煤气燃气轮机与其他能源转化设备相比，具有一定的优势。
首先，低热值煤气作为一种废弃能源，其采购成本相对较低。
其次，低热值煤气燃气轮机可以通过联合生产实现热电联供，同时提高能源利用效率，降低燃料成本。
此外，由于低热值煤气的排放量相对较低，低热值煤气燃气轮机相对环保，可以降低环境污染和生态压力。
最后，低热值煤气燃气轮机可靠性高，寿命长，减少了设备维护成本，提高了运行效率。
在效益方面，低热值煤气燃气轮机也具有明显的优势。
通过充分利用低热值煤气，可以实现能源资源的合理利用，提高能源利用率。
同时，低热值煤气燃气轮机可以提供可靠的热源和电源，满足工业和居民的能源需求。
而且，通过联合生产，还可以实现热电联供，提高能源供应的灵活性和稳定性。
此外，低热值煤气燃气轮机对于煤矸石和煤矿瓦斯的综合利用，还可以减少矿井的安全隐患，提高矿山的安全生产。
然而，低热值煤气燃气轮机也面临一些挑战和问题。
首先，低热值煤气的成分和热值波动较大，对燃气轮机的运行稳定性提出了要求。
其次，由于低热值煤气中含有大量的杂质和硫化物，会对燃气轮机的燃料系统和气动系统造成腐蚀和磨损，增加了设备维护成本。
此外，低热值煤气燃气轮机还面临政策和法规的限制，需要符合环保和能源节约的要求。
为了有效评估低热值煤气燃气轮机的经济性，我们可以运用成本效益分析和风险评估等方法。
大型海上发电用双燃料燃气轮机的经济性分析与评估
大型海上发电用双燃料燃气轮机的经济性分析与评估近年来，随着环境保护意识的不断提升，清洁能源的需求也在逐渐增加。
在海上发电领域，大型海上发电用双燃料燃气轮机作为一种环保、高效的发电装置，受到了广泛关注。
本文旨在对大型海上发电用双燃料燃气轮机的经济性进行分析与评估，为相关行业的决策者提供决策依据。
首先，大型海上发电用双燃料燃气轮机具有较高的环保性能。
相比传统的煤电发电厂，双燃料燃气轮机的燃烧过程中不会产生高浓度的二氧化硫和氮氧化物等有害物质，有效降低了大气污染。
同时，由于其采用了双燃料供应系统，可以使用天然气和柴油燃料，灵活性更高，适应性更强。
这使得双燃料燃气轮机在满足环保要求的同时，也能够确保供电的稳定性和可靠性。
其次，大型海上发电用双燃料燃气轮机在经济性方面也表现出较高的竞争力。
首先，双燃料燃气轮机具有较高的热效率，燃料的利用率更高。
据统计，与传统的煤电发电厂相比，双燃料燃气轮机的热效率可以提高20%以上。
这意味着在同样的能源投入下，双燃料燃气轮机能够产生更多的电能，从而降低能源消耗和运营成本。
其次，由于使用燃气作为主要燃料，双燃料燃气轮机的维护成本相对较低。
相比传统的煤电发电厂，燃气轮机不需要燃煤的清灰和脱硫脱硝等环节，减少了维护费用和劳动力成本。
此外，燃气轮机的燃烧过程中产生的废气排放也较少，无需配置大型的脱硫脱硝设备，节省了投资成本。
再次，大型海上发电用双燃料燃气轮机的建设周期相对较短。
由于其模块化设计和现代化的生产工艺，双燃料燃气轮机的制造周期较短，安装和调试相对简单快捷，有利于项目的快速实施。
这对于紧急的电力需求和紧迫的工期要求非常有利。
最后，大型海上发电用双燃料燃气轮机的发展潜力巨大。
随着全球清洁能源的持续发展和技术进步，燃气轮机的性能不断提升，使用范围不断扩大。
目前，已经有许多发达国家和地区将燃气轮机作为主要的发电设备，并取得了良好的经济效益和环境效益。
可以预见，随着海上发电的需求不断增加，大型海上发电用双燃料燃气轮机将会有更广阔的市场空间和应用前景。
燃气轮机的经济性与技术创新
燃气轮机的经济性与技术创新在当今能源领域，燃气轮机作为一种重要的动力设备，其经济性和技术创新备受关注。
燃气轮机具有功率密度高、启动迅速、运行灵活等优点，广泛应用于发电、航空、船舶、工业等领域。
然而，要充分发挥燃气轮机的优势，提高其经济性，并推动技术不断创新，仍面临着诸多挑战。
燃气轮机的经济性是其在市场中竞争力的关键因素之一。
从设备采购成本来看，燃气轮机通常价格较高，这对于一些用户来说是一个重要的考虑因素。
此外，燃气轮机的运行成本也不容忽视。
燃料成本是其中的重要组成部分，燃气轮机对燃料的品质和价格较为敏感。
高质量的天然气能够提高燃烧效率，但价格可能相对较高；而使用一些低质燃料则可能会影响设备的性能和寿命。
维护成本也是影响燃气轮机经济性的一个重要方面。
燃气轮机的内部结构复杂，高温、高压的工作环境对部件的材料和制造工艺要求很高。
定期的检修、更换磨损部件以及进行专业的维护保养，都需要投入大量的人力、物力和财力。
为了提高燃气轮机的经济性，技术创新成为了关键的驱动力。
在燃烧技术方面，研发更高效的燃烧系统，能够提高燃料的利用率，减少污染物排放。
先进的燃烧技术可以实现更低的氮氧化物、硫化物等污染物排放，同时提高燃烧效率，降低燃料消耗。
材料技术的创新也为燃气轮机的发展带来了新的机遇。
新型高温材料的应用能够提高燃气轮机的工作温度，从而提升热效率。
例如，使用耐高温的陶瓷基复合材料可以减轻部件重量，提高设备的可靠性和寿命。
在制造工艺方面，先进的加工技术和精密铸造能够提高部件的精度和质量，减少生产过程中的废品率，降低制造成本。
同时，数字化制造技术的应用可以实现更高效的生产流程管理，缩短生产周期。
燃气轮机的循环系统也在不断创新。
联合循环技术将燃气轮机与蒸汽轮机结合起来，充分利用燃气轮机排出的高温废气产生蒸汽，驱动蒸汽轮机发电，从而大大提高了整个系统的能源利用率。
智能化技术在燃气轮机领域的应用也日益广泛。
通过传感器实时监测设备的运行状态，利用大数据分析和人工智能算法进行故障预测和诊断，能够实现预防性维护，减少停机时间，提高设备的可用性和运行效率。
燃气轮机和内燃机发电机组性能及经济性分析
编号：SM-ZD-81598燃气轮机和内燃机发电机组性能及经济性分析Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly.编制：____________________审核：____________________批准：____________________本文档下载后可任意修改燃气轮机和内燃机发电机组性能及经济性分析简介：该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。
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摘要：介绍燃气分布式能源系统配置。
对燃气轮机、燃气内燃机发电机组性能(性能参数、变工况特性、余热特性、燃气进气压力)、经济性等进行比较。
关键词：分布式能源系统；燃气轮机发电机组；燃气内燃机发电机组；经济性Analysis on Performance and Economy of Gas Turbine and Gas Engine Generator UnitsAbstract：The configuration of gas distributed energy system is introduced．The performance of gas turbine generator unit including performance parameters，variable conditions characteristics，waste heat characteristics and gas inlet pressure as well as the economy are compared with gas engine generator unit．Keywords：distributed energy system：gas turbine generator unit；gas engine generator unit；eeonomy1 概述燃气分布式能源系统(以下简称分布系统)是指布置在用户附近，以天然气为主要一次能源，采用发电机组发电，并利用发电余热进行供冷、供热的能源系统[1-11]。
内燃机的燃料经济性分析
内燃机的燃料经济性分析一、前言内燃机是一种将燃料燃烧所产生的能量转化为机械能的装置。
因其效率高、结构简单、维护方便等特点，成为了广泛使用于交通运输、农业、工业等领域的重要设备。
本文将对内燃机的燃料经济性进行分析。
二、燃料分类内燃机采用的燃料可分为传统燃料和新型燃料两类。
1. 传统燃料传统燃料主要指煤、石油和天然气等化石燃料。
其中，石油是内燃机最常用的燃料之一。
石油中的不同分馏物质可以用于制造汽油、柴油、液化石油气等燃料，供内燃机使用。
2. 新型燃料随着环保意识的不断提高，新型燃料逐渐受到重视。
新型燃料主要包括生物质能源、甲醇、天然气液化气等。
其中，生物质能源是近年来发展最为迅速和广泛的新型燃料。
三、内燃机的燃料经济性燃料经济性是指燃料在引擎内燃烧中所转换为有效功的比例。
因此，燃料经济性是评价内燃机性能优劣的重要指标之一，也对于节能减排具有重要意义。
1. 传统燃料的燃料经济性传统燃料的燃料经济性取决于燃料的种类和车辆的工作状态。
通常情况下，内燃机的燃料经济性都没有达到最优化。
因为内燃机的工作过程是从冷态启动到进入正常工作状态，这个过程中会消耗大量的能量。
此外，内燃机在行驶过程中往往需要不断改变负荷，这使得燃烧过程无法保持在最佳状态，从而导致能量损失的增加。
2. 新型燃料的燃料经济性新型燃料的燃料经济性较传统燃料要高。
以生物质能源为例，其CO2排放量比燃油少，而且生物质能源可以通过清洁、可持续的能源源源不断地提供，因此生物质能源被认为是未来能源发展的一种重要选择。
四、如何提高内燃机的燃料经济性1. 优化内燃机结构内燃机的结构主要包括缸体、活塞、曲轴等部分。
通过优化内燃机结构，可以提高其燃料经济性。
比如，减少某些机械部件的摩擦损失，改变燃烧室的形状和喷油方式等。
2. 调整燃烧过程燃烧过程是影响内燃机燃料经济性的重要因素之一。
调整燃烧过程，可以使燃烧更完全、更高效。
此外，选择合适的燃油/空气混合比也可以提高内燃机的燃料经济性。
燃气内燃机和燃气轮机的比较和区别
燃气内燃机的发电效率通常在30％－40％之间，比较常见的机型一般可以达到35％。
燃气内燃机最突出的优点正是发电效率比较高，其次是设备集成度高，安装快捷，对于气体中的粉尘要求不高，基本不需要水，设备的单位千瓦造价也比较低。
但是内燃机也有一些不足的地方，首先，内燃机燃烧低热值燃料时，机组出力明显下降，一台燃烧低热值8000大卡/立方米天然气燃料的500千瓦级燃气内燃发电机组，在使用低热值4000大卡/立方米的焦化煤气时，出力可能下降到350～400kW左右。
此外，内燃机需要频繁更换机油和火花塞，消耗材料比较大，也影响到设备的可用性和可靠性两个主要设备利用指标，对设备利用率影响比较大，有时不得不采取增加发电机组台数的办法，来消除利用率低的影响。
内燃机设备对焦化煤气中的水分子含量和硫化氢比较敏感，可能导致硫化氢和水形成硫酸腐蚀问题，需要采取一些必要措施加以克服。
燃气轮机比较适用于高含氢低热值和气体含杂质较多的劣质燃料，一些燃气轮机甚至使用原油和高硫渣油燃料。
燃气轮机自身的发电效率不算很高，一般在30％～35％之间，但是产生的废热烟气温度高达450～550℃，可以通过余热锅炉再次回收热能转换蒸汽，驱动蒸汽轮机再发一次电，形成燃气轮机--蒸汽轮机联合循环发电，发电效率可以达到45%~50%，一些大型机组甚至可以超过55％。
采用燃气轮机的优势相对比较多，首先是设备的可用性和可靠性都比较高，综合利用率一般可以保持在90％；其次，对于燃料的适应性比较强，含硫、含尘高一点问题都不大；再有就是发电出力一般不会减少，甚至因为燃料进气量增加而有所增加；此外，燃气轮机功率密度大体积小，比较适合再移动，便于转移运行现场，这对于存在一些不确定性的焦化厂项目的焦化煤气利用非常有利。
但是，世上的事务有一利，必有一弊，没有十全十美的事情。
燃气轮机进气压力比较大，越是发电效率高的机组燃料进气压力越高，因为焦化煤气本身没有什么压力，这就需要使用燃气压缩机，压缩燃气需要消耗大量的能量，影响到设备的实际输出功率，一些项目甚至需要消耗燃气轮机15%~20%的功率，对于联合循环项目达到影响可能是10%~15%的输出功率；采用联合循环系统存在与蒸汽轮机相同的水资源条件要求，系统比较复杂，投资也比较大，同时搬迁也比较困难。
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燃气轮机和内燃机发电机组性能及经济性分析摘要：介绍燃气分布式能源系统配置。
对燃气轮机、燃气内燃机发电机组性能(性能参数、变工况特性、余热特性、燃气进气压力)、经济性等进行比较。
关键词：分布式能源系统；燃气轮机发电机组；燃气内燃机发电机组；经济性Analysis on Performance and Economy of Gas Turbine andGas Engine Generator UnitsAbstract：The configuration of gas distributed energy system is introduced．The performance of gas turbine generator unit including performance parameters，variable conditions characteristics，waste heat characteristics and gas inlet pressure as well as the economy are compared with gas engine generator unit．Keywords：distributed energy system：gas turbine generator unit；gas engine generator unit；eeonomy1概述燃气分布式能源系统(以下简称分布系统)是指布置在用户附近，以天然气为主要一次能源，采用发电机组发电，并利用发电余热进行供冷、供热的能源系统[1-11]。
主要设备包括发电机组、余热利用装置等，作为动力设备的发电机组是分布系统的关键。
分布系统通常采用的发电机组为燃气轮机发电机组(以下简称燃气轮机组)、燃气内燃机发电机组(以下简称内燃机组)。
燃气轮机组是以连续流动气体为工质，将热能转化为机械能的旋转式动力设备，包括压气机、燃烧室、透平、辅助设备等，具有结构紧凑、操作简便、稳定性好等优点。
在分布系统中应用的主要是发电功率范围为25～20000kW的微型、小型燃气轮机组。
内燃机组是将液体或气体燃料与空气混合后，直接输入气缸内部燃烧并产生动力的设备，是一种将热能转化为机械能的热机，具有体积小、热效率高、启动性能好等优点，发电功率范围为5～18000kW。
美国不同规模分布系统的发电机组发电功率见表1[12]。
由表1可知，对于发电功率小于1MW的分布系统，内燃机组比例较大，这是由于发电功率在1MW以下时，燃气轮机组的发电效率较低，经济性较差，因此多选用内燃机组。
对于发电功率范围为1～5MW的分布系统，燃气轮机组的数量约为内燃机组的50％。
对于发电功率大于5MW的分布系统，燃气轮机组比例超过内燃机组，这是由于当发电功率较高时，燃气轮机组的发电效率较高，若进一步采用燃气轮机组一蒸汽联合循环，分布系统的发电效率、调节灵活性、经济效益都将进一步提高[12]。
2分布系统配置分布系统一般包括动力设备(主要为发电机组)、余热利用设备(主要为带补燃的余热锅炉、换热设备、带补燃的吸收式冷热水机组等)、供配电设备(主要为电控设备等)、燃气供应设备、监控装置等，常规配置见图1。
在实际设计中，应根据发电机组特性、用户需求(热电比、冷热负荷特性)等多方面因素合理配置分布系统，以实现能源的高效经济利用。
动力设备对分布系统的性能起着至关重要的作用，其排放的余热被下游的余热利用设备回收利用，成为分布系统的驱动源头。
一般情况下，当负荷主要为冷热负荷时，余热利用设备宜采用吸收式冷热水机组；当负荷主要为蒸汽或热水负荷时，余热利用设备宜采用余热锅炉及换热设备。
3发电机纽性能比较①性能参数燃气轮机组与内燃机组热电输出特性将影响分布系统的性能，两种品牌不同型号小型燃气轮机组与内燃机组的性能参数分别见表2、3。
由表2、3可知，小型燃气轮机组适用于较大规模的分布系统，内燃机组适用于较小规模的分布系统。
相近发电功率下，内燃机组的发电效率比小型燃气轮机组高，但前者的排烟温度较低。
此外，与内燃机组相比，燃气轮机组性能受海拔和环境温度影响较大[13-14]，但在确定厂址的前提下，负荷变化对两种发电机组性能的影响较为突出。
②变工况特性在分布系统中，发电机组常运行在部分负荷状态下，其变工况特性对分布系统综合性能影响较大。
以发电功率均为3MW的燃气轮机组、内燃机组为例，热效率、发电效率随负荷率的变化见图2[12]。
由图2可知，随着负荷率的降低，两种发电机组的发电效率均呈现下降趋势，但内燃机组的发电效率比燃气轮机组高10％(绝对值)左右。
燃气轮机组的热效率明显高于内燃机组，前者的热效率随着负荷率的降低而降低，后者的热效率随着负荷率的降低有上升趋势。
由以上分析可知，尽管两种发电机组在额定工况下具有大致相同的热电总效率(热效率与发电效率之和)，但内燃机组的变工况特性更优。
③余热特性a．燃气轮机组微型燃气轮机组的烟气温度较低，集中在300℃左右，主要用于制冷、供暖、制备生活热水，少数情况用于生产低压蒸汽。
小型燃气轮机组的烟气温度较高，烟气温度在500℃以上的机组占68.5％，烟气温度在450℃以上的机组占93.8％，主要用于生产高压蒸汽，除直接利用及利用蒸汽型吸收式冷水机组制冷外，还可推动蒸汽轮机发电机组发电，组成燃气轮机组一蒸汽联合循环系统。
b．内燃机组与燃气轮机组的余热全部体现在烟气不同，内燃机的余热分为两部分：一部分为缸套冷却水余热，是为保证燃气内燃机正常工作温度，通过冷却系统带走的热量，温度较低；另一部分为烟气余热，是燃料燃烧做功后烟气携带的热量，烟气温度基本介于微型与小型燃气轮机组之间。
由于缸套冷却水温度较低，主要用于供热、制备生活热水，烟气可用于驱动吸收式冷水机组及生产蒸汽外输。
④燃气进气压力[15]一般情况下，发电机组燃气进气压力由低到高的顺序为：内燃机组，微型燃气轮机组，小型燃气轮机组。
小型燃气轮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，而燃气压缩过程需要消耗大量能量，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小型燃气轮机15％～20％的输出功率。
内燃机组与微型燃气轮机组燃气进气压力较低，通常为低压或中压。
4经济性目前，相同发电功率的燃气轮机组、内燃机组的使用寿命、大修间隔时间基本相同，内燃机组的单位发电功率运行维护费用略高于燃气轮机组，但单位发电功率造价约为燃气轮机组的50％。
此外，对于具体的分布系统，经济性还与全年负荷波动、当地能源价格以及环保要求等指标有关。
为避免补燃和余热排空现象的发生，一般根据用户需求选择发电机组类型和容量，从而获得较大的节能和经济效益。
当建筑冷热负荷全年波动较大，导致不得不采用补燃或余热部分排空方式进行调节时，分布系统经济性势必受到一定影响。
左政等人[12]以发电功率分别为1、3MW的燃气轮机、内燃机组分布系统作为研究对象，对两种分布系统在不同热电比下的一次能源消耗量进行比较。
研究结果表明，对于发电功率为3MW的分布系统，若用户余热需求在两种发电机组最大可利用余热量之间变化时，内燃机组分布系统在大部分区域比燃气轮机组分布系统节能，只有当余热需求接近燃气轮机组最大可利用余热量时，燃气轮机组分布系统才比内燃机组分布系统节能。
对于发电功率为1MW的分布系统，在任意情况下内燃机组分布系统均比燃气轮机组分布系统的整体性能优。
此外，还应考虑后期维护所需人工费用对运行费用的影响。
以欧洲某品牌内燃机组为例，外派维修人工费用约700欧元／d。
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