燃气轮机和内燃机发电机组性能及经济性分析实用版
新型燃气轮机的性能与应用分析
新型燃气轮机的性能与应用分析在当今能源领域,新型燃气轮机以其卓越的性能和广泛的应用成为备受瞩目的焦点。
燃气轮机作为一种先进的动力设备,在发电、航空、船舶等众多领域发挥着至关重要的作用。
随着技术的不断进步,新型燃气轮机在性能方面取得了显著的提升,同时其应用范围也在不断拓展。
新型燃气轮机的性能优势首先体现在其高效率上。
相较于传统的燃气轮机,新型燃气轮机采用了更为先进的燃烧技术和空气动力学设计,能够更有效地将燃料的化学能转化为机械能。
这不仅提高了能源的利用效率,减少了能源的浪费,还降低了运行成本,为用户带来了可观的经济效益。
在功率输出方面,新型燃气轮机也有出色的表现。
通过优化设计和采用高性能材料,新型燃气轮机能够实现更高的功率密度,即在更小的体积和重量下输出更大的功率。
这一特点使得新型燃气轮机在空间受限的应用场景中具有明显的优势,例如在船舶和航空领域,为设备提供了更强大的动力支持。
新型燃气轮机的可靠性和耐久性也得到了显著提高。
先进的制造工艺和材料技术,以及智能化的监测和诊断系统,有效地减少了故障发生的概率,延长了设备的使用寿命。
这对于那些对设备连续运行要求较高的应用领域,如发电厂和工业生产,具有重要意义。
从环保角度来看,新型燃气轮机在降低污染物排放方面取得了重要进展。
通过采用更先进的燃烧控制技术和尾气处理装置,新型燃气轮机能够显著减少氮氧化物、硫化物和颗粒物等污染物的排放,满足日益严格的环保标准,对保护环境和可持续发展做出了积极贡献。
在应用领域,新型燃气轮机在发电行业中发挥着关键作用。
随着能源需求的不断增长和对电力供应稳定性的要求提高,新型燃气轮机因其高效、灵活的特点,成为了现代电力系统中的重要组成部分。
它可以作为调峰机组,快速响应电网的负荷变化,保障电力供应的平衡和稳定。
在航空领域,新型燃气轮机为飞机提供了强大而可靠的动力。
其高功率密度和良好的性能特性,使得飞机能够飞得更高、更快、更远,同时提高了燃油效率,降低了运营成本。
燃气轮机冷热电联产系统技术与经济性分析
燃气轮机冷热电联产系统技术与经济性分析摘要:由于传统化石能源的消耗给环境带来的污染压力与日俱增,使得冷热电联产(CombinedCooling,heatingandPower,CCHP)这种具有优越节能和环保特性的分布式能量系统极为引人关注。
在国外,尤其是欧美日发达国家,已经取得了阶段性的成果;国内前些年由于受天然气供应不足、电力市场体制等原因的限制,发展一直相对缓慢,但随着国家改革的深入、“西气东输”的相继完工和中俄天然气合作协议的签订,我国的分布式能量系统事业必将焕发出更加强大的生机。
基于此,本文主要对燃气轮机冷热电联产系统技术与经济性进行分析探讨。
关键词:燃气轮机;冷热电联产;系统技术;经济性分析1、前言世界各国的能源环境专家普遍认为:应将需求供应整合优化,实现能源和温度对口梯级利用,就近供能减少中间环节损耗,这将是解决问题的最好手段。
燃气轮机热电联产系统既可以单独使用,承担给一栋大楼或一个小区同时提供热、电两种能量的任务;更可作为分布式电源的一种,以一个子系统的身份和其它的分布式电源一起在分布式能源系统中发挥作用。
毫无疑问,以小型或微型燃气轮机为主要动力装置的分布式热电联产系统必将具有很大的发展潜力。
2、联供系统的原理与构成燃气冷热电联产是分布式能源系统的一种主要形式,是冷、热、电三种不同形式能量的联合生产,主要由驱动系统、发电系统、供热系统、制冷系统和控制系统组成,实现能量的梯级利用,总的能源利用率可以高达75%~90%。
按系统规模大小及布置型式可分为楼宇型和区域型两类,楼宇型一般采用燃气内燃机或微型燃气轮机作为动力设备,而区域型则主要以燃气轮机作为原动机。
燃气在动力设备里燃烧发电以后,产生的高温烟气通过余热回收装置再利用后向用户供热或供冷,从而满足用户对冷、热、电等能源负荷的需求,实现能量的梯级利用,提高能源的利用效率。
本文建立以燃气轮机发电机组为原动机,烟气型溴化锂吸收式冷暖机组为余热利用设备,另外根据需要配置压缩式电制冷机(热泵型)、烟气/热水换热器,如图1所示。
内燃发电机组的高效燃烧和燃油经济性研究
内燃发电机组的高效燃烧和燃油经济性研究摘要:内燃发电机组是现代能源领域中广泛应用的一种发电设备。
本文旨在研究如何实现内燃发电机组的高效燃烧和提升其燃油经济性。
首先,介绍了内燃发电机组的工作原理和常见类型。
其次,探讨了提高燃烧效率和减少能源浪费的方法,并分析了现有技术的优势和不足。
最后,结合实际案例,总结了一些可行的策略和建议,以指导内燃发电机组的高效使用和优化。
1. 引言内燃发电机组是一种以内燃机为动力源,通过发电机将热能转化为电能的设备。
其工作原理是通过燃烧燃料产生热能,驱动发动机运转,进而带动发电机发电。
内燃发电机组广泛用于工业、商业和住宅等领域,满足了人们对电能的需求。
2. 内燃发电机组的工作原理和类型内燃发电机组的工作原理可简单描述为以下步骤:a. 首先,进气阀打开,将空气进入气缸内。
b. 然后,燃油被喷射进入气缸,并与空气混合。
c. 接下来,火花塞点燃燃油与空气的混合物。
d. 燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下运动。
e. 活塞运动带动曲轴旋转,通过连杆将机械能传递给发电机。
f. 最后,发电机将机械能转化为电能输出。
根据不同的燃料和燃烧方式,内燃发电机组可以分为柴油发电机组、燃气发电机组和双燃料发电机组等类型。
每种类型都有其适用的场景和特点,可以根据实际需求选择合适的发电机组。
3. 提高燃烧效率的方法为了实现内燃发电机组的高效燃烧,我们可以从以下几个方面入手:a. 燃料选择:选择高品质、低污染的燃料,如清洁柴油或天然气,以提高燃烧效率和减少排放物的生成。
b. 充分预混:通过优化燃料和空气的混合比例,确保燃烧过程中的充分氧化,提高能量转化效率。
c. 气缸压缩比的优化:通过增加气缸压缩比,可以提高燃料的燃烧效率和功率输出。
d. 燃烧室设计:合理设计燃烧室结构,以获得更好的燃烧效果和更低的能量损失。
e. 排放控制:合理设计和配置排放控制装置,减少污染物的排放。
4. 提高燃油经济性的方法内燃发电机组的燃油经济性是衡量其能源利用率和运行成本的重要指标。
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。
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。
内燃机燃料经济性的实验研究与分析
内燃机燃料经济性的实验研究与分析内燃机燃料经济性是指在单位能量输出条件下所消耗的燃料量。
在当今社会,能源的有效利用和环境保护已经成为全球范围内的热点议题。
为了提高内燃机的能源利用效率和减少环境污染,对于燃料经济性进行实验研究和分析就显得尤为重要。
实验研究中,我们通常采用的是对比试验的方式,即在相同的工况条件下,使用不同的燃料进行对比。
通过对比每种燃料在相同工况下所消耗的燃料量,可以得到各种燃料的经济性。
一般采用的燃料包括汽油、柴油、天然气和生物质燃料等。
以某款汽车为例,我们对其燃料经济性进行实验研究。
首先,我们选择了3种不同的燃料进行对比试验,分别为汽油、柴油和天然气。
实验的工况条件是在相同的驾驶模式下进行,包括城市道路行驶和高速公路行驶。
我们记录了每种燃料在不同工况下的燃料消耗量,并计算出每单位能量输出所消耗的燃料量。
实验结果显示,三种燃料在城市道路行驶和高速公路行驶时的燃料经济性存在差异。
在城市道路行驶中,柴油的燃料消耗量最低,其次是天然气,汽油的燃料消耗量最高。
在高速公路行驶中,天然气的燃料消耗量最低,柴油次之,汽油的燃料消耗量最高。
综合考虑城市道路行驶和高速公路行驶的条件,柴油的燃料经济性最优,其次是天然气,汽油的燃料经济性最差。
对于内燃机燃料经济性的分析,还需要考虑到燃料的成本和环境影响等因素。
柴油虽然在燃料经济性上表现较好,但是其排放的颗粒物和氮氧化物对环境造成的污染较大。
天然气在燃料经济性和环境影响上都处于中等水平,而汽油在燃料经济性上较差,但其环境影响较小。
综上所述,内燃机燃料经济性的实验研究和分析对于提高能源利用效率和减少环境污染具有重要意义。
在实际应用中,我们应根据不同的工况条件和燃料特性,选择合适的燃料,以实现更好的燃料经济性和环境效益。
此外,还需要加大对生物质燃料等新型燃料的研究和开发,以推动内燃机技术的进一步改善和发展。
燃烧作为内燃机关键的工艺过程,直接决定了内燃机性能和燃料经济性。
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。
燃气内燃机与燃气轮机冷热电联产系统的比较讲解
中图分类号:TU995文献标识码:A文章编号:1000-4416(2005)01--04
ComparisonBetweenGasEngineandsins
ZUO(KeyLabofHeatTransferUniversityofTechnology,
,China)
・39・
第1期 煤气与热力 第25卷
MW;燃气轮机简单循环系统104座,平均装机容量9.0MW;燃气轮机联合循环系统27座,平均装机容
由图1可知,此功率下燃气内燃机的发电效率高于燃气轮机10个百分点以上。随着负荷率的降低,两者发电效率均呈下降趋势,且下降的幅度大致
相同。对于余热利用(最终烟气排放温度为120℃),燃气轮机的余热利用效率明显高于燃气内燃机,其中燃气轮机的余热利用效率随着负荷率的降低而降低,而燃气内燃机的余热利用效率随着负荷率的降低有上升趋势。这是因为当原动机负荷率减小时,燃气轮机的进口空气流量基本保持不变,其烟气出口温度随负荷率减小而降低;而燃气内燃机的进口空气流量随负荷率减小而减小,出口烟气温度反而呈上升趋势。因此,尽管两者在额定工况下具有大致相同的热电总效率,燃气内燃机具有比燃气轮机更好的部分负荷特性。显然,对于那些冷热负荷波动较大的终端,形式,但其余热有一(温度为90~99℃),只能用于供热或作为单效吸收式制冷机组的热源,而且该部分热量份额较大,通常占ห้องสมุดไป่ตู้余热量的1/3~1/2。燃气轮机的余热品位较高,烟气温度一般为450~600℃
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第1期 左 政,等:燃气内燃机与燃气轮机冷热电联产系统的比较 第25卷
状态参数。
环保效益是以天然气为一次能源的冷热电联产系统的一个优势,在相同发电量下,燃气内燃机的
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]。
轮机系统的经济性分析与优化
轮机系统的经济性分析与优化轮机系统作为船舶动力的核心组成部分,其经济性对于船舶运营的成本和效益具有至关重要的影响。
在当今竞争激烈的航运市场中,提高轮机系统的经济性不仅能够降低运营成本,还能增强船舶的竞争力。
因此,对轮机系统进行深入的经济性分析,并采取有效的优化措施,具有重要的现实意义。
轮机系统的经济性主要体现在燃油消耗、设备维护成本、设备使用寿命以及系统运行效率等方面。
燃油消耗是轮机系统运营成本的主要组成部分。
由于燃油价格的波动以及环保法规的日益严格,降低燃油消耗成为提高轮机系统经济性的关键。
此外,设备的维护成本也不容忽视。
定期的维护保养可以延长设备的使用寿命,减少故障发生的概率,但过度的维护或不合理的维护计划则可能导致成本的增加。
设备的使用寿命直接关系到船舶的更新周期和投资回报率,而系统的运行效率则影响着船舶的航行速度和运输能力。
影响轮机系统经济性的因素众多。
首先是船舶的设计和选型。
船舶的尺度、线型、载重量等参数在设计阶段就决定了轮机系统的基本配置和工作条件。
例如,船舶的阻力特性会影响主机的功率需求和燃油消耗。
其次是主机的性能和选型。
主机的类型(如柴油机、蒸汽机、燃气轮机等)、功率、燃油消耗率等参数直接决定了燃油消耗和运行成本。
再者是辅助设备的性能和配置。
辅助设备如发电机、油泵、水泵等的运行效率和能耗也会对轮机系统的经济性产生影响。
此外,船舶的运营管理水平也是一个重要因素。
合理的航线规划、船舶的速度控制、设备的操作和维护管理等都能够有效地提高轮机系统的经济性。
为了提高轮机系统的经济性,可以从多个方面进行优化。
在技术方面,可以采用先进的燃烧技术、涡轮增压技术、余热回收技术等,提高主机的热效率,降低燃油消耗。
例如,采用高压共轨燃油喷射技术可以提高燃油的雾化质量,使燃烧更加充分,从而降低燃油消耗和污染物排放。
涡轮增压技术可以利用废气的能量提高进气压力,增加进气量,提高主机的功率和效率。
余热回收技术可以将主机排出的废气和冷却水中的热量回收利用,用于发电、供热或驱动辅助设备,从而提高能源的利用率。
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。
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。
9F燃气发电机组的经济效益分析
9F燃气发电机组的经济效益分析摘要:目前,已有部分9F级燃气-蒸汽联合循环电厂陆续投入商业运行。
但是,使用清洁能源成本较高。
因此,如对主机参数进行优化匹配,对辅助系统进行优化,提高机组的出力和效率,从而最大限度降低发电成本,可有效提高9F级燃机电厂的竞争力。
关键词:天然气发电;经济效益;环保导言天然气是清洁环保的一次能源,以天然气为燃料的燃气—蒸汽联合循环,可以实现节约能源、改善环境、增加电力供应等综合效益,是治理大气污染和提高能源综合利用率的有效手段之一,符合国家可持续发展战略。
燃气发电具有良好的社会效益,但是在我国电力市场改革不断深入的大背景下,燃气发电的经济效益成了影响燃气发电项目发展的关键因素。
1调价前经济效益分析1.1基荷经济效益比较分析由于我国能源供应中心偏西,而电力负荷中心偏东部沿海地区,能源产地与电力负荷中心距离较远,因此燃气发电就有两种方式可供选择:一种是通过“西气东输”管道输送天然气,在电力负荷中心发电;另一种是在气源地发电,通过“西电东送”特高压输电线路向电力负荷中心输电。
下面分别讨论这两种方式的基荷经济效益。
1.1.1负荷中心发电方式。
2012年,某省燃气电厂进厂燃料价格为1.81元/m3,测算某省天然气发电保本电价与燃煤、核电机组标杆电价及三峡水电落地电价的比较(如图1所示),可以看出,气价为1.81元/m3时,即使全年满发,燃气发电的保本电价也不可能低于燃煤机组标杆电价。
而目前受气源影响,燃气机组普遍运行小时数为3 000~3 500 h左右,只有当气价降至1.21元/m3时,燃气发电保本电价才可能低于燃煤机组标杆电价。
但是目前供气紧张、气价不断上涨,这种情况很难实现。
因此,在负荷中心发电,按基荷方式运行,燃气发电与煤电、核电、水电等常规发电形式相比没有经济性。
1.1.2特高压输电方式。
特高压输电费用与输电距离的关系进行拟合,线损率为0.000 03 km。
400 km以上时,输电费用y元/kW•h与输电距离x km的关系如式1所示。
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。
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。
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。
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YF-ED-J3246可按资料类型定义编号燃气轮机和内燃机发电机组性能及经济性分析实用版In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment.(示范文稿)二零XX年XX月XX日燃气轮机和内燃机发电机组性能及经济性分析实用版提示:该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密,并有很强可操作性的计划,在进行中紧扣进度,实现最大程度完成与接近最初目标。
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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 Economyof Gas Turbine and Gas Engine GeneratorUnitsAbstract:The configuration of gasdistributed energy system is introduced.The performance of gasturbine 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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