燃气热电联产系统设计优化探讨.docx

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1、燃气热电联产系统设计优化探讨 摘要：本文对燃气热电联产系统工作原理进行总结，就系统的设计优化工作做了简要分析，所做的设计方案供同行在做工程建设时参考。 关键词： 热电联产 设计 1然气热电联产系统简介 热电联产系统并不是一种新技术新独创，它是从传统热电厂供能方式中衍生而出的一种新的供能理念。与传统热电厂相比，热电联产系统在靠近终端用户侧安装运用，在供应电能的同时利用发电余热供应热能，这种能源阶梯利用方式更加有效的提高了一次能源的综合利用效率。热电联产系统一般由发电机组（燃气轮机、往复式内燃机组等）、余热回收装置、系统限制装置、燃料供应系统以及机房进排风系统等一系列配套设施构成。 1.1发电机组

2、工作原理 发电机组主要由原动机、发电机、机组限制系统、底座弹性支架等部件组成。由原动机做功供应机械能，再通过弹性联轴器将机械能传递给发电机，最终发电机将机械能转化成电能。目前，热电联产系统中多采纳燃气轮机和燃气往复式内燃机作为原动机供应动力，同时搭配标准的三相无刷同步发电机或者高频发电机，后者须要采纳逆变后才能并网运行，一般燃气轮机搭配高频发电机，往复式内燃机搭配三相无刷同步发电机田。发电机依据电压等级分为低压和高压两种规格，低压从400一690V，高压从3一15kV。 1.2发电机组选型 热电联产系统核心设备是燃气发电机组，在整个系统中发电机组起着确定性作用。在选型前必需充分了解项目今后实际

3、运行电负载和冷热负载，在运行区间段之间选取最小小时电负荷功率，同时对项目冷热负荷进行测算。通常机组产热量大于发电量，而热量又可以进行储存，所以依据“以热定电”原则进行选型，优先考虑发电效率高的机组。表1为上海地区冷热电负荷设计参考数据。 表1上海地区最大相关负荷设计参数 2分布式供能系统设计要点 2.1机房选址 机房是分布式供能系统的主要放置场所，机房的建立干脆影响到今后的系统运营，一旦机房建好后，后期的改动费用很高，改动难度大，而且始终不尽人意，规划设计的时候肯定要考虑今后是否有规模扩大的需求。机房选址须要考虑最小输电损失、最小输热损失、噪音问题、振动问题、进排风问题，现有楼内机房应尽量将机

4、组靠近外围便于安装进排风系统，可以充分利用地下室、屋顶、地面场所，但是在医院、宾馆、学校和高精密度仪器设备摆放场所，要优先考虑振动和噪音问题。安装大机组的机房内应当考虑安装起重设备，最大起重实力依据单件最大重量设计，便利今后修理3。 2.2设备基础 设备基础强度必需可以承受设备的最大运行重量，在采纳往复式活塞发动机的分布式供能时，由于内燃机活塞做往复式运动时，重力惯性无法被完全平衡机组振动大，设备运转中会通过发动机底座将振动传递给基础，此时基础强度必需能支撑机组湿重外加动载25%，机组底座与基础之间安装减震装置，在振动要求严格的场所，可以采纳弹簧地板。 基础通常采纳混凝土结构，要求外围尺寸必需

5、超过机组边缘300m m，当机房地面是混凝土结构或楼板时，在表面干脆浇筑混泥土基础，基础筋与楼板连接采纳匀称焊接、植筋焊接和膨胀螺丝焊接方式，基础高度超出机房地面101一200m m ，混泥土基础要保证肯定的养护期，设备才可以就位。 2.3机房降噪 机房噪音传播方式有结构传播和空气传播两种，机房建立时一般考虑采纳整体降噪措施，标准墙厚度为24cm或者36 cm，可以降低40dB左右，机房墙面安装消音材料可以再降低10dB左右，进排气口考虑安装2m一3m的进排气消音箱，进气口流速不超过8m /s，抽气口不超过6m /s;机房降噪还须要考虑门和窗户，特殊须要留意的是表面吸音材料不能采纳纤维材料，因

6、为空气振动会引起部分纤维脱落，可能被吸入发动机空气滤芯器，降低发动机的工作效率。 噪音衰减计算公式 距离衰减公式： 式中：r1一噪音源到测量点r1的距离，m; r2一噪音源到测量点r2的距离，m; Lrl一测量点r1处噪音值，dB （A）; Lr2一测量点r2处噪音值，dB （A）。 例：距离增加1倍，噪音衰减6dB （A）。 相同噪音叠加公式： 2.4机房通风系统 机房通风系统用以供应燃烧设备运行时须要的助燃空气，消退设备及余热回收设备等散发出的热量，满意操作人员须要的簇新空气量。同时保持机房的通风换气量，可以防止可燃气体在机房内积聚，防止事故发生1。 机房通风系统可归纳成三种类型，分别为正

7、压型、负压型和综合型，正压型是保证机房内气压略大于外界大气压，可以防止外部灰尘进入机房;负压型是风机向外抽气，假如机房内负压小于lm bar，发动机进气在机房内的话负压太大影响发动机起动，尤其是自然气发动机;其次机房内门无法轻易打开，特殊是应急出口，外部灰尘简单通过缝隙进入;综合型适用于排气距离比较长，通风系统内压力损失大，进排风风机转速要匹配好，保持机房内压力与外界气压相同;0以上可采纳变频风机限制进气温度，低于0需采纳空气回流方式，回流方式通过干脆将排气回流到进气系统提高进气温度，有利用机组天冷时启动3。 2.5余热回收系统 余热回收系统是整个分布式供能系统节能减排的关键，而余热回收系统的

8、关键在于合理的余热回收设备选型和系统设计。余热利用方式有干脆制取生活热水、空調采温煦供应给澳化锉机组制冷。以传统换热设备板式热交换器为例，具有结构紧凑、易于清洗、日后可以增加容量等优点，在选取板式换热器时，依据选型参数须要再增加15%的备用实力以及测算换热器的工况特性，表2为板式换热器换热曲线图。 图2板式换热器换热曲线 板式换热器最佳经济性特征：1）对数温度差大于4， 2）进出水温温差（一次侧、两次侧）大于2。对数温度差的计算公式： 式中Q一对数温度差，; a一一次侧高温进口与二次侧高温出口温差，; e一一次侧低温出口与二次侧低温进口温度，。 2.6自然气进气管路 自然气管路依据城镇燃气设计

9、规范进行设计和施工，通常市政燃气管道铺设到设备旁，与设备连接段依据厂家要求进行设计和连接。 自然气接入管路基本配置：燃气总管接入一球阀一压力表一燃气过滤器一压力监控传感器一电磁阀一阻火器（自然气不用），燃气杂质较多时前面布置过滤器。假如燃气进气压力大于设备压力时，须要增加燃气调压设备。 燃气管路安装留意事项：1）燃气调压设备尽量靠近发动机，调高相应实力。2）腐蚀性气体管路运用非铁材料。3）燃气调控设备水平安装，与发动机连接采纳弹性无应力安装，详细依据设备指示安装。4）相关设备按规定布置。5）燃气放空阀管径合适，放到机房外面。6）燃气出口到发动机混合气不能超过3m，最多允许3个90度弯头。7）燃

10、气切断阀（平安阀），采纳通电开启（弹簧关闭）。 3结语 在分布式供能系统工程技术规程中，分布式供能系统为政府进一步优化能源结构，提高能源综合利用率，削减污染物排放供应了新的技术手段。由于分布式供能系统设计工作相对繁琐，涉及的专业领域较多，在专业设计人员在设计过程中，设计人员要抓住关键环节，理顺设计思路，将困难的热电站热电联产设计简洁化，模块化，使热电站的设计进度更快，设计质量更高。 参考文献： 1DG迩贝8-115-2022.分布式供能系统工程技术规程S. 2CJJ45-2022.燃气冷热电三联供工程技术规程S. 3 ISBN 1018-4-8190-2022. 2022 Cogeneration Plan and Design ManualS. 4 LEK Q 2386-11016.燃气分布式供能系统应用安装手册Z. 5刘惠萍.上海市自然气热电联产应用探讨J.上海節能.2022. 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页