目前，燃气轮机多以重油为燃料，其燃烧系统、供油系统、进气系统及后处理系统都是以重油的性能为基础进行的专门化设计。用甲醇替代重油作为燃气轮机的燃料，首当其冲所要研究的问题是甲醇的性能能否适应燃气轮机，而最为简便的方法是将重油与甲醇进行相关试验、对比分析以确定两者之间存在的差异，进而为甲醇燃料应用于燃气轮机所要进行的技术改造与调整提供依据。

1.化学性能

甲醇是一种无色、可燃液体，与水无限互溶。甲醇分子式为CH₃OH，其只含有一个C原子，没有C＝C键，含有质量分数50%的氧，其燃烧产物对大气污染相对较低，是一种较为清洁的燃料。

重油又称燃料油，是原油在提取轻质油后所剩余的重质成分，其特点是相对分子质量大、黏度高，重油也属于烃类燃料。

甲醇是烃基（HC）与羟基（OH）组成的化合物，两者燃烧性较为相似，存在替代的可能性。但是甲醇存在的含氧羟基则是甲醇与烃类燃料存在差异的原因所在。

甲醇是重要的工业化工原料，可以人工合成。合成甲醇的原料来源广泛，煤、木材、天然气、石油伴生气、植物秸秆，甚至城市可燃垃圾均可成为合成甲醇的原材料。表18-1给出了甲醇和重油化学成组分。

表18-1 甲醇和重油的化学组分

上表数据分析可以看出，甲醇氢质量分数基本与重油持平，但是其碳质量分数却远小于重油。甲醇氧质量分数达到50%，而重油氧质量分数基本可以忽略不计，因此在燃气轮机的燃烧过程中，燃烧重油不会发生自供氧效应，而甲醇则会出现。但是，由于甲醇理论混合气热值与重油相差不大，所以燃气轮机动力性变化不大。由于甲醇燃烧时产生的水蒸气较重油多，所以在燃气轮机起动、暖机期间燃烧室内温度不高，容易在燃烧室壁面上形成冷凝物，导致酸性物质生成，使得机械磨损问题较燃烧重油时严重。

2.性能参数对比

从表18-2中可以看出，甲醇的汽化潜热约为重油的5倍，所以甲醇汽化会大量吸收周围的热量，从而降低燃气轮机燃烧初温，影响燃气轮机的效率。而燃气轮机处于空负荷和低负荷状态时，燃气轮机容易出现熄火现象不能正常工作。另外，甲醇汽化潜热值高，容易导致燃气轮机低温起动困难。

表18-2 甲醇和重油几项基本物化特性比较

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甲醇的沸点低、蒸发快有利于甲醇与空气混合气的形成，混合气形成的时间短有利于燃料的完全燃烧。另外，甲醇的黏度远低于重油，又由于燃气轮机供给燃料是以燃料喷射方式进行，所以甲醇的雾化效果优于重油。

闪点的全称为燃油闪火点，指的是在燃油温度上升过程中，当点火源接近燃油蒸气形成的混合气时，可产生瞬间即来的闪火现象的最低温度。闪点是有关防火安全的重要指标。闪点越低，则着火的可能性越大。因此闪点高低对于燃油的储存和输送安全具有重要意义。

表18-3 甲醇与重油几种热值

表18-3列出了甲醇和重油的质量低热值、理论混合气低热值。甲醇的质量低热值不足重油低热值的50%，但是甲醇理论混合气热值较重油混合气热值要高。若二者应用于燃气轮机热效率相同的条件下，由于上述原因，增加甲醇供给量的情况下，燃气轮机的输出功并不会降低。

3.腐蚀溶胀性

腐蚀溶胀性是由甲醇的性质所决定的。由于燃气轮机燃料供给系统中存在橡胶或者塑料等材料制成的部件，而甲醇对某些类型的橡胶部件以及塑料部件有一定的腐蚀和溶胀作用。另一方面燃烧室中的大部分材料为金属材料，上文介绍过，甲醇燃烧过程中对金属亦有一定的腐蚀作用。甲醇在生产工艺中，其中会含有一定量的酸性物质。甲醇具有吸水性，在甲醇存储和运输中会吸收一定量的水分，在经过氧化及细菌发酵会产生有机酸。再加上甲醇的不完全燃烧，都会对燃气轮机产生腐蚀，并且加剧磨损。

4.燃烧特性

表18-4列出了甲醇和重油部分燃烧特性参数的数值，甲醇具有非常宽的着火极限，因此甲醇可以在较宽的范围内燃烧，稀燃性能较好，更适于稀薄燃烧，因此运转工况有了更大的选择范围。因为甲醇具有50%的含氧量，燃烧时发生的自供氧效应，同时由于甲醇具有比重油更快的火焰传播速度，所以甲醇燃烧具有燃烧速度快和燃烧充分等特点。

表18-4 甲醇和重油部分燃烧参数