理论教育 燃气轮机与甲醇的适应性及醇醚燃料在汽车应用技术中的成果

燃气轮机与甲醇的适应性及醇醚燃料在汽车应用技术中的成果

时间:2023-10-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:3)甲醇燃料的汽化潜热大可能会导致燃气轮机在空负荷或低负荷状态下不能正常工作,容易熄火。原因为,甲醇燃料的汽化潜热几乎是重油的3倍,由于汽化吸热,因此甲醇燃料需要在燃气轮机燃烧室的点燃位置上方积蓄更多的热量才能被点燃。可以通过增加燃料乳化器循环泵再循环等措施来解决这一问题,另一方面,还可以通过加入苯及丙酮等来防止分离,而对甲醇燃料的适当预热,对于燃气轮机的低温起动也是一项有效的措施。

燃气轮机与甲醇的适应性及醇醚燃料在汽车应用技术中的成果

甲醇具有其优势,但是针对甲醇燃料热值低、润滑性差、具有腐蚀溶胀性、着火点低以及汽化潜热大等特性,如果直接应用在燃气轮机上,则对现有燃气轮机的燃料系统及涡轮等一系列部件应进行改造:

1)甲醇燃料热值低于重油,在不考虑燃气轮机效率的情况下,要获得和燃用重油同样的输出功率,燃料供给量必然按比例增加。对于燃料供给系统,燃料泵的容量、供给管路以及燃油喷嘴的直径尺寸需要扩大。燃气轮机燃料供给系统原设计没有针对使用甲醇燃料,而且甲醇又具有腐蚀溶胀性,为了避免燃料供给系统部件受腐蚀而损坏,所以应对燃料供给系统中的主燃料泵及分流系统等和甲醇接触部件进行一定的防护,方法主要是使用耐醇抗磨损材料替代原有材料,当然也可以在甲醇燃料中加入合适的抗磨损、抗腐蚀添加剂,来改变燃料特性。

2)甲醇闪点低,安全性降低,因此在泵送过程需加提高安全防火等级。

3)甲醇燃料的汽化潜热大可能会导致燃气轮机在空负荷或低负荷状态下不能正常工作,容易熄火。原因为,甲醇燃料的汽化潜热几乎是重油的3倍,由于汽化吸热,因此甲醇燃料需要在燃气轮机燃烧室的点燃位置上方积蓄更多的热量才能被点燃。而燃气轮机在空负荷和低负荷工作时更加加大了积蓄足够点火热量的难度。(www.daowen.com)

4)上文提到的甲醇燃料起动的问题,需采用油等其他燃料起动。但是甲醇燃料与油的混合性能差,且在低温及有水存在时混合性能更差,则当燃气轮机起动时会影响到燃料间顺利的切换,容易造成熄火。可以通过增加燃料乳化器循环泵再循环等措施来解决这一问题,另一方面,还可以通过加入苯及丙酮等来防止分离,而对甲醇燃料的适当预热,对于燃气轮机的低温起动也是一项有效的措施。

5)从燃气轮机燃用甲醇燃料的运行特性中可以得到:燃气轮机燃用甲醇燃料时会造成通过燃气涡轮部件的流量与通过压气机流量之间存在较大差异,压气机和燃气涡轮工作的匹配性会受到影响,所以如果要获得燃气轮机比较好的工作,必须对燃气轮机进行适当调节甚至改进。大型燃气轮机一般都具有一定的调节余度,大约为10%,其压气机与燃气涡轮都装有可调导叶,调整导叶可使得压气机与燃气涡轮匹配。首先尽量提高压比,同时加大燃气轮机的通流能力;在不影响燃料燃烧品质的情况下,也可减少压气机工质流量使得压气机与燃气涡轮尽可能的匹配。对于大型压气机,压气机与燃气涡轮不同轴,因此可以改变压气机转速实现流量匹配。

为了减少燃用甲醇所导致的燃气轮机改造的工作量,借鉴甲醇在汽车上推广的经验,燃气轮机可以使用甲醇与石油系燃料混合使用,这一措施可以减小甲醇和燃油的差异造成的问题。当然,从长远的能源利用方向上考虑,与燃油混合使用,只是权宜之计,最终甲醇总会取得真正替代地位。

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