燃氣輪機使用燃料性質

姜爽 霍玉鑫 張丹

摘要：為保證燃氣輪機的正常運行，對氣體燃料的性質、雜質含量、供氣壓力等都進行了一般的規范，而不同的燃機型號對燃料的性質作出了規 范，本文主要對GE公司燃氣輪機使用的燃料性質和參數要求進行分析。

關鍵詞：燃氣輪機;燃料;燃料參數要求

1燃料的性質

1.1燃料的發熱值

燃料的燃燒熱、發熱值或熱值是單位質量的燃料經充分燃燒產生的熱量。美國的計量系統使用英國熱量單位，每磅Btu或用氣體顯示時沒標準 立方英尺Btu。氣體燃料的發熱值可以實驗確定，使用一個熱量計，常壓下空氣存在情況下燃料在其中燃燒。讓產物冷卻至初始溫度，測量完全燃燒過程中釋放的能量。所有含氫燃料釋放水蒸汽，作為燃燒的一種產物，水蒸汽冷凝在熱量計內。得出的放熱計量值是高發熱值（HHV），稱為毛發熱值，其中包含了水蒸氣的熱量，低發熱值（LHV），稱為凈發熱值。

1.2改良沃貝指數范圍（MWI）

各種燃氣輪機運行時所使用氣體發熱值范圍十分寬廣，而單個具體的燃氣系統所能適應的變動量則小得多，燃料噴嘴設計用于在增加或減少燃料噴嘴面積或燃氣溫度時在固定的壓力比范圍內的運行和調節熱值的變化，對指定系統設計的氣體燃料的互換性的測量是MWI。此術語用作在固定壓力比下對燃燒室所注入的能量的相對測量，并使用低熱值，燃料相對于空氣的比重及燃料溫度進行計算，數學上的定義如下：

水分的碳氫化合物的過熱要求，兩者都要分別加上在燃氣透平燃料輸送壓力時的露點（水分和碳氫化合物）。兩個值，過熱加露點，其中較高的一個值將確定最低氣體燃料溫度以滿足過熱要求。在某些情況下，碳氫化合物露點可能很低以致要采用符合水分過熱的要求，反之亦然。少數情況下氣體可能在溫度超過75℉的潮濕條件下被輸送。在這種情況，額外的過熱將導致最終氣體溫度超過啟動條件下允許的最高溫度。

2燃料的參數要求

2.1碳氫化合物露點

碳氫化合物露點是氣體在給定的壓力下溫度下降到形成第一顆碳氫化合物液滴時的那一點，與水分露點相似。碳氫化合物露點對少量的重碳氫化合物（C6+）很敏感，取樣時氣體樣本被污染也會是一個問題。采用C6+分析法確定露點可能會比實際的低30℉到40℉或更多。不含重碳氫化合物的燃料，如液化天然氣除外。

2.2水分露點

氣體燃料水分露點取決于含水濃度和氣體燃料壓力。當用單位lbs/mmscft（每百萬標準立方英尺磅）表示時，得出的露點與氣體燃料組成（除了水分）無關。尤其是很多管線收費表將水分最高含量限制在7lbs/mmscft，而實際值大大低于此限。然而，這是最大允許值，它確定了過熱的設計要求。

2.3可燃性比

含氫氣和/或一氧化碳的燃料氣體將有一個富-貧可燃性比的限制值，它們的這個限制值要大大高于天然氣的。特別是含有體積大于5%氫氣的氣體正在這個限度范圍內，它們需要另外一種啟動燃料。通用公司將評估氣體、分析以確定對啟動燃料的要求。含大量惰性氣體，如氮氣或二氧化碳的燃料氣體將有一個富-貧可燃性比的限制值，它們的這個限制要小于天然氣。在ISO條件下（14.696psia，59℉）以體積計如果可燃比小于2.2：1則在燃氣輪機整個運行范圍內保持穩定燃燒會碰到問題。

2.4氣體燃料的供給壓力

氣體燃料的供給壓力要求取決于燃氣輪機的型號和燃燒系統的設計方案、燃料氣體的分析數值和機組現場的具體條件。確定供氣壓力的主要因素是能夠保證燃料噴嘴前后的壓降，此壓降應能確保最大的燃料供應量。

結論：GE公司出品的燃氣輪機所燃燒的氣態燃料范圍廣泛這些氣體由于既有起化學反應的組分也有不起化學反應的組分，其性質范圍廣泛。設計的技術要求規定了必須遵守的工作說明，這樣可以有效的、無故障的方

式燃燒這些燃料，同時又保護了燃氣輪機和輔助硬件。

參考文獻：

[1]焦樹建.燃氣輪機與燃氣-蒸汽聯合循環裝置上/下[M].北京：中國電力出版社，2007.8

[2]孫偉生.淺議燃機用液體燃料的質量調控[J].燃機輪機技術，1992，5（1）：37-40.[3]張繼平，糜洪元.燃氣輪機氣體燃料分類、使用特點、技術規范及燃油電廠天然氣改造[J].燃氣輪機技術，1995，8（1）：49-51.

[4]張麗桃，王偉.燃機的燃料系統設計[J].北華航天工業學院學報，2011（5）：6-9.