以天然气为燃料的燃气机应用前景探讨

    以JMS616GS-N.L机型为例,其参数如下:
    气缸数: 16
    缸径: 190 mm
    冲程: 220 mm
输出电功率: 1942 kW
    转速: 1500 r/min
    活塞平均速度: 11 m/s
    热耗率:    8930 kJ/kWh
    三、利用燃气机热电联供
    燃气机的余热有三个来源,燃气机的高温烟气、高温缸体及增压空气冷却水和润滑油冷却水。其中最主要的是燃气机的排气,因其温度一般在400~500℃,含大量余热,通过在烟道上加装热交换器可将余热转换为蒸汽或热水。高温缸体及增压空气冷却水温度为90~95℃,润滑油冷却水温度为70℃左右,均可通过热交换器供热水。
    燃气机的余热有多种用途,主要有三类:再发电、供热、制冷。而从具体形式来说,可以根据用户需要,形成多种组合。如余热锅炉产生的蒸汽可用来带动汽轮机发电,或直接供热用户,作为生产工艺过程中的干燥、燃烧空气干燥等,也可以通过吸收式冷却器制冷,供工厂或居民住宅;温度不同的高温缸体及增压空气冷却水和润滑油冷却水,通过热交换器串联后供用户热水,作为工艺用热、地区用热、也可在余热锅炉蒸汽发电时加热汽机凝结水。
    燃天然气的燃气发电机组热和电的输出情况见下表(以瓦锡兰机组为例):
    机型电力输出
    (MW)蒸汽流量
    (t/h)蒸汽输出
    (MW)热水流量
    (t/h)热水输出
    (MW)
    12V25SG2.11.81.1161.1
    16V25SG2.82.41.5211.5
    16V28SG4.02.62.0201.4
    18V28SG4.52.81.8221.5
    16V34SG4.883.02.2271.9
    18V34SG5.53.42.5312.1
    注:供蒸汽参数为8 bar,170℃;供热水参数为:85℃;进水温度:25℃。
    四、燃气机电站的特点
    1.  效率高
    燃气机机组效率在40%以上,如以合理的热电联供方式运行时,热效率可达80%以上,节能效果明显。
    2.  污染小
    污染物的排放大大低于燃煤及燃油电厂,无需高烟囱,可建于城市中心。同时采用隔音效果好的室内布置,无噪声污染。
    3. 工业水量少
    机组冷却水采用闭式循环,不需大量冷却水,对水源要求不高,有少量工业水即可。
    4. 运行灵活,费用低
    热电联供的燃气机电站可满足分散供热要求,不需铺设大量供热管网,节约了运行管理费用。电站一般布置两台以上机组,以适应不同热负荷及电负荷要求,运行更加灵活方便。
    5. 安装简便,维修方便
    由于燃气机非高速旋转机械,且采用了底板弹簧隔振装置,对设备基础要求较低,安装较为容易。维修工作可在现场完成。
    6. 与燃气轮机相辅相成
    燃气机的应用并不排斥燃气轮机,因其单机功率多在1~15MW,而燃气轮机的主导机型在20MW以上,并且趋势是发展大功率机组,二者并不冲突,各有市场,相辅相成。
    五、前景
    燃气机在中国的应用可能只是时间的问题。首先从燃料上来说,中国已经明确表示,在今后20年内,天然气工业会有一个较大的发展,相应的以天然气为燃料的电力工业也会得到较大的发展,这对缓解能源供需矛盾,优化能源结构,改善大气环境质量将起重要作用。其次从需求上来说,随着我国生活水平的提高,人们对供热、制冷质量的要求将更高,购物中心、医院、宾馆、体育场、居民小区等有可能采用燃气机实现热电冷联供,并且在规划时就予以考虑。另外从环保角度来说,也会鼓励在城市中采用污染小的燃气机电站。
    目前国内柴油机制造厂尚未成功开发出燃气机,进口机组较高的价格限制了它的大规模使用,但只要燃气机能国产化,其应用前景还是很乐观的。