燃?xì)鉄犭娎淙?lián)供系統(tǒng)通常采用內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置、微燃機(jī)等作為原動(dòng)機(jī),以其驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。根據(jù)原動(dòng)機(jī)類型的不同,將發(fā)電裝置分為燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電裝置、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置、微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置等。
目前,以燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電裝置和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置為動(dòng)力的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)用相對(duì)較多,綜合效率也較高,技術(shù)比較成熟,運(yùn)行比較穩(wěn)定,其中燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電裝置的額定功率通常在50~5 000kW,而燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置的額定功率一般在800kW以上。
燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電裝置
燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電裝置將天然氣與空氣注入氣缸混合,點(diǎn)火引發(fā)其爆炸做功,推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng),驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,回收燃燒后的煙氣和各部件的冷卻水的熱量用于供熱、制冷。燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電裝置的發(fā)電效率通常在30~40%之間,比較常見的機(jī)型一般可以達(dá)到35%。
燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電裝置突出的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)電效率比較高,其次是設(shè)備集成度高,安裝快捷,對(duì)于氣體中的粉塵要求不高,基本不需要水,設(shè)備的單位千瓦造價(jià)也比較低。
但是燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電裝置也有一些不足的地方,首先,燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電裝置燃燒低熱值燃料時(shí),機(jī)組出力明顯下降,一臺(tái)燃燒熱值8000大卡/立方米天然氣燃料的500千瓦級(jí)燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電裝置,在使用低熱值4000大卡/立方米的焦化煤氣時(shí),出力可能下降到350~400kW左右;此外,燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電裝置需要頻繁更換機(jī)油和火花塞,消耗材料比較大,也影響到設(shè)備的可用性和可靠性兩個(gè)主要設(shè)備利用指標(biāo),對(duì)設(shè)備利用率影響比較大,有時(shí)不得不采取增加發(fā)動(dòng)機(jī)組臺(tái)數(shù)的辦法,來消除利用率低的影響。
燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置
燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置主要由壓氣機(jī)、燃燒室和汽輪機(jī)組成。壓氣機(jī)將空氣壓縮進(jìn)入燃燒室,在燃燒室內(nèi)與噴入的燃?xì)猓ㄈ缣烊粴猓┗旌先紵,之后在汽輪機(jī)里膨脹,驅(qū)動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng),使其驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置比較適用于高含氫低熱值和氣體含雜質(zhì)較多的劣質(zhì)燃料,一些燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置甚至使用原油和高硫渣油燃料。燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置自身的發(fā)電效率不算很高,一般在30%~35%之間,但是產(chǎn)生的廢熱煙氣溫度高達(dá)650℃,可以通過余熱鍋爐再次回收熱能轉(zhuǎn)換蒸汽,驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)再發(fā)一次電,形成燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置——蒸汽輪機(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電,發(fā)電效率可以達(dá)到45%~50%,一些大型機(jī)組甚至可以超過55%。
采用燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置的優(yōu)勢(shì)相對(duì)比較多:(1)設(shè)備的可用性和可靠性都比較高,綜合利用率一般可以保持在90%;(2)對(duì)于燃料的適應(yīng)性比較強(qiáng),含硫、含塵高一點(diǎn)問題都不大;(3)發(fā)電出力一般不會(huì)減少,甚至因?yàn)槿剂线M(jìn)氣量增加而有所增加;(4)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置功率密度大、體積小,比較適合再移動(dòng),這對(duì)于存在一些不確定性的焦化廠項(xiàng)目的焦化煤氣利用非常有利。
但是,燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置也存在一些缺點(diǎn)。燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置進(jìn)氣壓力比較大,越是發(fā)電效率高的機(jī)組燃料進(jìn)氣壓力越高,對(duì)于低壓氣體來說就需要增加燃?xì)鈮嚎s機(jī),而壓縮燃?xì)庑枰拇罅康哪芰,影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率,一些項(xiàng)目甚至需要消耗燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置15%~20%的功率。