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燃氣發(fā)電機充分利用各種天然氣或有害氣體作為燃料,變廢為寶、運行安全方便,成本效益高,排放污染低,并適宜熱、電聯(lián)產(chǎn)等優(yōu)點,市場前景十分廣闊。

我國的天然氣資源十分豐富,相對于我國豐富的天然氣儲量,天然氣在我國一次能源消費中所占比例顯得太小,未來具有大幅提高的潛力。

在我國,由于受到天然氣供應(yīng)的影響,天然氣發(fā)電尚處于初始階段。真正大面積的天然氣發(fā)電作為分布能源站還要假以時日。現(xiàn)在的小規(guī)模天然氣發(fā)電主要是在油田、氣田以及機場、酒店、醫(yī)院等�？梢灶A(yù)計,隨著天然氣供應(yīng)的愈加充足、供應(yīng)范圍的不斷擴大,近幾年天然氣發(fā)電將會得到一個飛速的發(fā)展。

燃氣發(fā)電機組具有輸出功率范圍廣,啟動和運行可靠高、發(fā)電質(zhì)量好、重量輕、體積小、維護簡單、低頻噪聲小等優(yōu)點,一般它們具有以下四個優(yōu)點:

一、發(fā)電質(zhì)量好

由于發(fā)電機組工作時只有旋轉(zhuǎn)運動,電調(diào)反應(yīng)速度快,工作特別平穩(wěn),發(fā)電機輸出電壓和頻率的精度高,波動小,在突加空減50%和75%負載時,機組運行非常穩(wěn)定,優(yōu)于柴油發(fā)電機組的電氣性能指標(biāo)。

二、啟動性能好,啟動成功率高

從冷態(tài)啟動成功后到滿負載的時間僅為30秒鐘,而國際規(guī)定柴油發(fā)電機啟動成功后3分鐘帶負載。燃氣輪發(fā)電機組可以任何環(huán)境溫度和氣候下保證啟動的成功率。

三、噪聲低振動小

由于燃汽輪機處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài),它的振動非常小,而且低頻噪聲優(yōu)于柴油發(fā)電機組。

四、采用的可燃性氣體是清潔、廉價的能源

諸如:瓦斯氣,桔梗氣,沼氣等,以它們?yōu)槿剂系陌l(fā)電機組不僅運行可靠,成本低,而且能變廢為寶,不會產(chǎn)生污染。

確保機組可靠運行

嚴(yán)格按照規(guī)定要求進行機組日常保養(yǎng),確保機組可靠運行

良好的維護保養(yǎng)能保證機組可靠運行。正常使用情況下,保養(yǎng)工作應(yīng)按規(guī)定的日保養(yǎng)、周保養(yǎng)、月保養(yǎng)要求進行。通過這些規(guī)定的保養(yǎng),能及時發(fā)現(xiàn)機組是否存在聲音異常、動作異常、外觀異常、溫度異常、壓力異常和氣味異常等故障現(xiàn)象,從而及時對機組進行檢查和調(diào)整,進而有針對性的加以解決,確保機組運行在最佳狀態(tài)。在這些保養(yǎng)要求中,要特別注意以下三個方面的檢查和保養(yǎng):

1、潤滑系統(tǒng)的檢查和保養(yǎng)。該種類型機組由于存在運轉(zhuǎn)部件多,運轉(zhuǎn)部件工作條件惡劣,大多處在高溫、高沖擊載荷狀態(tài)下,需要潤滑的部位較多,對潤滑系統(tǒng)的可靠性要求較為苛刻,因此要注意檢查潤滑油系統(tǒng)的油質(zhì)情況、油位情況、油溫和油壓情況,注意離心濾清器和機油濾清器的清洗,避免出現(xiàn)因潤滑不良造成的機組零部件磨損加劇,縮短機組零部件的使用壽命,加大維護工作量;

2、空氣過濾器的檢查和保養(yǎng)。空氣過濾器如果運轉(zhuǎn)良好的話,將有效地避免因進氣阻力大引起的增壓壓力下降過大,進而造成渦輪增壓器出現(xiàn)漏油現(xiàn)象;還可避免因流量減少引起的渦輪增壓器壓氣機喘振現(xiàn)象。因此要定期清理空氣過濾器,必要時更換新濾芯。在潮濕地區(qū)可將紙質(zhì)濾芯抽掉。

3、相關(guān)間隙和角度的檢查和調(diào)整。主要是火花塞間隙、氣門間隙和配氣定時等的檢查和調(diào)整。

機組運行一段時間后,火花塞的間隙會有所變大,這是正常現(xiàn)象。以泰州市兆航機電設(shè)備有限公司生產(chǎn)的設(shè)備為例當(dāng)間隙增大到0. 89mm 時,火花塞將出現(xiàn)失火現(xiàn)象,造成機組運行不穩(wěn),甚至停車,所以應(yīng)定期檢查和調(diào)整,同時消除火花塞及其螺紋處出現(xiàn)的積炭,確保其好用。另外,機組經(jīng)長時間運轉(zhuǎn)后,由于配氣機構(gòu)的磨損和松動等原因,會引起氣門間隙的變化,應(yīng)定期檢查并調(diào)整氣門間隙。配氣定時在正常情況下不需要進行調(diào)整,當(dāng)機組各缸工作狀態(tài)出現(xiàn)異常時,應(yīng)首先檢查指針上止點指示位置是否正確,檢查傳動系統(tǒng)各齒輪傳動記號是否對準(zhǔn),整個系統(tǒng)的裝配關(guān)系及氣門間隙是否正確。若經(jīng)檢查調(diào)整后,仍與規(guī)定值差異較大時,則應(yīng)考慮凸輪軸或齒輪傳動件有無損壞現(xiàn)象,必要時進行修復(fù)或更換。

提高檢修效率

對維修工具加以改進,對設(shè)備進行改造,提高檢修效率

該G12V190ZLT - 2 型內(nèi)混式氣體發(fā)動機是針對煉化尾氣含氫量高的特點而設(shè)計的,它采用機械內(nèi)混方式,定時地打開燃氣閥將可燃氣體噴入氣缸,使燃氣與空氣在缸內(nèi)混合,進行燃燒。這樣通過增壓器、進氣管的氣體始終是不可燃的純空氣,避免了回火問題,解決了煉化尾氣中含氫量高容易造成進氣管內(nèi)爆炸的危險。但是,由于煉油廠回收的瓦斯中含有H2 S 和NH3 ,安裝在燃料氣管線上的調(diào)節(jié)閥閥芯和腔體也發(fā)現(xiàn)有NH4 HS 結(jié)晶。當(dāng)瓦斯中混有凝結(jié)的液體碳氫化合物并進入燃料系統(tǒng)時,因為液體碳氫化合物爆燃釋放出大量的輻射熱,使相關(guān)與高溫?zé)煔饨佑|的部件因暴露在過高溫度條件下而損壞。由于爆燃現(xiàn)象時有發(fā)生,機組的活塞、氣缸、進排氣門、進排氣門座等故障頻繁,使用壽命降低,維護量相當(dāng)大。由于安裝活塞時是采用隨機帶的環(huán)夾(由兩個半圓環(huán)通過一個銷軸連接而成,銷軸處的一個半圓環(huán)上焊有一個把手,兩個半圓環(huán)另一側(cè)各焊有一個把手。將活塞環(huán)并攏,以保證活塞組能順利進入氣缸內(nèi)。在使用過程中我們發(fā)現(xiàn):使用環(huán)夾時維修人員在安裝的整個過程中必須一方面通過握緊環(huán)夾銷軸另一側(cè)兩個把手來保證環(huán)夾處在并攏狀態(tài),另一方面還要注意機體上的螺栓不會妨礙環(huán)夾兩側(cè)把手的下落,安裝起來相當(dāng)費力。 為了安裝的方便、快捷,我們利用報廢的缸套加工了一個錐套(錐套的內(nèi)外徑基本按照缸套的原有尺寸不變,僅僅在頂部加工一段20mm 長的錐面,并在錐面與內(nèi)孔交界處倒一個大圓角,方便活塞環(huán)能順利壓入錐套。在把活塞安裝到氣缸之前就把錐套套在活塞環(huán)處,使全部活塞環(huán)都處于正常使用時的壓縮狀態(tài),安裝時僅僅需要先把活塞裙部放在氣缸內(nèi),然后稍作調(diào)整,使氣缸與錐套同心,再輕輕用手緩緩地將活塞推入到氣缸內(nèi)。這樣不但降低了勞動強度,而且提高了安裝效率。

查找故障的準(zhǔn)確性

按故障分析與排除原則查找故障,提高查找故障的準(zhǔn)確性

發(fā)生故障時,注意從故障現(xiàn)象分析故障原因,結(jié)合原理分析結(jié)構(gòu),由表及里,先易后難。發(fā)生故障時應(yīng)首先考慮以下三個問題: (1) 故障發(fā)生前出現(xiàn)什么現(xiàn)象? (2) 故障發(fā)生前進行過哪些保養(yǎng)、檢修工作? (3) 以前是否遇到類似的情況? 怎么處理的?另外,當(dāng)機組允許在運行中判斷問題所在時,可在運行中判斷。例如:機組運行時若發(fā)現(xiàn)排溫過高或某一缸排溫突然變化大,應(yīng)首先在設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)下檢查各缸燃氣調(diào)節(jié)閥有無松動現(xiàn)象,若排除燃氣調(diào)節(jié)閥沒有松動后問題依然存在,應(yīng)停機檢查其點火系統(tǒng)如:火花塞和點火線圈等是否存在問題;若出現(xiàn)排溫異常,則要區(qū)分是單缸還是整體排溫異常,如果是單缸異常,應(yīng)考慮是不是儀表顯示不正常,可采用測量熱電動勢或倒線的方式加以排除;如果是整體異常,應(yīng)考慮氣體濃度是否發(fā)生了變化或是否存在點

火不良。排除故障時,當(dāng)沒有有效手段查清故障原因時,可以采用置換法。例如當(dāng)懷疑點火控制器出現(xiàn)故障時,檢查和調(diào)整時需將點火控制器連接到PC 電腦或?qū)Ｓ檬痔峋幊唐魃线M行調(diào)整,但基本上維護單位都不會配置這些檢測設(shè)備,這時就可以把其他備用設(shè)備上的點火控制器拆過來裝上后開機運轉(zhuǎn),通過觀察類似的故障現(xiàn)象是否再次發(fā)生來判斷是不是點火控制器損壞。

燃氣發(fā)電機組由燃氣發(fā)動機、發(fā)電機、控制柜等部件組成,燃氣發(fā)動機與發(fā)電機安裝在同一個鋼制底盤上。機組以天然氣、井口伴生氣、煤礦瓦斯氣、水煤氣、煉化尾氣、沼氣、焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣等可燃性氣體為燃料,啟動迅速,經(jīng)濟性好,特別是由于高質(zhì)量城市生活的需求,燃氣發(fā)電機組已廣泛應(yīng)用于電信、郵局、銀行、圖書館、醫(yī)院、賓館等部門,作為后備電源。最初燃氣發(fā)電機組是針對礦場工況設(shè)計的,機組運行時產(chǎn)生的噪聲一般為95~110 dB(A)。GB 3096-93城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)對市區(qū)的噪聲狀況進行了嚴(yán)格的規(guī)定,對于2類區(qū)域(居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū))晝間為60 dB(A),夜間為50dB(A);對于1類區(qū)域(居住、文教機關(guān)區(qū))晝間為55 dB(A)、夜間為45 dB(A)。機組運行時產(chǎn)生的噪聲給城市環(huán)境帶來了嚴(yán)重的噪聲污染,影響了人們的正常工作和生活,也限制了燃氣發(fā)電機組的廣泛應(yīng)用。本文就是針對燃氣發(fā)電機組噪聲污染問題,提出了一套整改措施,以期降低機組噪聲,促進燃氣發(fā)電機組的推廣應(yīng)用。

一、聲源分析

燃氣發(fā)動機噪聲是燃氣發(fā)電機組的主要噪聲來源,燃氣發(fā)動機噪聲可分為空氣動力噪聲、燃燒噪聲、機械噪聲、排氣噪聲和振動噪聲�？諝鈩恿υ肼曋饕�包括進、排氣和風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)引起的空氣振動噪聲,這部分噪聲直接向空氣中傳播。氣缸內(nèi)燃燒所形成的壓力振動通過缸蓋,機體向外輻射的噪聲叫燃燒噪聲;活塞對缸套的撞擊,配氣機構(gòu)、噴氣系統(tǒng)等運動部件產(chǎn)生的撞擊振動噪聲統(tǒng)稱為機械噪聲。機組工作時,廢氣從排氣門高速沖出,沿排氣歧管進入消聲器,最后從尾管排入大氣。排氣噪聲是發(fā)動機的最大噪聲,往往比發(fā)動機主機噪聲高15 dB(A)左右,其次分別是燃燒噪聲和機械噪聲、風(fēng)扇噪聲、進氣噪聲。

二、改造設(shè)計

基于燃氣發(fā)電機組的工作原理,難以用降低聲源噪聲的方法來消聲,所以主要是要有效阻斷其噪聲傳播途徑。消聲技術(shù)的核心就是利用聲波在傳播中自然衰減的規(guī)律去縮小噪聲的污染面。具體降低噪聲的方法有以下幾種:吸聲、隔聲及改變噪聲傳播方向。在實際工程應(yīng)用中往往只用其中一種,本文采用三種方法并用的措施,針對燃氣發(fā)電機組提出了新型組合降噪技術(shù)。

1、組合消聲器

原來的消聲器以阻性消聲為主,功耗大,消聲效果不理想。經(jīng)仔細論證,應(yīng)用三級組合降噪技術(shù),將消聲器改造為新型組合式消聲器。該組合式消聲器的主要組成部件有對噴消聲減振腔、多孔式消聲罩及吸聲隔熱層和吸聲共振板等。聲源通過第一級的對噴消聲減振腔,可將中低頻聲源的噪聲能量充分進行抗性耗散。二級的多孔式阻性消聲罩可消去大部分高頻噪聲,增加了消聲器對高頻的適應(yīng)性,而且在該腔內(nèi)裝有高效吸聲材料,可對噪聲進行充分的吸收和變向,從而最大限度地消耗噪聲能量。第三級為專門設(shè)計的帶共振板的排氣管,進一步通過薄片的振動進行消聲。經(jīng)測試,新型消聲器的消聲量、消聲頻率范圍(主要為消聲量峰值的頻率范圍)及阻力損失三大指標(biāo)均優(yōu)于原來的消聲器。此外該消聲器尺寸適宜,結(jié)構(gòu)剛性好,安裝方便,并具有抑制再生噪聲的功能。而且后部的吸聲隔音層具有防腐性能,可有效地克服煙氣的低溫露點腐蝕,延長了消聲器的使用壽命。

2、兩級隔振襯墊

控制機械噪聲和燃燒噪聲的有效辦法是對機組進行隔振處理。燃氣機、發(fā)電機與鋼制底盤間裝設(shè)復(fù)合隔振減振墊,底盤與基礎(chǔ)之間亦墊上高效減振膠墊。經(jīng)過兩級隔振處理,不僅使機組的振動被有效隔斷,而且使機組運行更加平穩(wěn),整體噪聲顯著降低。

3、消聲排風(fēng)道

風(fēng)扇噪聲是由旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲組成。旋轉(zhuǎn)噪聲由旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇葉片切割空氣流產(chǎn)生周期性擾動而引起。渦流噪聲是在旋轉(zhuǎn)葉片截面上發(fā)生邊界層分離時,氣體滑脫或分裂而成的一系列的漩渦流,從而輻射出一種非穩(wěn)定的流動噪聲。排風(fēng)道直接與外界相通,空氣流速很大,氣流噪聲、風(fēng)扇噪聲和機械噪聲經(jīng)此通道輻射出去。為了控制風(fēng)扇和排風(fēng)通道的噪聲,設(shè)計了一個消音排風(fēng)道。這個消音排風(fēng)道長度較大,由導(dǎo)風(fēng)槽和排風(fēng)降噪腔組成。排風(fēng)降噪腔的工作原理,類似于阻性消聲器�？赏ㄟ^更換吸音材料(改變材料的吸音系數(shù)),改變吸音材料厚度、排風(fēng)通道長度和寬度等參數(shù)來提高消音效果。

4、消聲進氣道

機組工作在封閉的機房里面,從廣義上講,進氣系統(tǒng)包括機組的進風(fēng)通道和發(fā)動機的進氣系統(tǒng)。進風(fēng)通道和排風(fēng)通道一樣直接與外界相通,空氣的流速很大,氣流的噪聲和機組運轉(zhuǎn)的噪聲都經(jīng)進風(fēng)通道輻射到外面。發(fā)動機進氣系統(tǒng)的噪聲是由進氣門周期性開、閉而產(chǎn)生的壓力波動所形成,其噪聲頻率一般處于500 Hz以下的低頻范圍。在機房墻上設(shè)置了兩個消聲進氣道,分別作為機房的進風(fēng)口和發(fā)動機的進氣口。由于排風(fēng)造成的室內(nèi)負壓,使冷空氣自然通過消聲進氣道進入機房內(nèi),將機體散發(fā)的熱量順利排出。從而保證了機房內(nèi)有足夠的新鮮空氣。

1、燃氣發(fā)電機組機房應(yīng)遠離明火區(qū)域;

2、燃氣發(fā)電機組機房應(yīng)寬敞、明亮且要求安裝換氣扇以保證良好的通風(fēng);

3、燃氣發(fā)電機組安裝時底盤與地基應(yīng)用平墊鐵找平。接觸面積應(yīng)在60%以上,且分布均勻;

4、室內(nèi)安裝照明、開關(guān)、線路及其電器應(yīng)采用防爆措施,且固定牢固;

5、燃氣發(fā)電機組機房內(nèi)應(yīng)符合消防要求,配備滅火器等消防器械;

6、燃氣發(fā)電機組機房內(nèi)安裝可燃氣體報警裝置,可燃氣體泄露時能及時發(fā)現(xiàn);

7、60kw以下單臺燃氣發(fā)動機燃氣管路的外部主要管道內(nèi)徑應(yīng)不小于2吋,靠近發(fā)動機的部分內(nèi)徑應(yīng)不小于1吋!60kw以上燃氣發(fā)電機組則分別是3吋和兩吋。且必須安裝燃氣閥門(不銹鋼球閥)、型放水閥、防回火裝置,燃氣管路焊接完成應(yīng)清理焊渣(用高壓空氣);

8、燃氣必須脫硫、脫水、除塵,其中含流量≤0.25Nm3,氫氣≤10%;