天然气发电机组排烟系统设计cue点在哪

天然气发电机组排烟系统设计cue点在哪

随着环保节能政策的实施，天然气发电机组冷、热、电分布式能源项目因为其能效高、清洁环保、经济效益高等特点而蓬勃发展。在天然气发电机组冷、热、电分布式能源项目中，天然气发电机组是其重要的组成部分。天然气发电机组部分设计好坏关乎着整个项目的成败。本期将继续向大家介绍天然气发电机组排烟系统设计要点。

任何天然气发电机组均有其允许的大排气背压。当实际排气背压高于发动机所允许的排气背压时，燃气发动机将出现排烟不畅，排气温度高的现象。严重时将不能满载运行且将出现气门和涡轮增压器损坏的现象。

对于天然气发电机组分布式能源项目来说，为了充分利用尾气中的热量，排烟管道上要增加各种换热设备；为了优化燃气发动机排放，排烟系统中还将应用SCR/OXI技术；为了将发动机废气排到相应的地方，将配置排烟弯头，排烟管道和排烟消音器。不同管径、不同数量、不同角度的弯头均将产生一定的阻力。所有这些排烟系统的设备都将增加排烟系统的阻力。排烟系统的设计是天然气发电机组中复杂的部分，主要体现在以下几个方面：

1排烟管的热胀冷缩：钢制管道在500︒C时长度延伸量约为3%。为了抵消烟管因为热胀冷缩而造成的巨大压力，在管道上加装钢膨胀节，否则将严重损坏烟管的固定支架。一般来说，排烟管道每隔6米需安装一个膨胀节，管道在每个膨胀节之后要增加约2.54mm的直径。

2保温要求高：良好的保温可以让烟气的热量全部排出室外或者全部进入余热利用设备。发动机烟气成分主要是CO2和水蒸汽，发动机排烟管道较长，如果温度下降过快，烟气在没有排出烟卤前冷却到100︒C以下，如此烟气中的水蒸汽将变成液体倒灌回发动机，从而严重损坏发动机气缸。

3排烟系统的所有设备均将形成一定的阻力：排烟管道，排烟弯头将形成一定的阻力；烟气余热利用设备安装在排烟系统内也将形成一定的阻力；为了使排气背压小于发动机正常运行的要求，我们应设计合适管径的排烟管道以及选择相应阻力的烟气余热利用设备。

 根据排气背压计算公式及发动机允许的排气背压，设计排烟管道的管径。排气背压计算公式：

P = ( L * S * Q2) /( 5184 * D2)        

S = 365 /(273 + t)

P—排烟系统的背压   

L—排烟管道长度  

S—烟所在特定温度下的比重 

Q—烟气流量   

D—排烟管的管径    

t—排烟温度

 在烟气余热利用设备的选型和设计上，需要进行以下考虑：

1）烟气余热利用设备的阻力应满足发动机背压的要求。如设备的阻力超过发动机背压的高限制时，在阻力大的管路末端加装引风机，用以减小管路的背压。同时在选择引风机时考虑其安装位置的烟气温度。

2）在任何一种工作状态或故障状态都要确保烟气管路的畅通。在管路上好不要加装任何阀门。如果安装，则需要在阀门前段安装旁通管道。

3）排烟管道安装设备问题：在排烟管道弯头端，方形管端1米处加装泄爆阀。因为发动机排烟系统内经常会有未能完全燃烧的CH4气体，当遇到火星时会在局部形成爆炸。为了避免较严重的烟管中CH4气体爆炸情况，在烟管中加装泄爆阀，以避免损坏管道和用热设备。

4）高温烟气中NOX和COX处理及应用 

高温烟气中含有大量热量，是余热利用的重要热量来源。 另一方面在运用了稀薄燃烧技术并采用SCR/OXI技术时，天然气发电机组尾气中的NOX含量将降到100mg/m3以下，基本对大气没有污染。因此可利用尾气中大量CO2气体，将其作为温室气体的重要来源。

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