燃氢燃气轮机(燃氢燃气轮机发电技术应用的情景)

海潮机械 2023-01-17 02:40 编辑:admin 203阅读

1. 燃氢燃气轮机发电技术应用的情景

先将甲醇加热使其气化,气化的甲醇与水蒸汽发生反应产生氢气,然后以氢为燃料,在燃烧室中燃烧生成燃气,用以驱动燃气轮机带动发电机组发电。

利用甲醇作为发电能源,优越性也很大。比如,甲醇发电的成本,目前约为石油或天然气发电的1.5倍。但随着大面积种植高光效植物的发展和甲醇收成成本的降低,将会使发电成本逐步降下来,而石油和天然气的价格将有只涨不降的趋势,相比之下,甲醇发电将是便宜的;“植物甲醇”可以大面积种植再生,而不会面临枯竭的威胁;甲醇的低污染特性是化石燃料所不可比拟的;甲醇在常温下是液态,贮存和运输都很方便。因此,专家们认为,21世纪初,甲醇很有希望成为常规矿物燃料的替代能源用于发电。

2. 燃氢燃气轮机发展前景

一、用途不同 航空发动机主要用于航空动力,其整机重要指标:推力型的侧重推重比、耗油率、比功、单位迎风面积推力等;功率型的侧重功重比、耗油率、比功等。

燃气轮机主要用于电力、工业、舰船和国防陆用等领域作为动力装置,通常是由航空发动机衍生出来的,而后独立发展的高技术产品。

其能量输出方式只有功率输出,整机重要指标:陆用型侧重热效率、比功、使用寿命等;车船型侧重热效率、比功、使用寿命、单位体积功率等。

二、组成部件不同 航空发动机和燃气轮机二者由于组成的部件不同,部件间的匹配关系不同。

航空发动机追求先进气动热力设计、高热力循环参数;追求高推重比、高功重比;追求矢量推力技术、隐身技术、高机动下的工作稳定性技术;需要考虑防冰冻、防鸟撞、防雷击等。

燃气轮机追求高热效率、低成本、耐久性、高可靠性、长寿命设计技术;追求先进燃气/蒸汽联合循环、间冷、回热、再热等复杂的热力循环技术,提高循环热效率。

三、压气机不同 航空发动机压气机追求的指标是在高效率和高稳定性的前提下尽量降低自重和减小迎风面积(风扇除外),满足非常宽的飞行包络线,而长寿命(即大修时间间隔)以及生产和制造成本是次要因素。

燃气轮机的压气机则是追求在高效率和高稳定性的同时,尽量延长压气机的寿命,降低生产和制造成本,而自重则是次要因素。

四、燃烧设计不同 航空发动机追求短环形燃烧室设计,高温升、高热容强度燃烧室设计技术;高空再点火和高空稳定燃烧技术;对民用航空发动机还要求高效低排放燃烧室设计技术。

燃气轮机尤其是重型燃气轮机,其结构多为管-环结合的干式低排放燃烧室。

追求油/气互换,合成气、中低热值气多燃料适应性,干式低NOx燃烧技术。

新一代重型燃气轮机多采用纯氢和富氢燃料,实现近零排放燃烧室设计技术。

五、透平不同 透平必须采用先进的气动设计高效率地转化能量,同时必须能够在极端的工作环境中保证工作的可靠性。

航空发动机透平进口温度更高,且叶片截面小,叶片短,采用气冷方式,高、低压透平或动力涡轮设计追求高负荷、高效率的气动设计;追求新型高7a686964616fe59b9ee7ad9431333431366265效冷却透平叶片设计技术,高负荷、高可靠性透平结构设计技术,对转涡轮设计技术和流热固多场耦合分析技术等。

燃气轮机尤其是重型燃气轮机,透平进口温度相对较低,透平叶片截面大,叶片长,既可采用空气冷却技术、也可采用蒸汽/空气综合冷却技术,多级透平设计追求高气动效率和长寿命。

来源:中国科学院——燃气轮机与航空发动机的关系—血浓于水与龙生九子

3. 氢燃料燃气轮机

首先任何热机的效率受限于卡诺循环,燃气轮机能否达到80%的效率理论上取决于热源和冷源温度。工程上还受材料、工艺等等限制,实际上燃机效率在30~40%左右。

其次,目前的确有研究燃用氢燃料的燃机,比如西门子。内燃机方面也有氢燃料发动机的面世。但本质上热效率受限于上述条件,不是由燃料单因素决定的。然后你说的废热利用率高,不需要联合循环这里没看懂什么意思。上不上联合循环完全取决于废气温度和流量(即废气能量),与燃料也没有关系。

最后,燃料电池理论效率不受卡诺循环限制,是可比任何内燃机发电机组理论效率高。目前高温燃料电池堆的发电效率应该能达到50%,加余热利用后可达60~80%。

4. 氢气 燃气轮机

沼气和天然气的区别:成分不同;定义不同;用途不同。1、成分不同沼气的主要成分是甲烷。沼气由50%~80%甲烷(CH4)、20%~40%二氧化碳(CO2)、0%~5%氮气(N2)、小于1%的氢气(H2)、小于0.4%的氧气(O2)与0.1%~3%硫化氢(H2S)等气体组成 。

沼气中含有硫化氢气体,在燃烧使用前必须要进行脱硫,沼气中的甲烷成份含量为55—65%,而天然气中的甲烷含量达90%以上,所以天然气燃烧起来火力要强一些。2、定义不同沼气是各种有机物质,在隔绝空气(还原条件),并在适宜的温度、PH值下,经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。

沼气属于二次能源,并且是可再生能源。天然气是指自然界中天然存在的一切气体,包括大气圈、水圈、和岩石圈中各种自然过程形成的气体(包括油田气、气田气、泥火山气、煤层气和生物生成气等)。

3、用途不同沼气除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外,还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等化工原料。

经沼气装置发酵后排出的料液和沉渣,含有较丰富的营养物质,可用作肥料和饲料。

以天然气代替煤,用于工厂采暖,生产用锅炉以及热电厂燃气轮机锅炉。

天然气发电是缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例,减少环境污染的有效途径,且从经济效益看,天然气发电的单位装机容量所需投资少,建设工期短,上网电价较低,具有较强的竞争力。

5. 燃氢燃气轮机 技术

不一样。

       沼气和天然气是有区别的,其定义不同;用途不同;成分不同。

1、定义不同

       沼气是各种有机物质,在隔绝空气(还原条件),并在适宜的温度、PH值下,经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。沼气属于二次能源,并且是可再生能源。

      天然气是指自然界中天然存在的一切气体,包括大气圈、水圈、和岩石圈中各种自然过程形成的气体(包括油田气、气田气、泥火山气、煤层气和生物生成气等)。

2、用途不同

      沼气除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外,还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等化工原料。经沼气装置发酵后排出的料液和沉渣,含有较丰富的营养物质,可用作肥料和饲料。

       以天然气代替煤,用于工厂采暖,生产用锅炉以及热电厂燃气轮机锅炉。天然气发电是缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例,减少环境污染的有效途径,且从经济效益看,天然气发电的单位装机容量所需投资少,建设工期短,上网电价较低,具有较强的竞争力。

3、成分不同

       沼气的主要成分是甲烷。沼气由50%~80%甲烷(CH4)、20%~40%二氧化碳(CO2)、0%~5%氮气(N2)、小于1%的氢气(H2)、小于0.4%的氧气(O2)与0.1%~3%硫化氢(H2S)等气体组成 。

       由于沼气含有少量硫化氢,所以略带臭味。其特性与天然气相似。空气中如含有8.6~20.8%(按体积计)的沼气时,就会形成爆炸性的混合气体。

       天然气主要成分烷烃,其中甲烷占绝大多数,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷,此外一般有硫化氢、二氧化碳、氮和水气和少量一氧化碳及微量的稀有气体,如氦和氩等。天然气在送到最终用户之前,为助于泄漏检测,还要用硫醇、四氢噻吩等来给天然气添加气味。

6. 氢能 燃气轮机

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项目名称:河北省唐山市丰南区集能加气站工程

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7. 燃氢燃气轮机爆炸

1791年,英国人巴伯首次描述了燃气轮机的工作过程;1872年,德国人施托尔策设计了一台燃气轮机,并于1900~1904年进行了试验,但因始终未能脱开起动机独立运行而失败;1905年,法国人勒梅尔和阿芒戈制成第一台能输出功的燃气轮机,但效率太低,因而未获得实用。

1920年,德国人霍尔茨瓦特制成第一台实用的燃气轮机,其效率为13%、功率为370千瓦,按等容加热循环工作,但因等容加热循环以断续爆燃的方式加热,存在许多重大缺点而被人们放弃。

随着空气动力学的发展,人们掌握了压气机叶片中气体扩压流动的特点,解决了设计高效率轴流式压气机的问题,因而在30年代中期出现了效率达85%的轴流式压气机。与此同时,涡轮效率也有了提高。在高温材料方面,出现了能承受600℃以上高温的铬镍合金钢等耐热钢,因而能采用较高的燃气初温,于是等压加热循环的燃气轮机终于得到成功的应用。

1939年,在瑞士制成了四兆瓦发电用燃气轮机,效率达18%。同年,在德国制造的喷气式飞机试飞成功,从此燃气轮机进入了实用阶段,并开始迅速发展。