２０１４年第１９期 （总第２９８期） 离 羲 （ＣｕｍｕｌａｔｉｖｅＮｔｙＯ．ＮＯ１９．２０１４ ．２９８） 天然气组分对燃机电厂的经济影响 刘 骥 （东莞深能源樟洋电力有限公司，广东东莞５２ ３６ ３７） 摘要：中海油引进卡特尔的天然气后，以其作为主要气源向电厂供气，但电厂方面发现机组单位热量发电量 明显比往年都低，平均下降了０．９％左右，这对电厂的经济影响巨大。文章分析了如何查找其中的原因，阐述 了天然气组分对燃机电厂的经济影响。 关键词：天然气组分；燃机电厂；热值；甲烷；天然气计量 中图分类号：ＴＥ６４２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９７２ ３７４（２０１４）１９—００６９—０２ 近几年，国家环保要求日趋严格，人们保护生存环 从上表１可以看出，机组的性能没有明显下降。 境的意识也在增强，中国对天然气这种清洁能源的需求 １．３电厂出口电表计量 大幅增长，以天然气为燃料的燃机电厂在全国各地都投 电厂各机组出口电表和电网公司电表是经常校准， 入运行。樟洋电厂地处东莞樟木头镇樟洋村，目前拥有 而且相互验证，没有差错。 两台ＰＧ９１７１Ｅ型燃气轮机，２台三压余热锅炉和２台双压 纯凝汽式汽轮发电机组。机组属于调峰机组，以天然气 ２深圳大鹏公司天然气计量准确性 为燃料，天然气向中海油购买，通过深圳大鹏ＬＮＧ公司 收集樟洋电厂所使用的天然气的气体组分、热值、 的管网直接输送电厂门站。２０１０年中海油提供的天然气 密度等数据，和离我厂最近的天然气供输站进行实时 主要来自澳大利亚，气源稳定。进入２０１０年以来，中海 数据对比，因为都是同一母管输送，天然气品质应该一 油开始引进卡特尔的天然气，并以主要气源来向电厂供 样。将两个测量点的数据进行了详细的比较。总共采用 气。电厂方面发现机组单位热量发电量明显低于往年， 了１４００个热值数据进行比较，两者的差距很小，只有 平均下降了０．９９６左右，这对电厂的经济影响巨大。这一现 ０．０４８％，这是在仪器的误差范围内。可以认为仪器测量 象引起我们高度重视，全面着手查找其中的原因。 没有误差。 １从电厂设备自身的角度查找原因 ３对比天然气组成影响 １．１ 进行了天然气系统严密性检查，未发现明显的天 排除以上影响因素，电厂开始怀疑是燃料组分和热 然气泄漏点 值的变化，是否是引起单位热量发电量下降的原因。 检查天然气设备是否产生泄漏，这项工作是电厂运 天然气是混合气体，主要组成是Ｃ ～Ｃ 气体，其中甲烷 行部常设的工作内容，每个月都进行两次彻查，至今还 （ＣＨ ）所占比例为８５％以上，还含有其他微量气体， 没有发现大量天然气泄漏的情况。 几乎不含硫。 使用的天然气组成不同，热值也随之变 １．２机组性能试验 化。２０ １０年以前我们使用的天然气产于澳大利亚，品种 （１）进行了机组性能参数比较分析，没有发现机组 单一。自从中海油采购卡塔尔天然气以来，电厂使用的 性能明显下降；跟２００９年同期相比，取１＃机组几组工况 气源有两种。两者的气体组成有比较的差别，下面是两 相当参数对比如下（大气温度相当，两套机组运行）： 种气源ＳＧＳ品质报告： 表１ 。６９． 从表中分析，可以发现几个特点： 计算单位热量。 （２）甲烷含量影响分析。樟洋电厂和中海油是以 热值结算，表面上看燃料热值的降低并不会影响机组的 效率，只是发同样的电量需要更多的天然气量。从数据 上，两种气体主要成分甲烷含量发生改变，而实际上天 然气的有效热值也发生了改变。在运行中，机组能利用 燃料的有效热值是低位热值，在线检测的热值是高位热 （１）澳大利亚的天然气甲烷含量在８７．８％，含有少 量丙烷和丁烷，卡塔尔的天然气甲烷含量高达９３．２％， 丙烷和丁烷含量几乎为零。所以卡特尔天然气相对 较纯。 （２）以单位质量计算热值，两者相差不大，只有 ０．８９％。以单位体积计算热值，两种差距达７％。 可见，不同的气源，组分变化，热值随之变化。如 果电厂和供气方以标方结算方式（例如目前的居民用气 结算），无疑对电厂效益会造成巨大影响。如果以热值 值，结算也是以高位热值来计算热值。而忽略了其中的 水蒸气的气化潜热。 我们知道天然气的热值分为高位热值和低位热值， 高位热值是指一标准立方米ｃＨ 完全燃烧后其烟气被冷 却至原始温度，而其中的水蒸气以凝结水状态排出时所 结算，影响相对较小，但电厂用气量大，日积月累所产 生的影响也不可忽视。 ４电厂数据分析 （１）目前使用的是两者的混合气体，比例与大鹏 放出的热量，低位热值是指一标准立方米ｃＨ 完全燃烧 后其烟气被冷却至原始温度，但烟气中的水蒸气仍为蒸 气状态时所放出的热量。高低位热值差值为水蒸气的气 进气周期有关，下面列举２０１０年前后电厂的实测热值 数据： 表３ 化潜热。气化潜热是不能转化为有效做功的热能。甲烷 在燃烧时发生以下化学反应： ＣＨ４＋２０２＝Ｃ０２＋２Ｈ２０ 甲烷在烃类中含氢量最高，密度最小，约０．５４。在 一标方天然气中，甲烷含量越高，其他烃类气体则越 少，可燃烧的物质越少，燃烧后产生的热值自然会降 低。而产生的水分比例增加，低位热值则更低。发电可 利用的有效热值也越低。高位热值可以在线实测，低位 热值在线检测难度较大。根据经验，天然气高低位热值 相差９％。所以，使用甲烷含量高卡特尔气源，天然气 中甲烷含量增加，虽然是以热值来结算气价，有效热值 仍在下降，是电厂发电气耗上升的主要原因，对经济效 益产生影响。 ５总结 目前国内天然气的需求不断增大，国家加大开发力 度，也引进了不少的国外的气源，例如西气东输已运送 至广东，西气的单位体积热值更低，电厂在使用天然气 对比２００９年和２０１１年的年平均热值，可以发现，混 合气体种甲烷含量升高，热值降低。这是以标方来作为 发电时，一定要注重与供气方的结算方式，了解每一种 气源的品质，才能保证自身的经济效益。 ．．７０．．
