燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組（功率大、小型的分布式電站）

簡(jiǎn)介

燃?xì)獍l(fā)電機(jī)充分利用各種天然氣或有害氣體作為燃料，變廢為寶、運(yùn)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(diǎn)，市場(chǎng)前景十分廣闊。

我國(guó)的天然氣資源十分豐富，相對(duì)于我國(guó)豐富的天然氣儲(chǔ)量,天然氣在我國(guó)一次能源消費(fèi)中所占比例顯得太小,未來具有大幅提高的潛力。

在我國(guó)，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(shí)日。小規(guī)模天然氣發(fā)電主要是在油田、氣田以及機(jī)場(chǎng)、酒店、醫(yī)院等?？梢灶A(yù)計(jì)，隨著天然氣供應(yīng)的愈加充足、供應(yīng)范圍的不斷擴(kuò)大，近幾年天然氣發(fā)電將會(huì)得到一個(gè)飛速的發(fā)展。

優(yōu)點(diǎn)

燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組具有輸出功率范圍廣，啟動(dòng)和運(yùn)行可靠高、發(fā)電質(zhì)量好、重量輕、體積小、維護(hù)簡(jiǎn)單、低頻噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，一般它們具有以下四個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

一、發(fā)電質(zhì)量好

由于發(fā)電機(jī)組工作時(shí)只有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，電調(diào)反應(yīng)速度快，工作特別平穩(wěn)，發(fā)電機(jī)輸出電壓和頻率的精度高，波動(dòng)小，在突加空減50%和75%負(fù)載時(shí)，機(jī)組運(yùn)行非常穩(wěn)定，優(yōu)于柴油發(fā)電機(jī)組的電氣性能指標(biāo)。

二、啟動(dòng)性能好，啟動(dòng)成功率高

從冷態(tài)啟動(dòng)成功后到滿負(fù)載的時(shí)間僅為30秒鐘，而國(guó)際規(guī)定柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)成功后3分鐘帶負(fù)載。燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組可以任何環(huán)境溫度和氣候下保證啟動(dòng)的成功率。

三、噪聲低振動(dòng)小

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

四、采用的可燃性氣體是清潔、廉價(jià)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(jī)組不僅運(yùn)行可靠，成本低，而且能變廢為寶，不會(huì)產(chǎn)生污染。

噪聲處理

燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組由燃?xì)?a class="dict" href="/know/2810607/">發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、控制柜等部件組成,燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)安裝在同一個(gè)鋼制底盤上。機(jī)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(dòng)迅速,經(jīng)濟(jì)性好,特別是由于高質(zhì)量城市生活的需求,燃?xì)獍l(fā)電機(jī)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?xì)獍l(fā)電機(jī)組是針對(duì)礦場(chǎng)工況設(shè)計(jì)的,機(jī)組運(yùn)行時(shí)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(duì)市區(qū)的噪聲狀況進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定,對(duì)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(duì)于1類區(qū)域(居住、文教機(jī)關(guān)區(qū))晝間為55 dB(A)、夜間為45 dB(A)。機(jī)組運(yùn)行時(shí)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?xì)獍l(fā)電機(jī)組的廣泛應(yīng)用。本文就是針對(duì)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組噪聲污染問題,提出了一套整改措施,以期降低機(jī)組噪聲,促進(jìn)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的推廣應(yīng)用。

1.聲源分析

燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)噪聲是燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的主要噪聲來源,燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)噪聲可分為空氣動(dòng)力噪聲、燃燒噪聲、機(jī)械噪聲、排氣噪聲和振動(dòng)噪聲?？諝鈩?dòng)力噪聲主要包括進(jìn)、排氣和風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)引起的空氣振動(dòng)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(dòng)通過缸蓋，機(jī)體向外輻射的噪聲叫燃燒噪聲;活塞對(duì)缸套的撞擊,配氣機(jī)構(gòu)、噴氣系統(tǒng)等運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生的撞擊振動(dòng)噪聲統(tǒng)稱為機(jī)械噪聲。機(jī)組工作時(shí),廢氣從排氣門高速?zèng)_出,沿排氣歧管進(jìn)入消聲器,最后從尾管排入大氣。排氣噪聲是發(fā)動(dòng)機(jī)的最大噪聲,往往比發(fā)動(dòng)機(jī)主機(jī)噪聲高15 dB(A)左右,其次分別是燃燒噪聲和機(jī)械噪聲、風(fēng)扇噪聲、進(jìn)氣噪聲。

2.改造設(shè)計(jì)

基于燃?xì)獍l(fā)電機(jī)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?cè)肼晜鞑シ较颉Ｔ趯?shí)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(duì)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)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(xì)論證,應(yīng)用三級(jí)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(duì)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(jí)的對(duì)噴消聲減振腔,可將中低頻聲源的噪聲能量充分進(jìn)行抗性耗散。二級(jí)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(duì)高頻的適應(yīng)性,而且在該腔內(nèi)裝有高效吸聲材料,可對(duì)噪聲進(jìn)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(jí)為專門設(shè)計(jì)的帶共振板的排氣管,進(jìn)一步通過薄片的振動(dòng)進(jìn)行消聲。經(jīng)測(cè)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(diǎn)腐蝕,延長(zhǎng)了消聲器的使用壽命。

（2）兩級(jí)隔振襯墊

控制機(jī)械噪聲和燃燒噪聲的有效辦法是對(duì)機(jī)組進(jìn)行隔振處理。燃?xì)鈾C(jī)、發(fā)電機(jī)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(jí)隔振處理,不僅使機(jī)組的振動(dòng)被有效隔斷,而且使機(jī)組運(yùn)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(dòng)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(shí),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(dòng)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(jī)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(jì)了一個(gè)消音排風(fēng)道。這個(gè)消音排風(fēng)道長(zhǎng)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(zhǎng)度和寬度等參數(shù)來提高消音效果。

（4）消聲進(jìn)氣道

機(jī)組工作在封閉的機(jī)房里面,從廣義上講,進(jìn)氣系統(tǒng)包括機(jī)組的進(jìn)風(fēng)通道和發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)。進(jìn)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(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的噪聲都經(jīng)進(jìn)風(fēng)通道輻射到外面。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的噪聲是由進(jìn)氣門周期性開、閉而產(chǎn)生的壓力波動(dòng)所形成,其噪聲頻率一般處于500 Hz以下的低頻范圍。在機(jī)房墻上設(shè)置了兩個(gè)消聲進(jìn)氣道,分別作為機(jī)房的進(jìn)風(fēng)口和發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣口。由于排風(fēng)造成的室內(nèi)負(fù)壓,使冷空氣自然通過消聲進(jìn)氣道進(jìn)入機(jī)房?jī)?nèi),將機(jī)體散發(fā)的熱量順利排出。從而保證了機(jī)房?jī)?nèi)有足夠的新鮮空氣。

注意事項(xiàng)

1、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組機(jī)房應(yīng)遠(yuǎn)離明火區(qū)域；

2、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組機(jī)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?xì)獍l(fā)電機(jī)組安裝時(shí)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?xì)獍l(fā)電機(jī)組機(jī)房內(nèi)應(yīng)符合消防要求，配備滅火器等消防器械；

6、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組機(jī)房?jī)?nèi)安裝可燃?xì)怏w報(bào)警裝置，可燃?xì)怏w泄露時(shí)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)；

7、60kw以下單臺(tái)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)夤苈返耐獠恐饕艿纼?nèi)徑應(yīng)不小于2吋，靠近發(fā)動(dòng)機(jī)的部分內(nèi)徑應(yīng)不小于1吋。60kw以上燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組則分別是3吋和兩吋。且必須安裝燃?xì)忾y門（不銹鋼球閥）、型放水閥、防回火裝置，燃?xì)夤苈泛附油瓿蓱?yīng)清理焊渣（用高壓空氣）；

8、燃?xì)獗仨毭摿颉⒚撍?、除塵，其中含流量≤0.25Nm，氫氣≤10%。