掺氢条件下的燃气轮机用输气管道设计

作     者：朱军辉 ZHU Junhui

作者机构：中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广东广州510663 

基　　金：中国能建广东院科技项目“天然气管道掺氢及掺氢燃烧应用研究”(EV10231W) 中国能建广东院科技项目“天然气掺氢技术研究”(EV06181W) 

出 版 物：《南方能源建设》 (Southern Energy Construction)

年 卷 期：2024年第11卷第4期

页      码：164-171页

摘      要：[目的]随着“3060”双碳目标的进展,利用光伏和风电制取绿氢成为一个热门和前沿的方向。在氢气利用产业中的燃气轮机掺氢燃烧,则成为将氢转化成电能的最后一个环节。燃气轮机机组设置有调压站、前置模块和连接管道。前置模块对于混合气体的流量、压力、温度和颗粒含量均有要求,而调压站则为前置模块提供符合要求的混合气体供应,而中间的连接管道随布置不同,一般有1000 m的长度。掺氢连接管道的阻力、温度降低等特性,对调压站的边界参数有直接影响。因此,有必要研究掺氢连接管道的阻力、温度降低等特性,为后续燃气轮机用掺氢管道设计提供工程用可实施解决方案。[方法]通过GT Pro软件的模拟计算,给出H燃气轮机在燃用掺氢天然气条件下燃料需求量,结合H燃气轮机前置模块对燃料的压力和温度的要求,给出掺氢管道的材质选择和流速选择,并结合混合气体的物理特性,计算管道的阻力和由于压力降低引起的温降。[结果]得出了燃气轮机掺氢燃烧时,掺氢连接管道的材质选择、管径选择、管道阻力和由于压力降低引起的温降。[结论]现阶段天然气调压站到燃气轮机前置模块的管道设计,在考虑具备掺氢条件时,需逐一评估核实管道材质、外径、壁厚、流速、管道阻力的情况,让燃气轮机在本阶段燃用天然气,在将来过渡到掺氢燃烧能顺利实施。

主 题 词：燃气轮机 天然气掺氢 连接管道 设计 输气 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 080706[080706] 080802[080802] 0808[工学-自动化类] 080703[080703] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 082003[082003] 

D　O　I：10.16516/j.ceec.2024.4.17

馆 藏 号：203130865...