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。

摘要：[目的]随着“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。氢气利用产业中的燃气轮机掺氢燃烧,是氢转化成电能的最后一个环节。而调压站介于管网和燃气轮机前置模块之间,主要功能是将燃气轮机燃料调整到满足燃气轮机所要求的温度和压力。随着燃气轮机采用天然气掺烧氢气作为燃料,有必要研究调压站在新的边界条件的系统配置,为后续燃气轮机掺氢燃烧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F级燃气轮机在燃用掺氢天然气条件下燃料需求量,结合F级燃气轮机前置模块对燃料的压力和温度的要求,给出混合器的推荐位置,混合后管道的材质选择和流速选择,及相关阀门选型时需关注的问题。[结果]文章给出了燃气轮机掺氢燃烧时,调压站的混合器设计位置、管道材质选择、管径选择和阀门选型相关注意事项。[结论]在使用掺氢天然气作为燃气轮机的燃料时,受氢气物理特性与天然气中主要成分甲烷的物理特性存在很大差别,需要在腐蚀、防爆等因素上给予特别考虑,在调压站系统中的调节阀前设置混合器,有助于为燃气轮机前置系统提供符合压力和温度要求的燃料,而混合器后的管道、阀门在尺寸上根据混合气体的物理特性,选择相应的尺寸及材质。

摘要：[目的]随着国家为能源行业设立了碳达峰、碳中和的宏伟目标,对电站燃气轮机低碳排放技术改进的需求日益增长。国内对该目标的关键技术路径的探索亟待展开。燃气轮机的贫预混燃烧技术能使燃烧偏离理论空气量,是目前降低NO_(x)排放主要技术,同时通过在天然气中掺混氢气燃烧,能够有效降低化石能源的消耗以及降低碳排放量。[方法]采用Chemkin-Pro软件建立一维预混自由传播火焰模型,比较不同当量比、初始温度、初始压力、掺氢比对燃烧温度、燃烧速率、污染物生成浓度、燃烧自由基、链式反应等的影响;模拟燃烧过程的温度分布、燃料组分变化及其排放特性。[结果]发现了通过在天然气中掺混氢气燃烧,能够有效降低化石能源的消耗以及降低碳排放量。但天然气掺氢的贫预混燃烧所带来的较高的火焰温度反而会促进NO_(x)的生成,同时,在较低的当量比下将会产生更多的CO。[结论]基于以上研究,获得了掺氢燃烧的关键数据,为掺氢燃烧技术路径的完成奠定了基础。

摘要：[目的]广东省是天然气消费大省,但是天然气进口依存度高、缺乏定价话语权,天然气利用价格长期处于高位,亟需建立广东天然气交易市场,形成有国际影响力的基准定价枢纽,以保障天然气供应安全、降低天然气利用成本。[方法]研究欧洲和美国天然气市场化改革的过程,总结其经验要点,得出对广东天然气市场的启示;分析广东天然气市场结构、基础设施和市场化改革的现状;构建适合广东实际情况的天然气市场框架、提出推动天然气市场建设的重点任务。[结果]研究表明:广东省天然气需求旺盛、供应多元、基础设施完备、市场化基础良好、金融市场完善,具备建设区域虚拟交易枢纽的基础条件,可参考英国NBP和荷兰TTF模式,构建天然气交易枢纽和交易所协同发展的天然气交易市场体系。天然气交易枢纽方面重点推进天然气运输服务和销售业务分离、建立干线管网统一调度机制、建立管容分配和托运商制度、建立基于热值的计量制度、搭建基础设施信息公开和管容交易系统等任务。天然气交易所方面重点制定市场交易和运营规则、搭建交易信息系统、推动天然气期现对接和期货品种等。[结论]所提方案符合广东实际、具备可操作性,可有效指导广东天然气交易市场建设。