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摘 要：通过对燃机电厂油改气工程实例的分析，阐述油改气工程带来的经济及环保效益，以及它的必要性。
关键词：燃机、；油改气、压缩机、环境
1 概述
无锡某燃机电厂，有两台燃气轮发电机组。一台FT8出力为66.9MW，另一台LM5000出力为47MW，全厂的总装机容量为113.9MW。使用燃料为0#柴油。机组主要供调峰负荷，随着电负荷供需矛盾逐渐突出，机组发电任务饱满。但随燃油价格的上涨，公司经济效益受到较大影响，同时环保问题也越发突出。为了减轻运行成本，响应国家节能减排的号召，实施了油改气工程项目，使用天然气替代柴油作为燃料。
2 必要性论证
2.1 随着燃油价格上涨，调峰电价和燃料成本已形成0.23元/KWh负差，发的越多亏的越多。通过实施油改气可以大幅度降低发电燃料成本，争取更大的经济效益。
2.2 实施油改气还可以提高机组使用寿命和供电的可靠性，降低机组的技术支持服务费率，有效地改善能源结构和生态环境，实现经济可持续发展。
3 工程实施概况
本次工程首先对FT8燃气轮机进行油改气，天然气采用城市高压管网接入，供气公司供气压力为1.6～2.5MPa。燃机厂要求进气压力：3.1～4.1MPa，固体颗粒尺寸：<10μm，液滴尺寸<5μm等。
为保证燃机的进气压力，定在公司东侧设置一套调压站，对天然气进行增压，以满足燃机的要求。同时考虑天然气管道输送过程中可能造成的污染及运行计量需要，设置天然气过滤、流量计等装置。
本工程采用的主设备为天然气压缩机，目前燃气行业常用的压缩机有离心式压缩机和往复式压缩机。
往复式压缩机：适用于中等流量；压力适应范围宽；维修保养简单；对气体组分变化不太敏感；噪音：95分贝；效率高；投资低；制造周期短。
离心式压缩机：适用于大流量；入口压力要求恒定；维修间隔长，成本高；对气体组分变化敏感；噪音：90分贝；效率较低；投资高；制造周期长。针对公司机组特点为进气压力变化较大，流量中等。采用离心式压缩机，不仅价格昂贵，且效率低，高效工作区范围窄。且交货周期长。采用往复式压缩机，其结构简单，效率高，压力范围宽，一次投资费用低，交货周期短。综合考虑经济、实用性及工期偏紧，本工程选用了往复式压缩机。
天然气增压站主要由入口单元、过滤分离单元、计量单元、增压单元、出口单元及循环冷却水单元等组成。
（1）入口单元：天然气由城市管网接入厂区后首先进入入口单元，入口单元由绝缘接头和紧急切断阀组成。
（2）过滤分离单元：天然气经过入口单元后，进入分离单元。配置两套并联的过滤分离器，容量均为全厂用量的100%。用于天然气中大颗粒物及液滴的分离，过滤滤芯采用凝聚式滤芯。
（3）计量单元：天然气经过过滤分离单元后，进入计量单元。进入燃机的天然气通过涡轮流量计进行计量。
（4）增压单元：选用四川金星的往复式压缩机。该机为两列、一级压缩、水冷，压缩机与电机通过刚性联轴器直接联接，气缸均为双作用气缸。
压缩机（单机气量为14800Nm3/h）将天然气从1.6MPa（G）的压力经一级压缩，增压至3.5～4.0MPa（G）送出。
（5）出口单元
该单元从燃气调压站的压缩机组后开始至出口处的法兰为止，由隔断阀、绝缘接头、连接法兰等设备组成。
（6）循环冷却水单元
为了节约用水，减少污染，本工程冷却水系统（包括压缩机冷却，滑油冷却，气缸填料冷却所需的循环冷却），采用机力通风冷却塔的闭式循环供水系统。
考虑到如使用工业水作为冷却水，需配置杀菌剂加药系统，用来降低系统产生藻类、粘泥的量，避免堵塞冷却水管，减低换热效率。同时还要设置缓蚀阻垢剂加药系统，以免换热系统出现结垢及腐蚀。故决定选用除盐水作为热交换介质。以大幅减少废水排放，达到节约用水，保护环境的目的。
低电导率除盐水制备工艺虽较复杂，本系统补水量正常情况下为每小时1～3吨，需水量较低。公司现有除盐水制水车间，有供应该冷却系统的余量，无需另上设备。
冷却塔经比较选用逆流式冷却塔。逆流式较横流式冷却塔占地面积小，且飘水率低，冷却效率高。为了降低水损率，本次冷却塔还安装了高效收水器。
（7）废水单元
本工程压缩机运行时会产生少量的污油和废水。含油污水：1m3/次（每月一次），来源于增压机滑油系统排污。定期抽入废油桶，运至含油废水处理池，通过废水处理装置，处理合格后外排。
冷却塔采用除盐水作为冷却介质，使得排污量近乎为零，少量排污水的水质也比GB8978-1996《污水综合排放标准》一级的标准要好的多，可直接排放。
（8）给排水、消防水系统
电厂工业水及消防水水源取自京杭大运河，利用原有取水设备。生活用水水源为市政自来水公司供应。新建给排水及消防水系统与厂区原有系统相连，充分利用原有设施，节约建设成本。
4 效益分析
4.1 经济效益
油改气工程实施后，当时0号柴油为5800元/t，天然气为2.5元/NM3。FT8联合循环油耗平均为198g/KWh，气耗平均为0.23NM3/KWh，按平均负荷65MW计算。
FT8实施油改气后，每KWh节约燃料成本0.484元，每小时节约燃料费用，3.146万元。如果以年运行4000小时计算，每年可节约燃料成本12584万元，产生的效益相当可观。
4.2 环境效益
4.2.1 废气排放。根据省环保监测站的监测报告，FT8燃机的烟气流量平均为459157Nm3/h，燃用0#柴油时SO2的排放量为8.7kg/h，NOx的排放量为95kg/h。改为天然气后监测结果SO2的排放量为0kg/h，NOx的排放量为36.7kg/h。经对比燃料由0#柴油改为天然气后，SO2的排放量减少为8.7kg/h，NOx的排放量减少58.3kg/h。如果每年运行4000小时，可减排SO2：34.8吨，可减排NOx：233.2吨。
4.2.2 废水排放。因为燃机对燃油的钾、钠含量有严格限制，要求钾、钠含量之和不大于0.2PPM，而钾、钠属于碱金属，能与水反应，其产物不溶于水，通过沉淀可排出罐外。所以0#柴油在供燃机使用前，要按6‰比例与除盐水充分混合进行水洗，以去除钾、钠，水洗后经沉淀排入含油废水池，通过含油废水处理装置处理合格后外排。
FT8油耗约为12.87t/h，按照水洗油比例6‰计算，燃用天然氣每小时可减少排放含油废水77.22 kg。如果每年运行4000小时，可减排含油废水308.88吨。环境效益也非常巨大。
结束语
通过此次油改气改造后不但降低了生产成本，大幅提高了经济效益，从而提升了企业和同类电厂的竞争力，同时切实的为生态环境改善，做出了贡献。由于天然气中所含的钾、钠、硫成分大大低于0#轻柴油，其生成低溶点的硫酸盐共熔物就更少，故还可以提高机组使用寿命和供电的可靠性，降低机组的技术支持服务费率。通过本工程的实际情况可以得出，燃机电厂进行油改气是非常必要的。
关键词：燃机、；油改气、压缩机、环境
1 概述
无锡某燃机电厂，有两台燃气轮发电机组。一台FT8出力为66.9MW，另一台LM5000出力为47MW，全厂的总装机容量为113.9MW。使用燃料为0#柴油。机组主要供调峰负荷，随着电负荷供需矛盾逐渐突出，机组发电任务饱满。但随燃油价格的上涨，公司经济效益受到较大影响，同时环保问题也越发突出。为了减轻运行成本，响应国家节能减排的号召，实施了油改气工程项目，使用天然气替代柴油作为燃料。
2 必要性论证
2.1 随着燃油价格上涨，调峰电价和燃料成本已形成0.23元/KWh负差，发的越多亏的越多。通过实施油改气可以大幅度降低发电燃料成本，争取更大的经济效益。
2.2 实施油改气还可以提高机组使用寿命和供电的可靠性，降低机组的技术支持服务费率，有效地改善能源结构和生态环境，实现经济可持续发展。
3 工程实施概况
本次工程首先对FT8燃气轮机进行油改气，天然气采用城市高压管网接入，供气公司供气压力为1.6～2.5MPa。燃机厂要求进气压力：3.1～4.1MPa，固体颗粒尺寸：<10μm，液滴尺寸<5μm等。
为保证燃机的进气压力，定在公司东侧设置一套调压站，对天然气进行增压，以满足燃机的要求。同时考虑天然气管道输送过程中可能造成的污染及运行计量需要，设置天然气过滤、流量计等装置。
本工程采用的主设备为天然气压缩机，目前燃气行业常用的压缩机有离心式压缩机和往复式压缩机。
往复式压缩机：适用于中等流量；压力适应范围宽；维修保养简单；对气体组分变化不太敏感；噪音：95分贝；效率高；投资低；制造周期短。
离心式压缩机：适用于大流量；入口压力要求恒定；维修间隔长，成本高；对气体组分变化敏感；噪音：90分贝；效率较低；投资高；制造周期长。针对公司机组特点为进气压力变化较大，流量中等。采用离心式压缩机，不仅价格昂贵，且效率低，高效工作区范围窄。且交货周期长。采用往复式压缩机，其结构简单，效率高，压力范围宽，一次投资费用低，交货周期短。综合考虑经济、实用性及工期偏紧，本工程选用了往复式压缩机。
天然气增压站主要由入口单元、过滤分离单元、计量单元、增压单元、出口单元及循环冷却水单元等组成。
（1）入口单元：天然气由城市管网接入厂区后首先进入入口单元，入口单元由绝缘接头和紧急切断阀组成。
（2）过滤分离单元：天然气经过入口单元后，进入分离单元。配置两套并联的过滤分离器，容量均为全厂用量的100%。用于天然气中大颗粒物及液滴的分离，过滤滤芯采用凝聚式滤芯。
（3）计量单元：天然气经过过滤分离单元后，进入计量单元。进入燃机的天然气通过涡轮流量计进行计量。
（4）增压单元：选用四川金星的往复式压缩机。该机为两列、一级压缩、水冷，压缩机与电机通过刚性联轴器直接联接，气缸均为双作用气缸。
压缩机（单机气量为14800Nm3/h）将天然气从1.6MPa（G）的压力经一级压缩，增压至3.5～4.0MPa（G）送出。
（5）出口单元
该单元从燃气调压站的压缩机组后开始至出口处的法兰为止，由隔断阀、绝缘接头、连接法兰等设备组成。
（6）循环冷却水单元
为了节约用水，减少污染，本工程冷却水系统（包括压缩机冷却，滑油冷却，气缸填料冷却所需的循环冷却），采用机力通风冷却塔的闭式循环供水系统。
考虑到如使用工业水作为冷却水，需配置杀菌剂加药系统，用来降低系统产生藻类、粘泥的量，避免堵塞冷却水管，减低换热效率。同时还要设置缓蚀阻垢剂加药系统，以免换热系统出现结垢及腐蚀。故决定选用除盐水作为热交换介质。以大幅减少废水排放，达到节约用水，保护环境的目的。
低电导率除盐水制备工艺虽较复杂，本系统补水量正常情况下为每小时1～3吨，需水量较低。公司现有除盐水制水车间，有供应该冷却系统的余量，无需另上设备。
冷却塔经比较选用逆流式冷却塔。逆流式较横流式冷却塔占地面积小，且飘水率低，冷却效率高。为了降低水损率，本次冷却塔还安装了高效收水器。
（7）废水单元
本工程压缩机运行时会产生少量的污油和废水。含油污水：1m3/次（每月一次），来源于增压机滑油系统排污。定期抽入废油桶，运至含油废水处理池，通过废水处理装置，处理合格后外排。
冷却塔采用除盐水作为冷却介质，使得排污量近乎为零，少量排污水的水质也比GB8978-1996《污水综合排放标准》一级的标准要好的多，可直接排放。
（8）给排水、消防水系统
电厂工业水及消防水水源取自京杭大运河，利用原有取水设备。生活用水水源为市政自来水公司供应。新建给排水及消防水系统与厂区原有系统相连，充分利用原有设施，节约建设成本。
4 效益分析
4.1 经济效益
油改气工程实施后，当时0号柴油为5800元/t，天然气为2.5元/NM3。FT8联合循环油耗平均为198g/KWh，气耗平均为0.23NM3/KWh，按平均负荷65MW计算。
FT8实施油改气后，每KWh节约燃料成本0.484元，每小时节约燃料费用，3.146万元。如果以年运行4000小时计算，每年可节约燃料成本12584万元，产生的效益相当可观。
4.2 环境效益
4.2.1 废气排放。根据省环保监测站的监测报告，FT8燃机的烟气流量平均为459157Nm3/h，燃用0#柴油时SO2的排放量为8.7kg/h，NOx的排放量为95kg/h。改为天然气后监测结果SO2的排放量为0kg/h，NOx的排放量为36.7kg/h。经对比燃料由0#柴油改为天然气后，SO2的排放量减少为8.7kg/h，NOx的排放量减少58.3kg/h。如果每年运行4000小时，可减排SO2：34.8吨，可减排NOx：233.2吨。
4.2.2 废水排放。因为燃机对燃油的钾、钠含量有严格限制，要求钾、钠含量之和不大于0.2PPM，而钾、钠属于碱金属，能与水反应，其产物不溶于水，通过沉淀可排出罐外。所以0#柴油在供燃机使用前，要按6‰比例与除盐水充分混合进行水洗，以去除钾、钠，水洗后经沉淀排入含油废水池，通过含油废水处理装置处理合格后外排。
FT8油耗约为12.87t/h，按照水洗油比例6‰计算，燃用天然氣每小时可减少排放含油废水77.22 kg。如果每年运行4000小时，可减排含油废水308.88吨。环境效益也非常巨大。
结束语
通过此次油改气改造后不但降低了生产成本，大幅提高了经济效益，从而提升了企业和同类电厂的竞争力，同时切实的为生态环境改善，做出了贡献。由于天然气中所含的钾、钠、硫成分大大低于0#轻柴油，其生成低溶点的硫酸盐共熔物就更少，故还可以提高机组使用寿命和供电的可靠性，降低机组的技术支持服务费率。通过本工程的实际情况可以得出，燃机电厂进行油改气是非常必要的。