JB/T 5886-1991 燃气轮机 气体燃料的使用导则

K 56JB中华人民共和国机械行业标准JB/T 5886 - 1991燃气轮机气体燃料的使用导则.1991-10-24发布1992-10-01实施中华人民共和国机械电子工业部发 布中华人民共和国机械行业标准JB/T 5886- 1991燃气轮机气体燃料的使用导则1主题内容 与适用范围本标准规定了燃气轮机燃用气体燃料时对使用的气体燃料品质的要求。本标准适用于发电或驱动用的燃气轮机。2引用标准GB 11060天然 气中硫化氢含量测定GB11061天然气中 总硫的测定法- -氧化微库仑法GB 11062天然气发热量、 密度和相对密度的计算方法GB 13609天 然气的取样方法GB 13610天然气的 组成分析气相色谱法JB 4399燃气轮机-采购SY 7502原油伴生气分析方法低温冷 凝取祥色谱分析法SY 7507天然气中水含 量的测定电解法3术语3.1气体燃料可燃气体或者可燃气体和不可燃气体按不同组成混合而成的燃料气。其可燃组分是甲烷，其它低分子量碳氢化合物、氢及一氧化碳;主要的不可燃组分是氮、二氧化碳和水蒸气。3.2于气和湿气每立方米(101.3 kPa. 15. 5C时)井口流出物中，Cs以上重烃液体含量低于13. 5 mm'的天然气，称干气。超过13. 5 cm'的天然气，称湿气。.3.3着火浓度 极限气体燃料和空气的混合物能发生着火的的浓度范围称作着火浓度极限。其最低浓度称作下限，最高浓度称作上限。浓度在这-范围以外，不会发生着火。气体燃料通常由多种可燃气体组成，它的着火浓度极限可以通过各可燃组分的着火浓度上、下限计算求得(见附录A)。3.4气体 燃料的饱和含水量在一定压力和温度下，一定体积(或质量)的气体燃料中所含的水蒸汽质量(即绝对湿度)的最大值，称为气体燃料在该条件下的饱和含水量。4技术要求4.1杂质4.1.1气体燃料中的固体微粒， 除碳氢化合物以外，其质量分数不能超过30 PPm。固体微粒的大小和密度分布为:在101.3 kPa、15. 5C条件下，在空气中的沉降速度大于6 mm/s的固体微粒不超过总含量的1%，沉降速度大于10 mm/s的固体微粒不超过总含量的0.1%。机械电子工业部1991-10-24 批准1992-10-01实施JB/T 5886- 1991对球状固体微粒,如果已经给定微粒直径和相对密度,可用斯托克(Stoke)沉降定律计算沉降速度。表1中列有固体微粒的平均当量球径与对应的极限沉降速度值。表1沉降速度与粒子的平均当 量球径沉降速度固体微粒的平均当量球径mmm/s相对密度14.1.2气体燃料在工作状态下，超过饱和含水量的水分不得高于气体质量的0.25%。4.1.3气体燃料应该是清洁的 “千气”。但不排除“湿气”用作燃气轮机燃料，在使用时应采取措施防止在管路中积聚的重烃液体冲进燃料系统。4.1.4在恒压下， 当气体燃料温度下降10C时，不得有累，气态水化物，其它固态或半固态碳氢化合物从气体中凝析出来。4. 2发热量标准型机组使用的气体燃料，其单位体积燃料的低(位)发热量应在11~186 MJ/m*范围内。然而在这一范围内，对于每一具体场合，发热量应是某一定值，并且在运行中变化幅度不应超过设计值或规定值的土10%。注:该低(位)发热量是在压力为101.3 kPa,温度为15.5C条件下确定的数值。4.3着火浓度极限气体燃料的着火浓度上限和下限的最小比值为2.2.者火浓度极限的定义条件为15.5C和101.3 kPa.4.4组分4.4.1应该有一 -份完整的 气体燃料定分析记录，见附录B (参考件)。4.4.2应记录所含硫化氢、 总硫的浓度。这样，当需要避免透平片材料的高温腐蚀以及控制阀和系统的常温腐蚀时，就可采取必要的预防措施。4.4.3碱金属钠、 铆、锂的总含量应低于相当于在燃料中形成5 PPm碱金属硫酸盐的含量。因为硫和碱金属在气体然料中既可以呈气态或液态，还可以呈固态杂质存在，它们在燃烧过程中结合成有磨蚀性的碱金属硫酸盐。4.4.4在配备有余热回收设备时，应控制气体燃料中的总硫含量低于30 PPm.5试验方法试验方法见表2。表2气体燃料的试验方法”试验目的标准编号备气体取样GB 13609气体组分GB 13610SY 7052适用于原油伴生气发热量GB 11062按GB11062计算JB 439915. 5C发热量时,可选用“天然气工程手册”(四川石油管理局编)22页所列数据水含量SY 7507总硫GB 11061硫化氢.GB 11060注:1)除本表推荐的试验方法外，也可采用经合同双方认可的其它方法。2JB/T 5886- 1991附录A气体燃料的补充说明(参考件)A1气体燃料的分类及主要性质A1.1分类从燃气轮机使用的观点，按照气体燃料的发热量进行分类较为合适。表A1列有这样的分类。表A1气体燃料的分类按发热量进行体积发热量”属于此类的典型燃料主要气体组分分类MJ/m'液化石油气、丙烷很高45~186液化天然气丁烷天然气、30~45甲烷合成天然气干馏裂鮃煤气(如焦炉煤气、炼厂气及油制气);氢11~30一氧化碳气化煤气(以氧气为气化剂时)气化煤气4~11 .(以空气或水蒸汽为气化剂时)低<4高炉煤气氨注:1) 1MJ/m'= 239 Kcal/m2? 或26. 9 Btu/t*.A1.2气体燃料的主要性质气体燃料的主要性质见表A2。表A2气体燃料的主要性 质煤气煤4项目天然气焦炉煤气(中发热量)(低发热量)体积发热量36~4320~3218~264~623~4(MJ/m2)相对密度0. 58~0.720. 40~0.450.41~0. 48.0. 80~0.920. 95~1. 05JB/T 5886- 1991续表A2煽谋气高炉煤气项目天然气焦炉煤气(中发热量)(低发热量)组分:(体积%)甲烷,CH75~9728~3220~350.5~4.5其他碳氢化合物,CH2~202~4氢,H250~5540~5512~16-氧化碳,CO5~75~152~3225~30氮,Nz1~161~630~5555~60二氧化碳,CO20.12~30.5~108~16注:1)指以空气为气化剂时的气化煤气，若是以氧气为气化剂时的气化煤气，其单位体积发热量将是前者的3倍左右。A2 气体燃料的杂质A2.1液态碳氢化合物燃料中积存的液态碳氢化合物，当他们到达机组的燃烧系统以后，会引起输入热量的剧变。严重时，未蒸发的燃料液滴在燃烧室中使火焰超出正常的火焰区并危及燃烧室和热通道部件。虽然压缩机站的管道系统已配备了液体分离器，但小的液体颗粒不易分离出来。因此，建议在气体进入燃气轮机前再提供一次分离的机会，在调节器和装置之间管道比较长时要安置液体收集槽。A2.2硫化氢当气体燃料含有硫化氢时，会腐蚀系统的某些金属材料。在有水存在及高压下，这种腐蚀会更为严重。对于通常的燃料系统，硫化氢的含量应受到限制。如适当地选择燃料系统的材料，硫化氢含量高的气体也可以成功的燃烧。A2.3总硗除硫化氢以外，许多人工制造的气体燃料中含有有机硫化合物，它们通常在向用户交货以前的净化过程中已去除。有机硫化合物包括二硫化碳、羰基碗、硫茂和硫醇，它们在人工气体燃料中大量出现，而硫醉在天然气中也有少量的发现，这些化合物腐蚀某些金属，特别是铜，曾经发现某些胶质的形成与硫醇有关。在燃烧时，有机硫和硫化氢- -起形成二氧化硫。在配备有余热回收设备时,应该限制总硫的含量，以防止酸性腐蚀。A2.4 天然气水化物在天然气系统中，如果压力高、水的含量高而温度又低，则有可能形成一-种固态水化物。 这种物质的沉积有可能引起燃料系统堵塞，可预先添加甲醇或乙二醇抑制剂防止水化物堵塞。A2.5萘紫是一种芳香族碳氢化合物，它存在于某些煤气中。它是一种具有高燕发压力的升华固体粒子，气体燃料中含有气态的萘,就有可能使燃料系统中温度低的地方形成固态萘的沉积，应在净化过程中去除。A2.6焦油焦油是-种黑褐色的烃类混合物。当人工制造的气体燃料冷却到常温时，焦油就被凝聚出来。通常在加工过程中已顶先被清除,否则将沾污燃料控制和处理系统。A2.7 氨人工气体燃料中的氨能够对燃料系统中的铜合金产生腐蚀，它们在燃烧时形成氮氧化物，会产生排放污染。A2.8非饱和碳氢化合物非饱和碳氢化合物以烯烃和环戊基为代表。能够在气态下起聚合反应，在燃料系统中形成胶质并沉JB/T 5886- 1991积，氮氧化物的存在对此聚合反应能起催化剂的作用。A2.9氮氧化物氮氧化物即使相对量较少，也能促使非饱和碳氢化合物的聚合反应,形成胶质和固体粒子的沉积。由于这两种反应物都是气体，在经过过滤器以后反应仍可以发生，这样沉积物可以在过滤器到气体燃料控制器之间的管道形成。氨氧化物可以通过电处理或吸收作用去除。A2.10固体微粒泥土(复合铝硅酸盐)、细砂、灰尘和铁锈等污物必须除去，防止阻塞气体燃料控制系统。它们一-般在预处理时已经去除，但是细小的污物常被气体带入输气管道。因此，在燃气轮机现场必须有过滤器;A2.11碱金属在燃料气体、喷注的蒸汽或水、燃气轮机进口空气中，钠盐和钾盐的含量都必须很低。在有水和硫存在时，它们不仅能引起燃料系统中的金属腐蚀，而且会使燃气轮机热通道部件产生热腐蚀。天然气通常是没有碱金属的，煤中钾和钠的含量随产地而不同。用煤加工出来的燃料气体可能夹带有碱金属。在气体燃料中碱金属含量是基于燃气轮机排气中含有的微量金属含量来确定的.A3气体燃料的着 火浓度极限着火浓度极限范围反映了机组起动时的点火、熄火性能以及联焰的能力。对带负荷运行，则与熄火界限、一氧化碳污染程度，燃烧效率及燃烧室的压力脉动有关。所用气体燃料的着火浓度极限范围愈宽，它对偏离设计工况点运行的适应性愈好。反之，则会使燃烧室起动时点火困难或熄火。根据运行经验，现代燃气轮机燃用着火浓度上限和下限比值低达2. 2的气体燃料时，燃气轮机从起动到满负荷所有工况还能满意地工作。- -般燃气轮机制造厂均对此比值有规定，当燃用在此比值以下的燃料气，要求设计出结构更加合理的燃烧室。气体燃料通常由多种可燃气体组成，对于只含有可燃气体的气体混合物的着火浓度下限或上限可由A1式计算;100式中: L-气体混合物着火浓度下限或上限,体积%。X,-气体燃料中可燃组分的浓度,体积%。L-可燃组分的着 火浓度下限或上限,体积%。对于含有惰性气体或含有氧气的气体混合物的着火浓度下限和上限可参考有关资料进行计算。可燃气体的着火浓度极限见表A3表A3可燃气体的着火浓度极限体积%着火浓度极限眷火浓度极限可燃气体种类下限:限上限甲烷CHs5.015.0丙烯C.Hs2.010, 0乙烷CHs2.913. 0丁烯C.H。1.69.3丙烷CHs2.19.5氢H24.074.2正玎烷n- CHo1.88.4-氧化碳co12.5异丁烷i-CxHro硫化氢H2S45.5正戊烷n-CJHz ..48.3氨NHs15.527.0 .异戊烷i- CJHz1.4乙炔CqHz2.580. 0乙烯CH2.7JB/T 5886- 1991附录B气体燃料分析记录(参考件)B1化学分析组分(体积%):甲烷CH,乙烷CHs .丙烷CgHq丁烷CHr。戊烷CgHI2 ;H一氧化碳CO二氧化碳CO2N氧O其它B2 发热量kJ/m?高(位)发热量低(位)发热量变化率土%B3运行条件压力范围kPa最大最小温度范围CB4污染物硫化氢mg/m3总硫水液态碳氢化合物碱金属硫酸盐.固体微粒:数量颗粒尺寸范围6JB/T 5886- 1991B5物理性能相对密度(15.5C)注,1 PPn= (1.23X10*Xd)g/m'd为气体相对于15.5C.101.3kPa干空气的相对密度附加说明:本标准由机械电子工业部南京燃气轮机研究所提出并归口。本标准由机械电子工业部南京燃气轮机研究所负贵起草。本标准主要起草人陈福翟、方家琼、冯明之。7中华人民共和国机械行业标准燃气轮机气体燃料的使用导则JB/T 5886- 1991机械科学研究院出版发行机械科学研究院印刷(北京首体南路2号邮编100044)开本880x 1230 1/16 印张X/X字数 XXX,XXX19XX年XX月第X版19XX 年XX月第X印刷印数1 - XXX定价 XXX.XX元编号XX-XXX机械工业标准服务网: ht://ww.J.ac.co