天然气组分对燃机电厂的经济影响

刘骥

摘要：中海油引进卡特尔的天然气后，以其作为主要气源向电厂供气，但电厂方面发现机组单位热量发电量明显比往年都低，平均下降了0.9%左右，这对电厂的经济影响巨大。文章分析了如何查找其中的原因，阐述了天然气组分对燃机电厂的经济影响。

关键词：天然气组分；燃机电厂；热值；甲烷；天然气计量

中图分类号：TE642 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）19-0069-02

近几年，国家环保要求日趋严格，人们保护生存环境的意识也在增强，中国对天然气这种清洁能源的需求大幅增长，以天然气为燃料的燃机电厂在全国各地都投入运行。樟洋电厂地处东莞樟木头镇樟洋村，目前拥有两台PG9171E型燃气轮机，2台三压余热锅炉和2台双压纯凝汽式汽轮发电机组。机组属于调峰机组，以天然气为燃料，天然气向中海油购买，通过深圳大鹏LNG公司的管网直接输送电厂门站。2010年中海油提供的天然气主要来自澳大利亚，气源稳定。进入2010年以来，中海油开始引进卡特尔的天然气，并以主要气源来向电厂供气。电厂方面发现机组单位热量发电量明显低于往年，平均下降了0.9%左右，这对电厂的经济影响巨大。这一现

象引起我们高度重视，全面着手查找其中的原因。

1 从电厂设备自身的角度查找原因

1.1 进行了天然气系统严密性检查，未发现明显的天然气泄漏点

检查天然气设备是否产生泄漏，这项工作是电厂运行部常设的工作内容，每个月都进行两次彻查，至今还没有发现大量天然气泄漏的情况。

1.2 机组性能试验

（1）进行了机组性能参数比较分析，没有发现机组性能明显下降；跟2009年同期相比，取1#机组几组工况相当参数对比如下（大气温度相当，两套机组运行）：

从上表1可以看出，机组的性能没有明显下降。

1.3 电厂出口电表计量

电厂各机组出口电表和电网公司电表是经常校准，而且相互验证，没有差错。

2 深圳大鹏公司天然气计量准确性

收集樟洋电厂所使用的天然气的气体组分、热值、密度等数据，和离我厂最近的天然气供输站进行实时数据对比，因为都是同一母管输送，天然气品质应该一样。将两个测量点的数据进行了详细的比较。总共采用了1400个热值数据进行比较，两者的差距很小，只有0.048%，这是在仪器的误差范围内。可以认为仪器测量没有误差。

3 对比天然气组成影响

排除以上影响因素，电厂开始怀疑是燃料组分和热值的变化，是否是引起单位热量发电量下降的原因。天然气是混合气体，主要组成是C1～C4气体，其中甲烷（CH4）所占比例为85%以上，还含有其他微量气体，几乎不含硫。 使用的天然气组成不同，热值也随之变化。2010年以前我们使用的天然气产于澳大利亚，品种单一。自从中海油采购卡塔尔天然气以来，电厂使用的气源有两种。两者的气体组成有比较的差别，下面是两种气源SGS品质报告：

从表中分析，可以发现几个特点：

（1）澳大利亚的天然气甲烷含量在87.8%，含有少量丙烷和丁烷，卡塔尔的天然气甲烷含量高达93.2%，丙烷和丁烷含量几乎为零。所以卡特尔天然气相对

较纯。

（2）以单位质量计算热值，两者相差不大，只有0.89%。以单位体积计算热值，两种差距达7%。

可见，不同的气源，组分变化，热值随之变化。如果电厂和供气方以标方结算方式（例如目前的居民用气结算），无疑对电厂效益会造成巨大影响。如果以热值结算，影响相对较小，但电厂用气量大，日积月累所产生的影响也不可忽视。

4 电厂数据分析

（1）目前使用的是两者的混合气体，比例与大鹏进气周期有关，下面列举2010年前后电厂的实测热值

数据：

表3

对比2009年和2011年的年平均热值，可以发现，混合气体种甲烷含量升高，热值降低。这是以标方来作为计算单位热量。

（2）甲烷含量影响分析。樟洋电厂和中海油是以热值结算，表面上看燃料热值的降低并不会影响机组的效率，只是发同样的电量需要更多的天然气量。从数据上，两种气体主要成分甲烷含量发生改变，而实际上天然气的有效热值也发生了改变。在运行中，机组能利用燃料的有效热值是低位热值，在线检测的热值是高位热值，结算也是以高位热值来计算热值。而忽略了其中的水蒸气的气化潜热。

我们知道天然气的热值分为高位热值和低位热值， 高位热值是指一标准立方米CH4完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，而其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量，低位热值是指一标准立方米CH4完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，但烟气中的水蒸气仍为蒸气状态时所放出的热量。高低位热值差值为水蒸气的气化潜热。气化潜热是不能转化为有效做功的热能。甲烷在燃烧时发生以下化学反应：

CH4+2O2=CO2+2H2O

甲烷在烃类中含氢量最高，密度最小，约0.54。在一标方天然气中，甲烷含量越高，其他烃类气体则越少，可燃烧的物质越少，燃烧后产生的热值自然会降低。而产生的水分比例增加，低位热值则更低。发电可利用的有效热值也越低。高位热值可以在线实测，低位热值在线检测难度较大。根据经验，天然气高低位热值相差9%。所以，使用甲烷含量高卡特尔气源，天然气中甲烷含量增加，虽然是以热值来结算气价，有效热值仍在下降，是电厂发电气耗上升的主要原因，对经济效益产生影响。

5 总结

目前国内天然气的需求不断增大，国家加大开发力度，也引进了不少的国外的气源，例如西气东输已运送至广东，西气的单位体积热值更低，电厂在使用天然气发电时，一定要注重与供气方的结算方式，了解每一种气源的品质，才能保证自身的经济效益。endprint

摘要：中海油引进卡特尔的天然气后，以其作为主要气源向电厂供气，但电厂方面发现机组单位热量发电量明显比往年都低，平均下降了0.9%左右，这对电厂的经济影响巨大。文章分析了如何查找其中的原因，阐述了天然气组分对燃机电厂的经济影响。

关键词：天然气组分；燃机电厂；热值；甲烷；天然气计量

中图分类号：TE642 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）19-0069-02

近几年，国家环保要求日趋严格，人们保护生存环境的意识也在增强，中国对天然气这种清洁能源的需求大幅增长，以天然气为燃料的燃机电厂在全国各地都投入运行。樟洋电厂地处东莞樟木头镇樟洋村，目前拥有两台PG9171E型燃气轮机，2台三压余热锅炉和2台双压纯凝汽式汽轮发电机组。机组属于调峰机组，以天然气为燃料，天然气向中海油购买，通过深圳大鹏LNG公司的管网直接输送电厂门站。2010年中海油提供的天然气主要来自澳大利亚，气源稳定。进入2010年以来，中海油开始引进卡特尔的天然气，并以主要气源来向电厂供气。电厂方面发现机组单位热量发电量明显低于往年，平均下降了0.9%左右，这对电厂的经济影响巨大。这一现

象引起我们高度重视，全面着手查找其中的原因。

1 从电厂设备自身的角度查找原因

1.1 进行了天然气系统严密性检查，未发现明显的天然气泄漏点

检查天然气设备是否产生泄漏，这项工作是电厂运行部常设的工作内容，每个月都进行两次彻查，至今还没有发现大量天然气泄漏的情况。

1.2 机组性能试验

（1）进行了机组性能参数比较分析，没有发现机组性能明显下降；跟2009年同期相比，取1#机组几组工况相当参数对比如下（大气温度相当，两套机组运行）：

从上表1可以看出，机组的性能没有明显下降。

1.3 电厂出口电表计量

电厂各机组出口电表和电网公司电表是经常校准，而且相互验证，没有差错。

2 深圳大鹏公司天然气计量准确性

收集樟洋电厂所使用的天然气的气体组分、热值、密度等数据，和离我厂最近的天然气供输站进行实时数据对比，因为都是同一母管输送，天然气品质应该一样。将两个测量点的数据进行了详细的比较。总共采用了1400个热值数据进行比较，两者的差距很小，只有0.048%，这是在仪器的误差范围内。可以认为仪器测量没有误差。

3 对比天然气组成影响

排除以上影响因素，电厂开始怀疑是燃料组分和热值的变化，是否是引起单位热量发电量下降的原因。天然气是混合气体，主要组成是C1～C4气体，其中甲烷（CH4）所占比例为85%以上，还含有其他微量气体，几乎不含硫。 使用的天然气组成不同，热值也随之变化。2010年以前我们使用的天然气产于澳大利亚，品种单一。自从中海油采购卡塔尔天然气以来，电厂使用的气源有两种。两者的气体组成有比较的差别，下面是两种气源SGS品质报告：

从表中分析，可以发现几个特点：

（1）澳大利亚的天然气甲烷含量在87.8%，含有少量丙烷和丁烷，卡塔尔的天然气甲烷含量高达93.2%，丙烷和丁烷含量几乎为零。所以卡特尔天然气相对

较纯。

（2）以单位质量计算热值，两者相差不大，只有0.89%。以单位体积计算热值，两种差距达7%。

可见，不同的气源，组分变化，热值随之变化。如果电厂和供气方以标方结算方式（例如目前的居民用气结算），无疑对电厂效益会造成巨大影响。如果以热值结算，影响相对较小，但电厂用气量大，日积月累所产生的影响也不可忽视。

4 电厂数据分析

（1）目前使用的是两者的混合气体，比例与大鹏进气周期有关，下面列举2010年前后电厂的实测热值

数据：

表3

对比2009年和2011年的年平均热值，可以发现，混合气体种甲烷含量升高，热值降低。这是以标方来作为计算单位热量。

（2）甲烷含量影响分析。樟洋电厂和中海油是以热值结算，表面上看燃料热值的降低并不会影响机组的效率，只是发同样的电量需要更多的天然气量。从数据上，两种气体主要成分甲烷含量发生改变，而实际上天然气的有效热值也发生了改变。在运行中，机组能利用燃料的有效热值是低位热值，在线检测的热值是高位热值，结算也是以高位热值来计算热值。而忽略了其中的水蒸气的气化潜热。

我们知道天然气的热值分为高位热值和低位热值， 高位热值是指一标准立方米CH4完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，而其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量，低位热值是指一标准立方米CH4完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，但烟气中的水蒸气仍为蒸气状态时所放出的热量。高低位热值差值为水蒸气的气化潜热。气化潜热是不能转化为有效做功的热能。甲烷在燃烧时发生以下化学反应：

CH4+2O2=CO2+2H2O

甲烷在烃类中含氢量最高，密度最小，约0.54。在一标方天然气中，甲烷含量越高，其他烃类气体则越少，可燃烧的物质越少，燃烧后产生的热值自然会降低。而产生的水分比例增加，低位热值则更低。发电可利用的有效热值也越低。高位热值可以在线实测，低位热值在线检测难度较大。根据经验，天然气高低位热值相差9%。所以，使用甲烷含量高卡特尔气源，天然气中甲烷含量增加，虽然是以热值来结算气价，有效热值仍在下降，是电厂发电气耗上升的主要原因，对经济效益产生影响。

5 总结

目前国内天然气的需求不断增大，国家加大开发力度，也引进了不少的国外的气源，例如西气东输已运送至广东，西气的单位体积热值更低，电厂在使用天然气发电时，一定要注重与供气方的结算方式，了解每一种气源的品质，才能保证自身的经济效益。endprint

摘要：中海油引进卡特尔的天然气后，以其作为主要气源向电厂供气，但电厂方面发现机组单位热量发电量明显比往年都低，平均下降了0.9%左右，这对电厂的经济影响巨大。文章分析了如何查找其中的原因，阐述了天然气组分对燃机电厂的经济影响。

关键词：天然气组分；燃机电厂；热值；甲烷；天然气计量

中图分类号：TE642 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）19-0069-02

近几年，国家环保要求日趋严格，人们保护生存环境的意识也在增强，中国对天然气这种清洁能源的需求大幅增长，以天然气为燃料的燃机电厂在全国各地都投入运行。樟洋电厂地处东莞樟木头镇樟洋村，目前拥有两台PG9171E型燃气轮机，2台三压余热锅炉和2台双压纯凝汽式汽轮发电机组。机组属于调峰机组，以天然气为燃料，天然气向中海油购买，通过深圳大鹏LNG公司的管网直接输送电厂门站。2010年中海油提供的天然气主要来自澳大利亚，气源稳定。进入2010年以来，中海油开始引进卡特尔的天然气，并以主要气源来向电厂供气。电厂方面发现机组单位热量发电量明显低于往年，平均下降了0.9%左右，这对电厂的经济影响巨大。这一现

象引起我们高度重视，全面着手查找其中的原因。

1 从电厂设备自身的角度查找原因

1.1 进行了天然气系统严密性检查，未发现明显的天然气泄漏点

检查天然气设备是否产生泄漏，这项工作是电厂运行部常设的工作内容，每个月都进行两次彻查，至今还没有发现大量天然气泄漏的情况。

1.2 机组性能试验

（1）进行了机组性能参数比较分析，没有发现机组性能明显下降；跟2009年同期相比，取1#机组几组工况相当参数对比如下（大气温度相当，两套机组运行）：

从上表1可以看出，机组的性能没有明显下降。

1.3 电厂出口电表计量

电厂各机组出口电表和电网公司电表是经常校准，而且相互验证，没有差错。

2 深圳大鹏公司天然气计量准确性

收集樟洋电厂所使用的天然气的气体组分、热值、密度等数据，和离我厂最近的天然气供输站进行实时数据对比，因为都是同一母管输送，天然气品质应该一样。将两个测量点的数据进行了详细的比较。总共采用了1400个热值数据进行比较，两者的差距很小，只有0.048%，这是在仪器的误差范围内。可以认为仪器测量没有误差。

3 对比天然气组成影响

排除以上影响因素，电厂开始怀疑是燃料组分和热值的变化，是否是引起单位热量发电量下降的原因。天然气是混合气体，主要组成是C1～C4气体，其中甲烷（CH4）所占比例为85%以上，还含有其他微量气体，几乎不含硫。 使用的天然气组成不同，热值也随之变化。2010年以前我们使用的天然气产于澳大利亚，品种单一。自从中海油采购卡塔尔天然气以来，电厂使用的气源有两种。两者的气体组成有比较的差别，下面是两种气源SGS品质报告：

从表中分析，可以发现几个特点：

（1）澳大利亚的天然气甲烷含量在87.8%，含有少量丙烷和丁烷，卡塔尔的天然气甲烷含量高达93.2%，丙烷和丁烷含量几乎为零。所以卡特尔天然气相对

较纯。

（2）以单位质量计算热值，两者相差不大，只有0.89%。以单位体积计算热值，两种差距达7%。

可见，不同的气源，组分变化，热值随之变化。如果电厂和供气方以标方结算方式（例如目前的居民用气结算），无疑对电厂效益会造成巨大影响。如果以热值结算，影响相对较小，但电厂用气量大，日积月累所产生的影响也不可忽视。

4 电厂数据分析

（1）目前使用的是两者的混合气体，比例与大鹏进气周期有关，下面列举2010年前后电厂的实测热值

数据：

表3

对比2009年和2011年的年平均热值，可以发现，混合气体种甲烷含量升高，热值降低。这是以标方来作为计算单位热量。

（2）甲烷含量影响分析。樟洋电厂和中海油是以热值结算，表面上看燃料热值的降低并不会影响机组的效率，只是发同样的电量需要更多的天然气量。从数据上，两种气体主要成分甲烷含量发生改变，而实际上天然气的有效热值也发生了改变。在运行中，机组能利用燃料的有效热值是低位热值，在线检测的热值是高位热值，结算也是以高位热值来计算热值。而忽略了其中的水蒸气的气化潜热。

我们知道天然气的热值分为高位热值和低位热值， 高位热值是指一标准立方米CH4完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，而其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量，低位热值是指一标准立方米CH4完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，但烟气中的水蒸气仍为蒸气状态时所放出的热量。高低位热值差值为水蒸气的气化潜热。气化潜热是不能转化为有效做功的热能。甲烷在燃烧时发生以下化学反应：

CH4+2O2=CO2+2H2O

甲烷在烃类中含氢量最高，密度最小，约0.54。在一标方天然气中，甲烷含量越高，其他烃类气体则越少，可燃烧的物质越少，燃烧后产生的热值自然会降低。而产生的水分比例增加，低位热值则更低。发电可利用的有效热值也越低。高位热值可以在线实测，低位热值在线检测难度较大。根据经验，天然气高低位热值相差9%。所以，使用甲烷含量高卡特尔气源，天然气中甲烷含量增加，虽然是以热值来结算气价，有效热值仍在下降，是电厂发电气耗上升的主要原因，对经济效益产生影响。

5 总结

目前国内天然气的需求不断增大，国家加大开发力度，也引进了不少的国外的气源，例如西气东输已运送至广东，西气的单位体积热值更低，电厂在使用天然气发电时，一定要注重与供气方的结算方式，了解每一种气源的品质，才能保证自身的经济效益。endprint