(高清版)GBT 13674-2023 航空派生型燃氣輪機燃料使用規(guī)范

航空派生型燃氣輪機燃料使用規(guī)范2023-05-23發(fā)布 I 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4氣體燃料 4.1總則 4.2氣體燃料的要求 4.3氣體燃料的處理 44.4氣體燃料的測定方法 45液體燃料 5.1總則 5.2液體燃料的要求 5.3液體燃料的儲存及運輸 5.4液體燃料的測定方法 附錄A(規(guī)范性)沃泊指數(shù)和雜質(zhì)極限值換算 附錄B(資料性)典型的氣體燃料 8附錄C(資料性)非燃料引入的雜質(zhì) 附錄D(資料性)影響煙生成的因素 附錄E(資料性)液體燃料的雜質(zhì)及其影響 附錄F(規(guī)范性)液體燃料的儲運 參考文獻 I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件代替GB/T13674—1992《輕型燃氣輪機燃料使用規(guī)范》,與GB/T13674—1992相比，除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動外，主要技術(shù)變化如下：b)增加了氣體燃料雜質(zhì)含量允許的指標(biāo)(見4.2.5);c)更改了“氣體燃料的處理”的相關(guān)內(nèi)容(見4.3,1992年版的3.3);d)增加了氣體燃料試驗方法參考標(biāo)準(zhǔn)(見4.4);e)更改了燃氣輪機液體燃料的分類(見5.2.1,1992年版的4.2)、試驗方法(見5.4,1992年版的f)增加了液體燃料雜質(zhì)含量允許的指標(biāo)(見5.2.3);g)增加了“雜質(zhì)極限值換算”(見附錄A);h)增加了“液體燃料接收、處理和運輸方法參考標(biāo)準(zhǔn)”(見附錄F)。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出。本文件由全國燃氣輪機標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC259)歸口。本文件起草單位：航發(fā)燃機(株洲)有限公司、中國航發(fā)沈陽發(fā)動機研究所。本文件1992年首次發(fā)布為GB/T13674—1992,本次為第一次修訂。1航空派生型燃氣輪機燃料使用規(guī)范本文件規(guī)定了航空派生型燃氣輪機氣體燃料和液體燃料的使用要求。本文件適用于發(fā)電、艦船、機械驅(qū)動所用的航空派生型燃氣輪機(以下簡稱燃氣輪機)。其他形式和用途的燃氣輪機可參照執(zhí)行。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T12692.3石油產(chǎn)品燃料(F類)分類第3部分：工業(yè)及船用燃氣輪機燃料品種GB/T15135燃氣輪機詞匯GB/T29114燃氣輪機液體燃料GB50016建筑設(shè)計防火規(guī)范GB50058爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范GB50074石油庫設(shè)計規(guī)范SY/T6306鋼制原油儲罐運行安全規(guī)范3術(shù)語和定義GB/T15135界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。標(biāo)準(zhǔn)氣體燃料standardgasfuel沃泊指數(shù)為45.3MJ/m3、以甲烷為主的氣體燃料。標(biāo)準(zhǔn)參比條件standardreferenceconditions絕對壓力101.325kPa,溫度15℃。注：世界各國目前正在使用的參比條件范圍較廣，各參比條件間近似的換算系數(shù)見GB/T19205—2008附錄A。我國目前使用的參比條件為101.325kPa,20℃。供應(yīng)商contractor本文件特定條款中的貨物和/或服務(wù)的供應(yīng)組織。4氣體燃料4.1總則氣體燃料滿足以下要求。2a)進入燃氣輪機前的氣體燃料應(yīng)去除液態(tài)和固態(tài)雜質(zhì)。b)氣體燃料中的雜質(zhì)應(yīng)控制在燃氣輪機制造商規(guī)定的范圍內(nèi)，如無規(guī)定則應(yīng)符合4.2.5規(guī)定的極限值。c)本文件規(guī)定的雜質(zhì)(金屬元素和鹵素、硫和硫化氫、固體微粒)含量極限值是以沃泊指數(shù)在37MJ/m3~49MJ/m3范圍內(nèi)的氣體燃料給出的，沃泊指數(shù)不在此范圍內(nèi)的氣體燃料，其雜質(zhì)含量的極限值應(yīng)按附錄A進行換算。d)燃氣供應(yīng)商應(yīng)提供燃氣組分、雜質(zhì)等分析報告，分析項目見表1。表1氣體燃料分析項目序號1組分(體積分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù))報告C?H?C?H?C?H?C?H?C?H?C?H?n-C?H??n-C?H??C?C?+H?CO?H?ON?O?2供氣壓力報告3供氣溫度報告4凈熱值范圍變化率報告報告5密度報告(如果全部組分給出，可計算)6著火極限比值(上極限和下極限之比)報告(包括使用的測定方法和氣體燃料的壓力和溫度)7雜質(zhì)不飽和碳氫化合物萘液態(tài)碳氫化合物和氣體燃料的水合物的露點溫度水的露點溫度固態(tài)雜質(zhì)總含量顆粒尺寸范圍總的硫含量硫化物硫化氫(H?S)硫醇(RSH)硫化碳酰(COS)氮的氧化物(NO,)氨(NH?)堿金屬(K、Na)鹵素(F、Cl、Br、I)報告報告報告報告報告報告報告報告報告報告報告報告報告報告34.2氣體燃料的要求4.2.1氣體燃料的組分燃氣供應(yīng)商應(yīng)根據(jù)表1提供完整的氣體燃料組分分析報告，包括可燃成分、惰性成分和雜質(zhì)?？晒┤細廨啓C使用的典型氣體燃料見附錄B。4.2.2供氣壓力和溫度供氣壓力應(yīng)滿足燃氣輪機制造商的使用要求，在進入燃氣輪機燃料切斷閥前，氣體燃料的溫度應(yīng)相對供氣壓力下的露點溫度保有一定的過熱度，過熱度應(yīng)符合燃氣輪機制造商和現(xiàn)場條件的要求(一般高于露點溫度25℃~30℃),且應(yīng)低于燃氣系統(tǒng)執(zhí)行元件的極限值。沃泊指數(shù)通過熱值和相對密度計算得出(附錄A)。燃氣輪機運行時氣體燃料的沃泊指數(shù)應(yīng)穩(wěn)定，其變化范圍、變化幅度和速度應(yīng)滿足燃氣輪機制造商的要求，變化幅度過大或變化速度過快會對燃氣輪機的控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。使用低熱值氣體燃料時，應(yīng)注意以下幾點：a)含氫量：含氫的氣體燃料與含甲烷的氣體燃料火焰?zhèn)鞑ニ俣炔煌?，如含氫量過高，需向燃氣輪機制造商咨詢；b)起動：熱值過低時燃氣輪機可摻入或者直接采用其他高熱值氣體燃料進行起動。氣體燃料的著火極限比值(氣體燃料與空氣混合發(fā)生著火濃度的上極限和下極限之比)應(yīng)滿足燃氣輪機制造商的要求，否則燃氣輪機在某些工況下不能運行。在極端情況時，使用超出著火極限比值的氣體燃料，可能使燃氣輪機點火失敗。進入燃氣輪機的雜質(zhì)包括燃料引入的雜質(zhì)和非燃料引入的雜質(zhì)。非燃料引入的雜質(zhì)見附錄C。燃氣輪機使用的氣體燃料不應(yīng)帶有液態(tài)物質(zhì)，因此，在供氣壓力下，所供氣體燃料的溫度應(yīng)保有一定的過熱度(一般高于露點溫度25℃~30℃)。氣體燃料中的焦油以及增壓過程中帶入的潤滑油總量不應(yīng)超過5mg/m3。為避免固體微粒沉積，應(yīng)同時滿足以下要求：a)固體微粒的總量不超過9mg/m3;b)粒徑大于或等于10μm的固體微粒去除率為99%;c)不存在粒徑大于或等于15μm的固體微粒。4NH?和HCN或其他含氮化合物燃燒后會提高燃氣輪機排氣中的氮氧化物含量，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護的要求對氣體燃料中這部分雜質(zhì)進行控制。硫及含硫化合物燃燒后產(chǎn)生的SO?會污染大氣，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護的要求進行控制。如對排放無特殊要求時，標(biāo)準(zhǔn)氣體燃料中硫和硫化氫的含量滿足以下要求：a)不應(yīng)含有單質(zhì)硫或游離的硫元素；b)硫化氫含量不應(yīng)高于150mg/m3。氣體燃料中的萘容易形成固態(tài)沉積物堵塞管道，其含量不應(yīng)超過100mg/m3。標(biāo)準(zhǔn)氣體燃料中金屬元素與鹵素的含量應(yīng)滿足以下要求：a)鈉和鉀的總含量小于0.6mg/kg;b)鈣和鎂的總含量小于1mg/kg;c)鉛含量小于0.5mg/kg;d)鋰含量小于0.5mg/kg;d)鋅含量小于1mg/kg;f)鹵素(F+Cl+Br+I)總含量小于1mg/kg。燃氣輪機及其附屬設(shè)備對氣體燃料的特殊要求應(yīng)由燃氣輪機制造商確定。4.3氣體燃料的處理氣體燃料中的雜質(zhì)超過極限值時，應(yīng)根據(jù)燃料的實際供應(yīng)狀況采用過濾、吸附、相變分離等方式進行相應(yīng)的凈化處理。4.4氣體燃料的測定方法雜質(zhì)含量的測定方法由供需雙方協(xié)商確定，也可按以下試驗方法進行：——熱值(發(fā)熱量):GB/T11062、GB/T12206;55液體燃料5.1總則燃氣輪機燃用的液體燃料滿足以下要求：a)液體燃料應(yīng)為不含無機酸的均勻石油烴類燃料；b)液體燃料在儲存中應(yīng)保持均勻狀態(tài)，即不因重力而產(chǎn)生分層現(xiàn)象；c)燃油供應(yīng)商應(yīng)提供液體燃料組分和雜質(zhì)定量分析報告，分析項目見表2。表2液體燃料分析項目序號1密度(15℃)報告2餾程90%(體積分?jǐn)?shù))回收溫度報告3凈熱值報告(也可用計算的方法)4碳氫比報告5閃點(閉口)報告6運動黏度(15℃)報告7傾點報告8殘?zhí)繄蟾?雜質(zhì)灰分水分沉淀物硫含量痕量金屬報告報告報告雜質(zhì)總含量報告報告5.2液體燃料的要求5.2.1液體燃料分類按照GB/T12692.3,燃氣輪機常用的液體燃料共有四類：a)石腦油、凝析油、寬餾分噴氣燃料等低閃點型烴類燃料(DSTO);b)煤油型烴類燃料(DST1);c)柴油型烴類燃料(DST2);d)低灰分、低殘?zhí)恐仞s分型燃料(DST3)。5.2.2液體燃料的性質(zhì)液體燃料的性質(zhì)應(yīng)符合GB/T29114規(guī)定的質(zhì)量指標(biāo)。對GB/T29114未規(guī)定技術(shù)要求的項目，應(yīng)向燃氣輪機制造商咨詢。液體燃料的性質(zhì)對煙的生成有一定的影響，詳見附錄D。6燃氣輪機對燃料中的雜質(zhì)極為敏感，為保證燃氣輪機正常運行，應(yīng)嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量。液體燃料的雜質(zhì)及影響見附錄E。液體燃料中痕量金屬含量最大值應(yīng)滿足以下要求：a)鈉和鉀的總含量小于0.5mg/kg;b)鈣含量小于0.5mg/kg;c)鉛含量小于0.5mg/kg;d)釩含量小于0.5mg/kg;e)鋰含量小于0.5mg/kg;f)鋅含量小于1.0mg/kg;g)鋁含量小于1.0mg/kg;h)汞含量小于1.0mg/kg。水分、灰分、硫等其他雜質(zhì)含量要求按照GB/T29114執(zhí)行。5.3液體燃料的儲存及運輸大多數(shù)餾分油從煉油廠到燃氣輪機使用現(xiàn)場的輸送過程中，要經(jīng)過許多管道，并多次進出各接口和油罐，容易混入一些雜質(zhì)。由于燃氣輪機對燃料中的固體微粒、水和金屬雜質(zhì)極為敏感，因此燃氣輪機應(yīng)使用清潔的燃料。在液體燃料的儲存及運輸過程中應(yīng)采取過濾、澄清等措施，避免可能產(chǎn)生的污染。液體燃料的儲運應(yīng)符合附錄F的規(guī)定。5.4液體燃料的測定方法液體燃料的測定方法按照GB/T29114規(guī)定的方法進行。7GB/T13674—2023(規(guī)范性)沃泊指數(shù)和雜質(zhì)極限值換算A.1沃泊指數(shù)沃泊指數(shù)是指在規(guī)定參比條件下氣體燃料的體積凈熱值除以在相同的規(guī)定參比條件下相對密度的平方根。沃泊指數(shù)按公式(A.1)、公式(A.2)計算：W=H/S=…………(A.1)S=pt/p?…………(A.2)式中：W——沃泊指數(shù)，單位為兆焦每立方米(MJ/m3);H——標(biāo)準(zhǔn)參比條件下實際供應(yīng)燃料的凈熱值，單位為兆焦每立方米(MJ/m3);S——標(biāo)準(zhǔn)參比條件下燃料的相對密度；pr——標(biāo)準(zhǔn)參比條件下實際供應(yīng)燃料的密度，單位為千克每立方米(kg/m3);p?—標(biāo)準(zhǔn)參比條件下空氣的密度，單位為千克每立方米(kg/m3)。當(dāng)氣體燃料的實際溫度不等于標(biāo)準(zhǔn)參比條件的溫度時，需要對沃泊指數(shù)進行修正。修正沃泊指數(shù)按公式(A.3)計算：……式中：WT——修正沃泊指數(shù)，單位為兆焦每立方米(MJ/m3);T;——燃氣輪機燃料切斷閥的進口處溫度，單位為開爾文(K)。A.2雜質(zhì)極限值換算當(dāng)供應(yīng)的氣體燃料凈熱值比本文件中的標(biāo)準(zhǔn)氣體燃料凈熱值低時，燃氣輪機要獲得相同輸出能力時需要燃燒更多的燃料，故需對雜質(zhì)極限值進行折算以控制進入燃氣輪機燃燒區(qū)的燃料雜質(zhì)總量。硫和硫化氫、固體微粒、焦油、萘等雜質(zhì)極限值按公式(A.4)進行換算：C…=Hm/H?×C…………(A.4)式中：C——供應(yīng)的氣體燃料中允許的雜質(zhì)極限值，單位為毫克每立方米(mg/m3);Hw——供應(yīng)的氣體燃料凈熱值，單位為兆焦每立方米(MJ/m3);C——本文件中的標(biāo)準(zhǔn)氣體燃料雜質(zhì)極限值，單位為毫克每立方米(mg/m3);H?——本文件中的標(biāo)準(zhǔn)氣體燃料凈熱值，取為34.795MJ/m3。金屬元素和鹵素的雜質(zhì)極限值按公式(A.5)進行換算：C,=H,/H?×C…………(A.5)式中：C,——供應(yīng)的氣體燃料中允許的雜質(zhì)極限值，單位為毫克每千克(mg/kg);Hv——供應(yīng)的氣體燃料凈熱值，單位為兆焦每千克(MJ/kg);C——本文件中的標(biāo)準(zhǔn)氣體燃料雜質(zhì)極限值，單位為毫克每千克(mg/kg);H?——本文件中的標(biāo)準(zhǔn)氣體燃料凈熱值，取為48.16MJ/kg。8(資料性)典型的氣體燃料B.1氣體燃料的種類氣體燃料是可燃氣體或可燃氣體同惰性氣體的混合氣，其熱值變化范圍很寬。氣體燃料中可燃氣體成分為甲烷、其他低分子量的碳氫化合物、氫和一氧化碳，主要的惰性氣體成分為氮、二氧化碳和水蒸氣。按照熱值的高低，可把氣體燃料分成三大類(高熱值、中熱值和低熱值)。表B.1列出了常用氣體燃料的典型性質(zhì)。表B.1常用氣體燃料的典型性質(zhì)氣體燃料天然氣焦?fàn)t氣水煤氣煤的氣化氣“高爐煤氣相對密度—體積分?jǐn)?shù)———一氧化碳——5二氧化碳5B.1.1高熱值氣體燃料高熱值氣體燃料一般為天然氣。天然氣是一種清潔燃燒的燃料，它含有大量的甲烷、少量其他碳氫化合物及氣體。大多數(shù)天然氣以“干氣”出售，其中液態(tài)碳氫化合物的含量已經(jīng)減少到最小(其值約為天然氣通常分成三種：a)高熱值天然氣，除含甲烷外，還含有大量的乙烷和丙烷；b)甲烷含量高的天然氣，含有88%～96%的甲烷；c)惰性氣體含量高的天然氣，含有6%～16%的氣體(氮和二氧化碳)。9B.1.2中熱值氣體燃料中熱值氣體燃料一般為人工制造的煤氣，含有較多的氫和一氧化碳。雖然其熱值低于天然氣，但燃燒速度高于天然氣。人工制造的煤氣往往比天然氣含有更多的雜質(zhì)，因此通常需要凈化處理。按照制造過程，可將煤氣分為以下四類。a)煤氣：在空氣不足的條件下，通過對煤低溫焦化處理制成，其中氫和甲烷的含量較高。b)焦?fàn)t煤氣：由煤在煉焦?fàn)t中干餾制得，組分與煤氣相似，是煉焦的副產(chǎn)品。c)水煤氣：由蒸汽通過灼熱焦炭產(chǎn)生，含有較多的氫和一氧化碳。d)煉廠氣：精煉石油過程中的一種副產(chǎn)品，以碳氫化合物為主，還含有相當(dāng)比例的氫。B.1.3低熱值氣體燃料低熱值煤氣是含有大量氮和二氧化碳的一種氣體。燃氣輪機直接燃用這種氣體燃料需要專門設(shè)計燃氣輪機的燃燒系統(tǒng)和燃料系統(tǒng)?；蛟诘蜔嶂得簹庵袚交炱渌麣怏w燃料，以提高熱值。低熱值煤氣燃燒時，反應(yīng)區(qū)的最高溫度比其他煤氣低得多，有利于減少氮氧化物的生成，但需要注意檢查低工況下的一氧化碳排放量。低熱值煤氣可分成以下三類。a)發(fā)生爐煤氣：由空氣通過灼熱焦炭床生成，是一氧化碳和氮的混合物。b)高爐煤氣：生鐵生產(chǎn)中的副產(chǎn)品，它與發(fā)生爐煤氣相似，含有較多的二氧化碳。c)煤的氣化氣：由煤加壓氧化制成，含一氧化碳、氫、少量的甲烷和較多的不可燃氣體。制氣過程B.2氣體燃料的雜質(zhì)B.2.1液態(tài)碳氫化合物進入燃氣輪機燃料系統(tǒng)的氣體燃料含有任何液態(tài)碳氫化合物，都會使輸入的熱量發(fā)生很大的變化。嚴(yán)重時，燃燒中未燃盡的液滴會在正?；鹧鎱^(qū)之外產(chǎn)生火焰，會損壞燃燒室和渦輪等熱端部件。通常在氣體進入燃氣輪機之前設(shè)置氣液分離器進行分離。B.2.2硫及硫化氫氣體燃料含有硫化氫，會對燃氣輪機燃料系統(tǒng)中某些金屬零件(如銅)造成腐蝕，特別是在含水及高壓條件下，腐蝕會更加嚴(yán)重，需要根據(jù)氣體燃料中的含硫量合理選擇燃料系統(tǒng)的材料。人工制造的煤氣含有二硫化碳、羰基、硫茂、硫醇等有機硫化合物，天然氣含有少量的硫醇。在燃氣輪機燃燒室燃燒時，有機硫化合物和硫化氫可形成二氧化硫，會對燃氣輪機的燃燒部件和排氣系統(tǒng)(如余熱回收設(shè)備)產(chǎn)生腐蝕。在配備有余熱回收設(shè)備時，根據(jù)氣體燃料中的含硫量合理選擇余熱回收設(shè)備的材料，以防止酸性腐蝕。B.2.3氣體燃料的水合物壓力和含水量很高而溫度很低的天然氣，容易生成一種冰狀的碳氫化合物的水合物，這類冰狀水合物能造成燃料系統(tǒng)的堵塞，保持低含水量可減少氣體燃料水合物的生成。必要時，可使用甲醇阻止水合物的生成。B.2.4萘萘是一種芳香烴碳氫化合物，具有高蒸汽壓力的升華固態(tài)物質(zhì)，存在于某些氣體燃料中。含有氣態(tài)萘的氣體燃料在溫度低的燃料系統(tǒng)中可能生成固態(tài)萘的沉積物。B.2.5焦油焦油是一種黑褐色的烴類混合物，形成的顆粒在燃氣輪機中燃燒會因局部溫度過高，腐蝕熱端部件，焦油還可能黏結(jié)在燃料系統(tǒng)中的控制閥上，對閥門的控制產(chǎn)生影響?？刹捎美鋮s凝聚吸附的方式去除焦油。B.2.6氨人工制造的煤氣所含的氨能夠腐蝕燃燒系統(tǒng)中的銅合金，燃燒時所形成的氮氧化物會產(chǎn)生排放污染。少量的氮氧化物能促使不飽和碳氫化合物生成膠質(zhì)和固態(tài)沉積物，兩種反應(yīng)物是氣態(tài)，可能在燃燒室之前的管道中產(chǎn)生沉積物?？刹捎秒娞幚矸ɑ蛭辗ㄈコ难趸?。以乙烯和環(huán)戊二烯為代表的不飽和碳氫化合物能在氣態(tài)時聚合，在燃料系統(tǒng)中可能產(chǎn)生膠質(zhì)和沉淀物，在催化劑(如氧化氮)作用下，會加速聚合。B.2.9固體微粒固體微粒通常為不可燃燒物，可能堵塞燃氣輪機噴嘴，磨損燃料系統(tǒng)中的部件。固體微粒主要由金屬氧化物構(gòu)成，大量沉淀在熱端部件和其他部件上，對其造成腐蝕?？扇芙獾姆蹓m可能含有其他金屬元素和雜質(zhì)，這些金屬或雜質(zhì)能形成具有腐蝕性的化合物，對燃氣輪機部件造成影響。鈉和鉀能與釩結(jié)合生成金屬的釩酸鹽，釩酸鹽會嚴(yán)重腐蝕燃氣輪機高溫合金的熱端部件。還能與硫結(jié)合生成金屬的硫酸鹽，也會對熱端部件產(chǎn)生腐蝕。天然氣一般不含堿金屬，而人工制造的煤氣可能含有堿金屬。B.2.11鈣和鎂鈣和鎂可能在燃氣輪機內(nèi)部形成堅硬的污垢，且這些污垢很難通過清洗燃氣輪機等簡單的操作予以去除。鉛一般在燃料中含量很低，但也會腐蝕燃氣輪機的熱端部件。鋅能夠與硫生成具有腐蝕性的鹽和其他成分，可能會腐蝕燃氣輪機中高溫鎳基合金的熱端部件。鋰生成的鹽等化合物在燃氣輪機內(nèi)高溫作用下會侵蝕晶界，并且加快高溫合金的熱端部件氧化速度。B.3氣體燃料的密度和熱值的計算B.3.1密度和相對密度的計算根據(jù)氣體燃料組分的分析結(jié)果，通過對其相對分子質(zhì)量的計算，可得到氣體燃料的相對密度和密度。B.3.1.1相對分子質(zhì)量的計算氣體燃料的平均相對分子質(zhì)量按公式(B.1)計算：M——氣體燃料的平均相對分子質(zhì)量；x;——單一組分的摩爾分?jǐn)?shù)；M;——單一組分的相對分子質(zhì)量。B.3.1.2相對密度氣體燃料的相對密度按公式(A.2)計算。干空氣的相對分子質(zhì)量為28.96。B.3.1.3密度氣體燃料的密度按公式(B.2)計算：Pm=M/Vm………(B.2)M——氣體燃料的摩爾質(zhì)量，單位為千克每千摩爾(kg/kmol);pm——氣體燃料的密度，單位為千克每立方米(kg/m2);Vm——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的摩爾體積，22.414m3/kmol。B.3.2熱值的計算根據(jù)氣體燃料的組分可精確地計算出熱值。氣體燃料的熱值按公式(B.3)、公式(B.4)計算：…………(B.3)g;=x;×M;/M………(B.4)H——氣體燃料的熱值，單位為千焦每千克(kJ/kg);g;——單一組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)；H;——單一組分的熱值，單位為千焦每千克(kJ/kg)。某氣體燃料的組分見表B.2。GB/T13674—2023組分體積分?jǐn)?shù)甲烷(CH?)77.5%二氧化碳(CO?)6.5%各組分標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的物性參數(shù)見表B.3。表B.3物性參數(shù)組分相對分子質(zhì)量總熱值/(kJ/kg)凈熱值/(kJ/kg)47520二氧化碳(CO?)44.010相對分子質(zhì)量：相對密度：S=p/pa=M/28.96=20.105/28.96≈0.694密度：pm=M/Vm=20.105/22.414≈0.897總熱值：凈熱值：(資料性)非燃料引入的雜質(zhì)C.1概述除燃料含有的雜質(zhì)外，一些雜質(zhì)還可能隨空氣和噴入的水(或蒸汽)而進入燃氣輪機，同樣會對燃氣輪機造成腐蝕?？諝庵械碾s質(zhì)可能有微量金屬、海鹽懸浮顆粒、飛灰、塵土、砂粒和工業(yè)排出物等。為控制氮的氧化物生成而噴入的水(或蒸汽),未經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚?，可能會含有堿或其他微量金屬。C.2建議的極限值C.2.1進入燃氣輪機的空氣中和噴入的水(或蒸汽)中，雜質(zhì)含量的極限值建議如下：a)空氣中，鈉和鉀的含量為0.002mg/kg～0.02mg/kg;b)水(或蒸汽)中，鈉和鉀的含量為0.025mg/kg～0.2mg/kg。C.2.2進入燃氣輪機的空氣經(jīng)過除霧和過濾，噴入的水(或蒸汽)進行凈化處理，或?qū)ο鄳?yīng)系統(tǒng)進行改進后，達到C.2.1的要求。C.2.3按照經(jīng)濟觀點，最好選用質(zhì)量高的燃料，以此抵償隨空氣和水(或蒸汽)混入的雜質(zhì)的影響。C.2.4進入燃氣輪機的空氣和水(或蒸汽)的雜質(zhì)含量與燃料的雜質(zhì)含量之間的關(guān)系見公式(C.1):G?——空氣的質(zhì)量流量；G;——燃料的質(zhì)量流量；Ca——進入燃氣輪機的空氣中雜質(zhì)含量；Gw——水(或蒸汽)的質(zhì)量流量；Cw——噴入的水(或蒸汽)中雜質(zhì)含量；C——燃料中雜質(zhì)含量；C?——燃氣輪機允許的雜質(zhì)含量極限值。(資料性)影響煙生成的因素D.1概述本附錄僅涉及燃氣輪機排出的粒子，不考慮氣態(tài)排出物。燃料燃燒時生成煙的確切機理目前還不完全清楚，但普遍認(rèn)為煙是高溫富油區(qū)內(nèi)燃料氧化和(或)熱分解的產(chǎn)物，這是一個不平衡過程。生成的煙粒可在高溫富氧火焰中被燒掉，因此煙的凈生成率取決于燃燒室反應(yīng)區(qū)的狀態(tài)及隨后的燃燼情況。當(dāng)燃料與空氣之比高于某一數(shù)值時，煙的生成隨壓力和火焰溫度的增高而急劇增加，而增大燃燒室內(nèi)的紊流度可減少煙的生成。燃料的類別、狀況以及噴射方式，對煙的生成也有影響。鏈烷烴往往在燃燒時近于無煙，芳香烴燃料大多易于冒煙，某些燃料添加劑可有效抑制煙的生成。D.2燃燒室的設(shè)計燃燒室的設(shè)計對煙的生成有較大的影響。采用低發(fā)煙燃燒室是控制燃氣輪機煙的生成的有效方法。降低燃燒室煙的生成的主要有效方法有：a)使用空氣霧化燃料噴嘴；b)燃燒室的主燃區(qū)采用貧油設(shè)計；c)采用燃料添加劑。D.3燃氣輪機負(fù)荷降低燃氣輪機負(fù)荷有助于控制煙的生成。但負(fù)荷大幅度下降會降低經(jīng)濟性，因此只能作為臨時性或應(yīng)急性的控制手段。D.4燃料性質(zhì)燃料性質(zhì)對煙的生成有一定的影響，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。a)餾分：高沸點燃料較揮發(fā)性燃料生成更多的煙，尤其是在燃氣輪機起動時。許多燃用重餾分燃料的燃氣輪機在起動和停車時換用輕餾分燃料。b)芳香烴或萘的總含量：煙的生成隨芳香烴含量的增大而增加。通常高分子量的芳香烴或萘比低分子量的芳香烴影響大。c)碳氫比：碳氫比高的燃料往往會生成較多的煙。d)殘?zhí)浚簹執(zhí)苛扛叩娜剂贤鶗奢^多的煙，其影響的大小與燃氣輪機的設(shè)計有關(guān)。e)黏度：高黏度的燃料要比低黏度的燃料容易生成煙。為把燃料的黏度降到能夠滿足噴嘴霧化特性的要求，可對燃料進行加熱。D.5燃料添加劑根據(jù)具體情況，可使用能有效降低燃氣輪機煙的生成的燃料添加劑，但需要征得燃氣輪機制造商的同意。(資料性)液體燃料的雜質(zhì)及其影響液體燃料中過多的水會導(dǎo)致設(shè)備和管道產(chǎn)生腐蝕，堵塞過濾器和噴嘴。燃料中的水還能促進微生物的生長，堵塞過濾器并影響燃料的霧化，影響燃氣輪機功率。E.2固體微粒液體燃料中的懸浮物和固體微粒物質(zhì)的粒徑分布和數(shù)量會影響燃料系統(tǒng)元件的壽命，縮短過濾器的使用周期。E.3微生物在液體燃料的儲存期間，微生物(細菌和真菌)的生長也是雜質(zhì)的一種來源。微生物總是存在的，如果條件對它們的生長有利，就能生成一種黏性沉淀物積聚在一起，容易堵塞燃氣輪機的燃料系統(tǒng)。另外還有一種細菌能使硫酸鹽還原，在燃油中產(chǎn)生具有腐蝕性的硫化物。釩能形成低熔點化合物，如五氧化二釩(熔點為690℃),對高溫合金制造的渦輪葉片具有強烈的腐蝕作用。若往燃料中加入足夠的鎂(一般鎂對釩的質(zhì)量比為3.0～3.5),它同釩能結(jié)合成熔點較高的化合物，這樣可把對葉片的腐蝕率降到可接受的程度。E.5鉀和鈉鉀和鈉能與釩結(jié)合成低熔點共熔物(熔點為565℃),同燃料中的硫相結(jié)合又可能生成熔點在燃氣輪機工作范圍內(nèi)的硫酸鹽，這些共熔物會引起嚴(yán)重的腐蝕。雖然鈣沒有腐蝕作用，而且對釩的腐蝕還起到抑制作用，但是鈣會產(chǎn)生一種粘接狀沉積物，質(zhì)地較硬。這種沉積物在燃氣輪機停車時不能自行脫落，用水沖洗也不易去掉，可能造成燃氣輪機性能下降。鉛具有一定的腐蝕作用，還會破壞鎂鹽對于釩鹽腐蝕的抑制作用。燃料中的鉛主要來自加工處理和運輸過程中的污染。燃料中含有少量的氯化物。氯化物在沉積時生成的氯化氫或氯氣，可能加速燃氣輪機中奧氏體材料的腐蝕。一般情況下，硫能生成二氧化硫、三氧化硫，它們可能與燃料灰分中鈉和鉀的化合物結(jié)合成硫酸鹽，其熔點在燃氣輪機工作范圍之內(nèi)，因此這些化合物會引起渦輪葉片的嚴(yán)重腐蝕。(規(guī)范性)液體燃料的儲運F.1液體燃料的接收、處理和儲運的方法液體燃料的接收、處理和儲運的實用方法可參考NB/SH/T0164和GB30000.7。F.1.1燃油儲運系統(tǒng)的一般說明輕質(zhì)餾分燃油的儲運系統(tǒng)由油罐前置油濾、儲油罐、燃油泵、主油濾和置于燃氣輪機燃油系統(tǒng)進口的終端油濾組成(見圖F.1)。前置油濾前置油濾儲油罐燃油泵主油濾終端油濾燃氣輪機圖F.1輕質(zhì)餾分燃油儲運系統(tǒng)框圖重質(zhì)餾分燃油和含有大量雜質(zhì)的燃油，需要附加必要的處理設(shè)備，其儲運系統(tǒng)由油濾、儲油罐、泵、加熱器、初級油濾、二級油濾和燃料切換閥組成(見圖F.2)。油濾儲油確泵加熱器初級汕濾二級油濾二級油濾起動燃汕輸入燃料切換閥燃氣輪機圖F.2重質(zhì)餾分燃油儲運系統(tǒng)框圖F.1.2儲油罐的設(shè)計和維護燃油儲運系統(tǒng)應(yīng)重視儲油罐的設(shè)計和維護，儲油罐設(shè)計合理且維護得當(dāng)，能夠有效保持燃油清潔。油罐制成后，其內(nèi)壁應(yīng)進行吹砂處理，清除附在壁面上的氧化皮，并應(yīng)徹底清除罐壁上的所有吹砂材料，立即用油擦拭以防生銹。為保證燃油的長期儲存，油罐內(nèi)同燃油接觸的部位不應(yīng)有銅、鋅和釩的合金?？稍谟凸迌?nèi)壁涂環(huán)氧樹脂涂料，以減少氧化皮和裸露金屬表面對燃油的影響。油罐的進油管應(yīng)高出油罐底面0.5m以上，進油管的走向應(yīng)保證油罐底部的沉淀不受擾動。在進油管上，應(yīng)設(shè)有速度擴散器，以使燃油入口處的噴射效應(yīng)減到最小。油罐的出油管上應(yīng)裝有浮動抽油裝置，以便從油罐的上液面抽油。浮動抽油裝置能使燃油有較長的澄清時間，固體微粒雜質(zhì)不易被燃油帶走。特別是在寒冷的氣候條件下，由于燃油的黏度增大，雜質(zhì)沉淀速度減慢；油罐經(jīng)常使用/加油時，浮動抽油裝置的作用更顯著。速度擴散器和浮動抽油裝置如圖F.3所示。標(biāo)引序號說明：1——計量口；2——檢查浮動抽油裝置工作的纜索；3——燃油出口；4——排水口；5——最高提升位置與水平面夾角(75°左右);6——底部止動裝置；7——燃油進口；8——速度擴散器；9——檢查鏈；10——浮動抽油裝置。圖F.3進油口擴散器和浮動抽油裝置示意圖兩個油罐一用一備，當(dāng)向一個油罐加油時，就使用另一油罐的油，這樣燃油澄清時間更長，大大減少油濾維護的工作量。油罐中未經(jīng)擾動的燃油經(jīng)過24h～48h的澄清后，大量的水和固體雜質(zhì)就沉到了浮動抽油裝置下面。油罐底面應(yīng)為帶水斗的錐形或傾斜形式(見圖F.4),能使與燃油接觸的水分減到最少，且有效減少微生物生長對燃油的影響。所有水平放置的圓柱形油罐每3m長度上至少有5cm的傾斜，使水積聚在集水槽，并由排水泵排出(如果油罐高于地面可采用重力排水),集水槽宜位于油罐最低部位。另外還應(yīng)設(shè)置油水分離設(shè)備，其類型應(yīng)根據(jù)環(huán)境保護所要求的分離水平來確定。底部的積水應(yīng)定期抽出，排放積水的周期按給定裝置的經(jīng)驗確定。油罐至少每兩年清洗一次，油罐壁可用次氯酸鹽溶液和水進行人工清洗。不應(yīng)使用肥皂水和洗滌劑清洗，此類表面活性劑無法洗凈油罐。在使用次氯酸鹽溶液時，現(xiàn)場應(yīng)注意通風(fēng)，操作者應(yīng)穿戴符合要求的個體防護用品，并采取相應(yīng)的安全措施。標(biāo)引序號說明：1——錐形罐底；2——有排水槽的傾斜罐底；3——無排水槽的傾斜罐底。圖F.4油罐底部結(jié)構(gòu)簡圖F.2低閃點燃料的儲運規(guī)程F.2.1概述低閃點燃料的閃點通常低于環(huán)境溫度，應(yīng)特別注意儲存和運輸過程中的安全。對使用這類燃料的專用設(shè)備的設(shè)計和使用地點也同樣要考慮安全問題。F.2.2一般說明低閃點燃料不按公認(rèn)的技術(shù)條件銷售，供需雙方應(yīng)對燃料性質(zhì)的允許范圍達成協(xié)議。低閃點燃料通常與汽車用的汽油和煤油中的一部分組分相同。其典型的總熱值和凈熱值分別為35.4×10?kJ/m3和33.2×10?kJ/m3。F.2.3存在的問題使用易揮發(fā)、低閃點燃油的潛在危險如下。a)液態(tài)油及蒸發(fā)氣體的泄漏。應(yīng)可靠地收集漏出的液態(tài)油，防止液態(tài)油和蒸發(fā)氣體進入排水系統(tǒng)。b)易揮發(fā)油的蒸汽比空氣重得多，漏出的氣體會聚集在底層空間和管溝里，因此對這些區(qū)域應(yīng)采取通風(fēng)措施。c)當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，油罐可能出現(xiàn)溢沸現(xiàn)象。使用浮頂油罐和放水措施，可防止出現(xiàn)溢沸。F.2.4儲油罐儲存易揮發(fā)油時，應(yīng)采用浮頂油罐。從開始加油到浮動頂浮起的一段時間里，無論對內(nèi)浮頂或外浮頂油罐，其頂部空間均處于著火極限范圍內(nèi)。內(nèi)浮頂油罐為18h～24h;外浮頂油罐約為8h。在此期間，不應(yīng)有外來火源。上面給出的時間為平均值，主要取決于燃油的閃點、環(huán)境溫度和通風(fēng)狀態(tài)。如果使用的是未經(jīng)改進的錐頂油罐，應(yīng)備有機械呼吸閥，同時對油罐的鋼頂進行適當(dāng)維護，以防止外來火源點燃油罐蒸汽空間中的可燃蒸汽。不推薦使用阻火器，因為它可能出現(xiàn)堵塞，影響呼吸閥的作用，導(dǎo)致油罐在工作中超壓破損。應(yīng)安排足夠的時間將水排凈。在油罐中的水排到公共排污管或自然水源之前，應(yīng)將油從水中分離在固定式罐頂?shù)挠凸拗?，?dāng)易揮發(fā)油同熱的殘留油混合時，不應(yīng)超過油罐排氣孔的通氣能力。在錐頂油罐中，進油管和回油管應(yīng)低于燃油液面，避免燃油因自由下落而產(chǎn)生靜電，避免加快燃油蒸發(fā)。對儲油罐進行清洗和維護時，應(yīng)遵循SY/T6306的規(guī)定。應(yīng)按GB50074中有關(guān)儲油罐設(shè)計要求，在油罐四周建立防火堤，將油罐圍住。防火堤應(yīng)能包住最大的儲油罐容積。在所包圍的區(qū)域內(nèi)的底面應(yīng)具有傾斜度，從儲油罐和管路到集水槽的底面應(yīng)具有傾斜度。在地形和位置允許的地方，防火堤外應(yīng)安裝帶閥門的放水