高效能的焦化煤气发电技术
- 格式:docx
- 大小:25.26 KB
- 文档页数:10
焦炉煤气和转炉煤气综合利用新技术焦炉煤气和转炉煤气是冶金行业重要的副产品,它们的综合利用对于资源节约和环境保护具有重要意义。
随着科技的发展,焦炉煤气和转炉煤气的综合利用技术也在不断地更新和改进。
本文将就焦炉煤气和转炉煤气的综合利用新技术进行深入探讨。
焦炉煤气是在焦炉生产焦炭的过程中所产生的一种气体副产品,焦炉煤气的主要成分为一氧化碳、氢气和一些杂质气体。
传统的焦炉煤气综合利用方式主要是将其用作燃料进行燃烧,供热或发电。
但是在这个过程中,焦炉煤气中的一些有价值的成分并未得到有效的利用,同时还会产生大量的二氧化碳等环境污染物,造成资源浪费和环境污染。
为了更好地综合利用焦炉煤气和转炉煤气,减少资源浪费和环境污染,科研人员提出了许多创新的综合利用新技术。
下面将结合具体的技术案例进行介绍。
首先是对焦炉煤气的综合利用。
传统的焦炉煤气的利用方式主要为直接燃烧,但这样会导致大量的一氧化碳和二氧化碳的排放,造成资源浪费和环境污染。
近年来,一种被称为焦化负压干馏技术的新技术被引入到焦化行业。
该技术是利用高温微波和高温离子反应炉对焦炉煤气进行分解,将其中的一氧化碳转化为一氧化碳和氢气。
然后再通过一系列的纯净化工步将其纯净化成合成天然气或甲醇等清洁能源。
这种技术不仅可以实现焦炉煤气的高效利用,还可以将一氧化碳转化为有用的化学品,实现资源的最大化利用,并减少有害气体的排放。
除了以上介绍的两种技术外,还有许多其他的技术可以被应用于焦炉煤气和转炉煤气的综合利用中。
比如通过膜分离、化学吸收、化学催化等技术将煤气中的一氧化碳和氢气分离提纯,然后再将其转化为合成天然气、合成液体燃料或化工原料。
这些技术的应用不仅可以实现煤气中有价值成分的高效利用,还可以减少有害气体的排放,同时也可以为我国的清洁能源发展做出重要的贡献。
焦炉煤气和转炉煤气的综合利用技术是燃气领域的重要发展方向,其应用对于资源节约和环保有着重要的意义。
通过不断地研发和创新,相信在不久的将来,我国焦炉煤气和转炉煤气的综合利用技术将会取得更大的突破,为我国的清洁能源发展做出更大的贡献。
焦炉煤气发电方式及应用发表时间:2020-12-31T05:19:33.147Z 来源:《中国电业》(发电)》2020年第22期作者:赵伟[导读] 目前,国内利用焦炉煤气发电的单位主要以燃气内燃气内燃机为主,几乎占到总装机容量的90%以上。
陕西黄陵煤化工有限责任公司陕西延安 727307摘要:目前,国内利用焦炉煤气发电的单位主要以燃气内燃气内燃机为主,几乎占到总装机容量的90%以上。
对于各种规模的焦化厂而言,燃气内燃机发电机组利用焦炉煤气发电,实现“就地发电,就地使用,多余上网”模式,具有显著的经济效益。
本文就焦炉煤气发电的几种方式进行分析。
关键词:焦炉煤气发电;方式及应用一、焦炉煤气发电方式与分析1、焦炉煤气利用兼汽轮机发电这是一种传统的技术,也是大家比较熟悉的发电方式。
它是利用锅炉直接燃烧焦炉煤气,将煤气的热能通过锅炉内的管束把水转换为蒸汽,利用蒸汽推动蒸汽轮机再驱动发电机发电。
系统主要设备包括燃气燃烧器、锅炉本体、蒸汽轮机、发电机、化学水系统、给水系统、冷擬器、冷却塔、变压器和控制系统,工艺流程比较复杂,这一技术过去是我国利用焦炉煤气发电的主要技术方式。
其优点是:对焦炉煤气的要求比较低,燃气处理系统比较简单,技术成熟。
缺点是:整个发电系统比较复杂,建设周期比较长,电站一旦建成就难以再移动,同时必须消耗大量的水资源,占地较多,需要的管理人员也比较多,对于单机功率几千乃至几万千瓦的机组来说,机组的效率较低,大约在 20%左右目前有一些焦化厂在采用这种发电技术。
2、焦炉煤气应用燃气轮机发电燃气轮机发电,将飞机发动机进行改造,将燃油改成燃气,把焦炉煤气加压到4MPa左右,直接燃烧驱动燃气轮机,再带动发电机组发电‘从工作原理上看,燃气轮机无异是十分适台焦炉煤气利用的工艺技术之一。
燃气轮机自身的发电效率不算很高,目前国内在用的燃气轮机的发电效率一般不超过30%,主要是因为所使用的燃气轮机大多是20世纪中叶航空发动机改制的产品,因此在性能、可靠性和寿命方面都不尽人意。
焦化厂煤气鼓风机工作原理概述说明以及解释1. 引言1.1 概述焦化厂煤气鼓风机作为焦化工艺中的关键设备之一,其工作原理对于焦化过程的正常运行起着至关重要的作用。
煤气鼓风机通过将空气注入到焦炉系统中,使得炉膛内的煤气与空气充分混合并实现完全燃烧,从而提供足够的热量供应以支撑焦化反应。
本文将对焦化厂煤气鼓风机的工作原理进行详细阐述,并探讨其在实际应用中遇到的问题和解决方案。
1.2 文章结构本文分为五个部分,各部分包括:- 引言:概述文章内容、结构以及目的;- 煤气鼓风机工作原理:定义煤气鼓风机,分类介绍,并详解其工作原理;- 焦化厂中煤气鼓风机的应用:介绍焦化厂及其背景情况,说明煤气鼓风机在焦化厂中的作用,并列举使用注意事项;- 实际案例分析和问题解决方案探讨:通过实际案例介绍,分析煤气鼓风机在焦化生产中可能出现的问题,并提供相应的解决方案;- 结论:总结煤气鼓风机的工作原理,并给出使用建议和展望未来发展趋势。
1.3 目的本文的目的是为读者提供对焦化厂煤气鼓风机工作原理的全面了解,包括其定义、分类以及详细工作原理的阐述。
同时,也希望通过实际案例分析,探讨在焦化生产中可能出现的问题及其解决方案。
最后,根据对工作原理和实际应用经验的总结归纳,给出使用建议并展望未来发展趋势,以便读者更好地应用和了解该设备。
通过阅读本文,读者将能够深入理解煤气鼓风机的工作原理以及在焦化厂中的重要性,并能够更好地运用于实际生产中。
2. 煤气鼓风机工作原理2.1 煤气鼓风机定义煤气鼓风机是一种用于增加或维持燃烧设备供氧量的设备。
它通过将空气或氧气吹入炉膛,提供足够的氧气支持火焰燃烧过程。
煤气鼓风机通常由电动机、叶轮、出口和进口等部分组成。
2.2 煤气鼓风机分类根据其工作原理和结构特点,煤气鼓风机可以分为离心式鼓风机和轴流式鼓风机两种主要类型。
离心式鼓风机:该型号的鼓风机以空心叶轮为核心,通过旋转产生的离心力将外界空气吸入,并沿着离心方向进行压缩和放大。
焦化行业焦炉气七大综合利用节能技术随着焦化行业的发展,焦炉煤气除部分返回焦炉加热外,剩余主要作为城市煤气,还有相当数量的焦炉煤气会通过火炬燃烧放空。
据估计每年约有350×108m3以上的焦炉煤气未被有效利用而付之一炬,这不仅造成环境污染,还浪费了大量能源。
根据焦炉煤气的特点(含氢量高),我国焦化行业应进一步开发出符合企业特点的应用技术,进而实现煤气资源的优化开发利用,增加焦炉煤气的利用价值,增强炼焦行业的整体竞争力。
近年来,我国焦炉煤气利用程度不断提高,在开发利用技术方面进行了一系列探索,本文总结出七种常用的焦炉煤气综合利用节能技术。
一、焦炉煤气用作气体燃料焦炉煤气是优质的中热值气体燃料,其热值为17兆焦~19兆焦/标准立方米,煤气的主要成分(体积百分比)为氢55%~60%、甲烷23%~27%、一氧化碳5%~8%,含两个以上的碳原子的不饱和烃2%~4%,以及少量的二氧化碳、氮、氧等。
由于我国油气资源缺乏,为解决大中城市民用燃气紧张的问题,20世纪80年代焦炉煤气曾一度广泛应用于民用燃气领城。
目前,在天然气还没有通达而焦化行业有一定基础的地区,焦炉煤气仍是民用煤气和其他工业生产的主要气体燃料提供者。
如我国景德镇等地将焦炉煤气用作陶瓷厂窑炉的加热燃料,生产出优质的陶瓷制品。
此外,焦炉煤气还可用作水泥和玻璃等工业生产的燃料。
二、利用焦炉煤气发电由于焦炉普遍采用了高效的烟气余热回收技术,约有50%~55%的焦炉煤气富余,我国许多焦化企业将剩余的焦炉煤气用于发电。
焦炉煤气发电有三种方式,分别为蒸汽发电(热电联产)、燃气轮机发电和内燃机发电,目前这几种发电方式在国内均有应用,技术成熟。
如果焦化企业与高电耗生产匹配或与发供电企业联营,且上网电价合适,焦炉煤气用于发电可作为优先选择的技术路之一。
其运行与管理简便,生产作业间长,可采取多种方式,企业收益稳定。
1、蒸汽发电,热电联产供热与发电兼用蒸汽发电由锅炉-凝气式气轮机-发电机组成。
焦炉煤气和转炉煤气综合利用新技术1. 引言1.1 背景介绍焦炉煤气和转炉煤气是钢铁工业生产过程中产生的两种重要煤气资源,其主要组成成分为一氧化碳和氢气。
在传统工业生产模式下,焦炉煤气和转炉煤气通常被单独收集和利用,存在着资源浪费和能源低效利用的问题。
随着我国环境保护和能源节约的要求日益加强,焦炉煤气和转炉煤气综合利用新技术逐渐成为研究热点。
利用新技术实现焦炉煤气和转炉煤气的高效综合利用,不仅可以提高能源利用效率,减少煤气浪费,还能降低对环境的污染,实现资源循环利用。
本文将从焦炉煤气和转炉煤气的特点出发,介绍传统的利用方式以及新技术的应用和案例分析,探讨综合利用新技术的优势及其对环境、经济的影响,并展望未来发展的方向。
希望通过对焦炉煤气和转炉煤气综合利用新技术的研究,为钢铁工业的可持续发展提供一定的理论和实践参考。
1.2 研究意义焦炉煤气和转炉煤气是钢铁生产过程中产生的两种重要工业废气,传统上经常被直接排放到大气中,导致环境污染和资源浪费。
为了有效利用这两种废气资源,减少环境压力,提高资源利用率,相关领域的研究逐渐受到重视。
焦炉煤气和转炉煤气所含成分复杂,但潜在的价值巨大。
通过深入研究和开发新技术,可以将这两种废气高效转化为有用的化工产品和能源,实现资源的再生利用,减少对化石能源的依赖,促进环保与节能产业的发展。
研究有效利用焦炉煤气和转炉煤气的新技术具有重要意义。
从经济角度看,新技术的应用可以降低生产成本,增加资源利用效率,提高企业竞争力。
从环境保护的角度看,减少废气排放可以改善空气质量,减少温室气体排放,有助于应对气候变化。
深入研究焦炉煤气和转炉煤气的综合利用新技术,对推动工业绿色发展,保护生态环境,具有十分重要的意义。
2. 正文2.1 焦炉煤气和转炉煤气的特点焦炉煤气和转炉煤气是钢铁生产过程中产生的两种主要副产品气体。
它们具有以下特点:焦炉煤气:1. 含焦炭气体、烟气和苯乙烯等有害物质,具有高热值和高热稳定性。
焦炉煤气发电厂成功案例一、项目提出的背景山西焦化有限责任公司有年产60万吨、100万吨焦炉各一座,每小时产煤气32407 Nm3,该煤气除供锅炉和职工生活用外,每日有焦炉煤气直接排放约为48万Nm3,煤气的排放对大气和环境也造成了较严重的污染。
如何更好的利用这部份煤气,减少由于焦碳生产带来的环境污染问题,因此,拓宽煤气的利用领域已变得非常紧迫。
山西焦化有限责任公司严格遵循环保、高效、可行的原则,就如何利用好这部份煤气多次组织技术经济考察团对全国各大型焦化厂进行了深入细致考察和论证。
决定建设一座焦炉煤气综合利用电厂,充分利用能源,降低生产成本,创造经济效益。
二、装机容量及设备选型电站设备选型以立足于国内和国内配套为原则,根据目前日排放焦炉煤气量(48万Nm3、热值不低于15.07MJ/ Nm3)和外供蒸汽量(45~60T/h)来确定新建电站规模。
并在此基础上进行装机方案的比较。
经市场调查和研究,相适应的方案有如下三种。
方案一:燃气锅炉+蒸汽轮机发电:装机容量:12000kw,外供蒸汽34t/h这是一个非常传统的技术,也是大家比较熟悉的工艺方式。
它是采用锅炉来直接燃烧焦化煤气,将煤气的热能通过锅炉内的管束把水转换为蒸汽,利用蒸汽推动蒸汽轮机再驱动发电机发电。
系统的主要设备是燃气燃烧器、锅炉本体、化学水系统、给水系统、蒸汽轮机、冷凝器、冷却塔、发动机、变压器和控制系统,工艺流程比较复杂。
根据国内煤气锅炉对燃料的要求:当锅炉燃料的发热量≥12.56MJ/Nm3时,即可使锅炉稳定燃烧。
根据山西焦化有限责任公司提供的煤气资料,完全可以满足锅炉稳燃的要求。
根据煤气气量、热值计算得出,可产生84/h蒸汽。
可选一台双压燃气锅炉,可产生:50t/h、415℃、3.5Mpa和34t/h、190℃、1.25Mpa蒸汽。
可选配一台N12-3.43-V型凝汽式汽轮机,该型号机组最大功率可达12000kW,锅炉还可外供蒸汽:压力为1.27MPa、190℃、34T/h蒸汽。
炼钢中煤气发电技术的应用随着社会的发展和科技的进步,煤气发电技术的应用越来越广泛。
炼钢中煤气发电技术的应用则是其中的重要方面。
在炼钢过程中,大量的煤气会被产生,并在炼钢厂内被排放掉。
然而,这些煤气所蕴含的能量却可以被充分利用。
因此,炼钢中煤气发电技术的应用不仅可以为工厂节约能源、降低成本,还能对环境起到一定的保护作用。
一、煤气发电技术的原理煤气发电技术是指利用煤气作为燃料,通过发电机将其转化为电能的技术。
在炼钢中采用的煤气发电技术一般采用内燃机发电或燃气轮机发电两种方式。
其中,内燃机发电主要是指通过燃烧机械进气式内燃机,利用煤气的热能释放出的气体膨胀作用来驱动发电机发电。
燃气轮机发电则是利用燃气轮机的压缩、燃烧、膨胀过程将煤气的化学能转化为机械能,然后将机械能转化为电能。
两种发电方式的原理类似,只是热力循环过程不同。
二、炼钢中煤气发电技术的应用炼钢中煤气发电技术的应用可以带来许多好处。
首先,煤气发电可以节约能源、降低炼钢厂的运行成本。
在炼钢过程中,大量的煤气会被产生,并在炼钢厂内被排放掉。
这些煤气所蕴含的能量却可以被充分利用,通过煤气发电技术转化为电能,再用于生产或出售,可以为工厂带来不小的经济收益。
其次,在煤气发电的过程中,排放的废气经过一个完整的净化处理之后便可达标排放,可以有效地保护环境。
与传统的焚烧方式相比,煤气发电的废气处理更为彻底,可以最大限度地减少对环境的污染。
而且,在净化处理中,可回收的有用产品也可以再利用,也能为企业带来一定的经济利益。
最后,采用煤气发电技术可以为炼钢企业带来品牌价值和形象提升。
现如今,环保已成为一个热门话题,尤其是对于大气污染不断加剧的问题,各行各业都在积极探索并采用环保技术来降低自身的环境污染。
在这种背景下,采用煤气发电技术可以树立企业的环保形象,提高企业的公信力和社会认可度。
三、应用前景展望目前,煤气发电技术已经在炼钢中得到了广泛应用,并获得了不错的效果。
高效能的焦化煤气发电技术文/中国能源网韩晓平中国是世界焦炭产量最大的国家,但每年在炼焦过程之中浪费了大量的焦化煤气,如果能够积极利用这一资源,每年可以节约数千万吨标准煤。
焦化煤气发电是一种比较便捷的综合利用方式,本文主要研究相应的技术设备,以及应该采取的配套政策。
关键字:焦化煤气利用煤气发电热电联产焦化煤气的不合理利用造成浪费惊人污染严重中国是全世界最大的焦炭生产国,每年估计有2亿吨左右的优质煤炭用于生产焦炭,仅山西一省的不完全统计,每年炼焦消耗煤炭就超过9,000万吨。
尽管今年中国限制了焦炭出口,但全年预计出口总量仍然将超过1,300万吨,中国焦炭的出口量直接影响着世界市场。
根据炼焦炉型和煤质不同的条件,每吨原煤转化为焦炭时可以产生300~400立方米,热值当量1,500~4,500大卡/立方米的焦化煤气,全国每年在炼焦中伴生600-800亿立方米的焦化煤气,粗略估算折合约250-350亿立方米的天然气,总量超过西气东输工程总量,相当3,000~4,000万吨标准煤。
在目前生产焦炭的工艺流程中,绝大多数的项目没有回收利用焦化煤气,不是采取火炬头排空燃烧,就是直接放散。
不仅造成了资源的严重浪费,对环境也产生的巨大污染。
在山西、陕西和内蒙的一些产焦地区,大气污染已经达到了触目惊心、无法忍受的程度,空气中弥漫着呛人的烟雾和硫化氢的臭味,造成当地呼吸道疾病的蔓延,肺癌发病率持续走高,严重危害到当地人民群众的身体健康,对社会稳定和经济持续发展都构成了极大的威胁。
如何能够有效利用炼焦伴生煤气资源,对于中国的可持续发展是一个非常重要的课题,它不仅仅是治理环境污染,更主要的是节约资源,提高能源利用效率,解决目前的电力、煤炭供应紧张局面,维持国家社会和经济的持续发展。
中国煤炭资源按目前技术经济条件下开采,在生态环境容量所允许的有效供给的满负载开采的净有效量仅1,037亿吨,只占探明储量1万亿吨的10%。
中国煤炭资源供给的基本态势是总量丰富,但有效供给能力明显不足。
再加上人口因素,人均实际可利用的煤炭远远低于世界平均水平。
2003年中国的煤炭生产能力达到16亿吨,超过2002年的14亿吨,根据预计2004年将超过17亿吨。
根据预测,2020年中国需要煤炭约29亿吨,而煤炭工业联合会正在进行的规划研究中到2020年中国煤炭工业可能达到的最大产量为20.5~22.1吨,考虑环境制约因素和其他限制条件,专家预测中国产煤的最高峰值仅在25亿吨左右。
按照现在的开采和利用方式,山西的煤炭只能维持40年,而有关专家认为中国全国的煤炭资源仅能维持60年左右。
一边是资源的大量浪费挥霍和环境的急遽恶化,一边是资源供应的大限即将临至,到那时让我们的孩子们守着一片荒芜的国土将如何面对他们的未来?如果我们现在立即行动也许还能亡羊补牢,国务院发展研究中心已经建议国家将节约资源与环境保护和计划生育共同列入“基本国策”,国务院主持的国家中长期能源发展规划中也确立“节能优先”的宗旨,要落实这一决策,有效回收利用焦化煤气是一项必不可少的工作。
焦化煤气发电的四种技术选择焦化煤气发电目前可以利用的设备主要是最传统的利用锅炉和蒸汽轮机的技术组合;以气体为燃料的燃气内燃机;燃气轮机和微型燃气轮机四种技术选择。
这四种技术选择各有优势和不足,用户可以根据项目实际操作情况和现场条件进行选择。
锅炉+蒸汽轮机:这是一个非常传统的技术,也是大家比较熟悉的工艺方式。
它是采用锅炉来直接燃烧焦化煤气,将煤气的热能通过锅炉内的管束把水转换为蒸汽,利用蒸汽推动蒸汽轮机再驱动发电机发电。
系统的主要设备是燃气燃烧器、锅炉、化学水系统、给水系统、蒸汽轮机、冷凝器、冷却塔、发动机、变压器和控制系统,工艺流程比较复杂。
优点是:对于燃料气体要求比较低,只要燃气燃烧器能够承受的气体,一般都可以适应,燃气只需要有限的压力,因而燃气处理系统投资比较简单;但缺点是:工艺复杂,建设周期比较长,难以再移动,必须消耗大量的水资源,占地比较多,管理人员也比较多,能源利用效率太低,通常不到20%。
这一技术过去是中国利用焦化煤气的主要技术方式,它可以与燃煤电厂结合,在燃煤锅炉中安装燃气燃烧器,将焦化厂的焦化气直接喷入锅炉燃烧,这种方式最大的优点是可以适应焦化厂间歇性生产的特性,有气少燃煤,无气多燃煤,不会影响电力供应的品质和能力。
该技术最大的限制是水,中国水资源极度缺乏,特别是山西、陕西、内蒙等焦炭生产大省,连人畜饮水都有困难,消耗大量的水资源来保障焦化煤气的利用几乎是不可能的,所以要解决中国的焦化煤气资源综合利用,必须考虑其他更加可行的技术解决方案。
燃气内燃机:世界上第一台内燃机就是以煤气为燃料的内燃机,1876年德国商人兼机械师奥托发明了人类第一台以煤气为燃料的四冲程内燃机,经过10年的不断改进之后,德国的另一个机械师“奔驰汽车之父”戴姆勒?本茨才将这种四冲程发动机改进为汽油发动机,直到1895年狄塞尔才发明出柴油机。
燃气内燃机的工作原理基本与汽车发动机无异,需要火花塞点火,由于内燃机气缸内的核心区域工作温度可以达到1400℃,使其效率大大超过了蒸汽轮机,甚至燃气轮机。
燃气内燃机的发电效率通常在30%-40%之间,比较常见的机型一般可以达到35%。
燃气内燃机最突出的优点正是发电效率比较高,其次是设备集成度高,安装快捷,对于气体中的粉尘要求不高,基本不需要水,设备的单位千瓦造价也比较低。
但是内燃机也有一些不足的地方,首先,内燃机燃烧低热值燃料时,机组出力明显下降,一台燃烧低热值8000大卡/立方米天然气燃料的500千瓦级燃气内燃发电机组,在使用低热值4000大卡/立方米的焦化煤气时,出力可能下降到350~400kW左右。
此外,内燃机需要频繁更换机油和火花塞,消耗材料比较大,也影响到设备的可用性和可靠性两个主要设备利用指标,对设备利用率影响比较大,有时不得不采取增加发电机组台数的办法,来消除利用率低的影响。
内燃机设备对焦化煤气中的水分子含量和硫化氢比较敏感,可能导致硫化氢和水形成硫酸腐蚀问题,需要采取一些必要措施加以克服。
总之,内燃机是一种比较合适的技术选择,目前我国已经有几家厂家可以提供相应的机组,例如山东胜利油田胜利机械厂,已可以大量生产500千瓦级燃气内燃机,该机组已经在焦化煤气利用中起到了非常积极的作用。
但是500千瓦级燃气内燃机只能在380V等级并网,无法大规模利用焦化煤气。
国外的卡特彼勒和颜巴赫等公司也有相关技术和运行经验。
燃气轮机:从工作原理上看,燃气轮机无疑是最适合焦化煤气利用的工艺技术。
燃气轮机是从飞机喷气式发动机的技术演变而来的,它通过压气机涡轮将空气压缩,高压空气在燃烧室与燃料混合燃烧,是空气急遽膨胀做功,推动动力涡轮旋转做功驱动发电机发电,因为是旋转持续做功,可以利用热值比较低的燃料气体。
国内已经有了不少成功的经验,国内最著名的一个案例是宝山钢铁公司采用原ABB公司(现阿尔斯通公司)的GT11燃气轮机利用热值仅有750大卡立方米高炉煤气的项目。
燃气轮机比较适用于高含氢低热值和气体含杂质较多的劣质燃料,一些燃气轮机甚至使用原油和高硫渣油燃料。
燃气轮机自身的发电效率不算很高,一般在30%~35%之间,但是产生的废热烟气温度高达450~550℃,可以通过余热锅炉再次回收热能转换蒸汽,驱动蒸汽轮机再发一次电,形成燃气轮机——蒸汽轮机联合循环发电,发电效率可以达到45%~50%,一些大型机组甚至可以超过55%。
采用燃气轮机的优势相对比较多,首先是设备的可用性和可靠性都比较高,综合利用率一般可以保持在90%;其次,对于燃料的适应性比较强,含硫、含尘高一点问题都不大;再有就是发电出力一般不会减少,甚至因为燃料进气量增加而有所增加;此外,燃气轮机体积小功率大,比较适合再移动,便于转移运行现场,这对于存在一些不确定性的焦化厂项目的焦化煤气利用非常有利。
但是,世上的事务有一利,必有一弊,没有十全十美的事情。
燃气轮机进气压力比较大,越是发电效率高的机组燃料进气压力越高,因为焦化煤气本身没有什么压力,这就需要使用燃气压缩机,压缩燃气需要消耗大量的能量,影响到设备的实际输出功率,一些项目甚至需要消耗燃气轮机15%~20%的功率,对于联合循环项目可能影响10%~15%的输出功率;采用联合循环系统存在与蒸汽轮机相同的水资源条件要求,系统比较复杂,投资也比较大,同时搬迁也比较困难。
燃气轮机在我国焦化煤气利用上已经有不少成功的尝试,焦化煤气在国际上主要规类为高氢燃料,国外公司在燃气轮机利用高氢燃料上都具有较多的经验,但是具体到焦化煤气上的经验都不太多,主要原因是国外炼焦工业一直处于不断萎缩,中小型焦化厂已经很少,而大多数焦炭来自大型联合化工企业,产生的焦炉煤气多用于化工产品的制造,所以焦化煤气发电项目十分有效。
国内生产的燃气轮机主要是航空改型机组和引进技术组装生产的机组,航空改型主要以株洲和沈阳两大航空发动机制造企业为主,株洲采用涡轮螺旋桨发动机改进的燃气轮机更加适合焦化煤气燃料,目前石家庄焦化厂就是采用涡桨6发动机改进的机组。
引进生产的燃气轮机除了“西气东输”工程中使用的F 级燃气轮机外,主要是南京汽轮机厂引进GE6B型40兆瓦级燃气轮机,703所乌克兰25MW级燃气轮机和沈阳GE10型10MW级燃气轮机等,其中GE机组可以适应焦炉煤气。
微型燃气轮机:研究焦化煤气发电就不得不涉及到微型燃气轮机技术,尽管微燃机目前还没有普及,但是未来它在这一行业的潜力将是非常巨大。
微型燃气轮机的技术与其说是来自航空技术,不如说是来自汽车技术。
微燃机采用了离心式涡轮设计,而不是目前燃气轮机普遍采用的轴流式涡轮,世界上最早的航空喷气式发动机和地面使用的燃气轮机都是采用这种设计,但是后来因为效率太低,所以没有能够继续采用。
离心式涡轮可以将压气机和动力涡轮共同铸造在一个轮盘上,制造工艺简单,体积也比较小,后来,这一技术一直沿用在大型喷气式客机的启动发动电机上。
该技术真正得到推广是因为汽车发动机采用废气涡轮进气增压技术而得到普及,它利用汽车发动机废气驱动一个离心式涡轮的动力叶片,利用铸造在另一侧的压气机涡轮给进入气缸的新鲜空气增压,通过增加气缸工质密度增加发动机出力,达到减少燃料和降低排放的作用,目前这一技术已经在汽车工业中广泛采用。
将这一成熟技术再一次转回的发电技术是因为回热器技术的突破,早在上世纪70年代后期,工业国家因为经历了两次惨痛的能源危机之后,就开始致力于研发各种国家先进高效的能源利用技术,将燃气轮机高温烟气中的余热,直接加温经过压缩的功质空气,一方面可以回收能量,另一方面可以提高燃烧室燃烧的基础温度将大大提高燃气轮机的效率,目前采用这一技术美国索拉公司水星50小型燃气轮机组的发电效率从原型机27%的效率一下提高到38.5%。