谈瓦斯发电余热利用工艺设计
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瓦斯发电余热热力计算瓦斯发电余热利用热力计算一.热电联供设计目的本设计利用瓦斯发电机组的余热,将冷水加热成热水,供洗浴、冬季取暖或其他生活用水,实现热电联供,使瓦斯燃烧热能得到充分利用,减少热能浪费,从而实现能源综合利用的目的。
根据实际测试结果表明,所燃瓦斯气只有36%的热量用来发电,约有38%的热量通过高温烟气排空。
如果采用热电联供,设计一套废气余热利用系统,充分利用高温烟气热量,可使所燃气体总热量65%得到应用。
二. 废气余热系统组成及原理废气余热系统主要由烟气——水热交换器、给水泵或热水循环泵、阀门仪表、保温输水管线组成。
该系统由以上部分组成一个循环系统,给水泵或热水循环泵作为动力源,利用烟气——水热交换器加热水介质,产生热水或蒸汽,供生产生活应用。
系统设计以淄柴2台500kW瓦斯气体发电机组余热为例,可以得到压力为1.0Mpa,水介质工作温度在95℃,流量为7093千克/小时循环热水,热交换量约为53万大卡/小时。
或者可以得到压力为5kgf/cm2的蒸汽747kg,热交换量约为47万大卡/小时。
三. 系统热力计算淄柴2台500kW瓦斯气体发电机组正常运转时,发电功率为480kW、排烟温度在500℃左右,则500kW机组的耗气总量为:480/3×(1+13)=2240m3/h烟气总重量为:2240×1.25=2800kg排气烟道气体的比热容为0.26kcal/kg·℃如果将水自20℃加热到95℃用来冬季供暖,则二台发电机组可利用排烟余热为:(500-120)×0.25×2800×2=532000kcal/h每小时可产生热水量为:532000÷(95-20)=7093kg按每平米冬季取暖需要热量70w计算,根据热量换算,1kw合860kcal/h,则供暖面积(每小时)为:(1)回收热量合千瓦数为:532000÷860=619kw;(2)供暖面积为:619×1000÷70=8842m2;二台发电机组可利用排烟余热产生5kgf/cm2蒸汽为:(500-170)×0.26×2800×0.98×2=470870kcal/h按进水温度20℃计算,蒸汽温度152℃,蒸汽的热焓650kcal/kg,则每小时可产生总蒸汽量为:470870÷(650-20)=747kg。
摘要:瓦斯发电机组排烟废气带走的热量占热效率的35% -45%,通过在机组排烟管道上安装针形管换热器可有效回收利用这一热量,提高瓦斯发电机组的热效率,本文通过计算,对整改系统进行了选型设计,可为类似单位提供参考。
关键词:瓦斯发电余热利用选项计算目前,在高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井中,均建立了煤层瓦斯抽采及综合利用设施。
瓦斯发电是目前最主流的综合利用项目。
但瓦斯发电机组所使用燃气发动机的有效热效率仅为30-40%,而冷却水与废气带走的热量高达45-65%。
综合利用这一能量可使瓦斯发电机组的有效热效率达70%以上,能起到较好的节能效果。
1项目实施方案设计及选项安阳鑫龙煤业(集团)红岭煤业有限责任公司(下称“红岭矿”)共安装4台500GF1-3PW型燃气发电机组。
为充分利用资源,回收利用瓦斯发电机组余热,经过研究分析及多方论证,确定红岭矿瓦斯发电机组余热利用方案为:利用4台发电机组排出的尾气直接引入针形管换热器,利用排烟余热产生0.5MPa的蒸汽加热负荷。
1.1余热利用系统流程瓦斯发电机组500℃左右烟气针形管换热器汽水混合物热水循环泵软化水补水系统汽水分离器170℃左右烟气排出0.5MPa蒸气20℃左右软化水1.2发电机组排烟余热回收计算按每m3纯瓦斯可发电3KWh,空燃比15:1计算,500GF1-3PW机组正常工作发电功率为420kW时的总耗气量为:420/3×(15+1)=2240m3/h(常温体积)平均重量按1.25kg/m3计算,排烟总重:2240×1.25=2800kg/h排烟的比热容按烟道气体计算:可利用排烟余热为:(550-170)×0.27×2800=28.7万kcal/h则一台发电机组排烟余热可回收28.7万kcal/h。
可产生0.5MPa饱和蒸汽量为:287000×95%/(656-20)=429kg/h。
0.5MPa蒸汽饱和温度151℃,比焓为656kcal/kg;补给水按20℃计算,比焓为20kcal/kg。
瓦斯发电机组余热回收利用技术研究摘要:随着我国经济在快速的发展,社会在不断的进步通过对某煤矿职工澡堂洗浴热水年用水量、温度、水源热泵年耗电量等进行收集分析,对余热锅炉汽水分离器产生的蒸汽在向矿井输送过程中的能量变化情况进行研究,选择出适合瓦斯发电机组的余热锅炉,实现了余热回收利用系统和水源热泵系统互为备用,解决职工澡堂洗浴用水的问题,通过优化设计,使余热回收系统连续、稳定、可靠运行,大大减少水源热泵机组运行电耗。
关键词:瓦斯;余热;回收引言节能减排、降低能耗、提高能源利用率是我国能源发展战略规划的重要组成部分,符合我国能源发展的规律和趋势,也是我国环境规划治理的重要组成部分。
我国能源利用率为33%左右,比发达国家低10%,至少50%的工业耗能被以各种形式的余热直接废弃。
余热回收利用是提高经济性、节约燃料的有效途径。
1瓦斯发电机组烟气和循环水余热系统现状瓦斯发电机组在运行发电过程中产生及排放出大量高温废气,而其自带冷却系统远不能满足机组散热的需求,且大大降低了机组发电运行效率和使用寿命。
对于瓦斯发电机组,燃料的能量有约35%被瓦斯发电机组转化为电能,其他约有30%的气体燃料随高温烟气排出,25%被发动机冷却水带走,通过自身散发等其他因素损耗的约占10%,而这其中约一半的能量是可以被二次利用的。
根据计算,瓦斯发电机组每提供100kW的电,所排出的尾气余热可满足2500m3的洗浴和采暖用水。
由此可见,若将浪费的热能回收加以利用,不仅可提高能源利用率和设备运行效率,降低生产支出成本,还可减少CO2以及各种有害气体的排放。
2技术方案2.1瓦斯发电余热回收系统瓦斯发电余热回收系统设备采用500GFZ1燃气内燃机。
根据机组热平衡及排放指标数据分析:燃气内燃机烟气排放含有HC、NOX、碳颗粒以及微量硫化合物。
这些物质在气态时不会对设备产生腐蚀,如果排烟温度过低,水蒸汽冷凝成液态水,氮氧化物和硫化物就会融于水中形成酸,腐蚀设备。
某某煤矿瓦斯发电余热利用方案某某煤矿二O二一年六月某某煤矿瓦斯发电余热利用方案某某煤矿主工业场地安装有2台YHZRQ-360N-L型真空热水机组(燃气热水锅炉),1用1备,额定功率4200kW, 燃气消耗量406.4Nπι3 ∕h,额定进出水温度60/85T。
供暖季运行1台,非采暖季节不运行,用于地面工业场地建筑供暖。
2台LJPZ2-LO-Q型燃气蒸汽发生器(燃气蒸汽锅炉), 额定蒸发量2000kg∕h,燃气消耗量159.8Nm∕h,额定蒸汽温度184C,冬季两台全开,方能满足主副井口供暖需求。
工业场地现在已经安装有空压机余热回收系统,用于供应洗浴热水,夏季热水富余,冬季略有不足,总体上满足需求。
瓦斯发电站现有瓦斯发电机组6台,一般情况下运行5台。
发电机额定发电功率500kW∕台,配套有190系列燃气发动机6台,需配置6台烟气余热换热器收集烟气余热,配置6台板式换热器收集缸套水余热。
一、当前供热状况及燃气用量1.当前供热状况2.当前供热状况下燃气需求量3 .近4年燃气使用量统计由于近年来矿井严格控制燃气使用量,采取减少供暖天数、分时段间歇供暖、减少供暖地点等多种措施,大大降低了燃气使用量。
经统计矿井平均年消耗天然气约457 万元。
近4年燃气用量明细二、可利用余热资源某某矿宿舍楼7栋,办公楼3栋,餐厅1处等多处建筑设置集中供暖,全矿供暖面积大约8万In2。
采暖建筑多为民用建筑,保温效果较好,按照采暖单位面积热指标50W/ Itf计算,则采暖热负荷为:80000×50∕1000=4000k W o(1)瓦斯发电尾部烟气余热某某矿主工业场地现已安装6台500kW低浓瓦斯发电机组,平均运行台数为5台。
单台烟气余热可提取热量为:500 ÷ 0. 35 × 0. 6 × 0. 45=385kW o5台内燃机尾部烟气余热热量为:385×5=1925kW(2)瓦斯发电冷却水余热单台缸套水系统可提热量为:500 ÷0. 35×0.6× 0.3=257kW o5台内燃机缸套冷却水余热提供的总热量为:257 X 5=1285kW o(3)瓦斯发电余热量6台瓦斯发电机组,正常运行5台机组。
煤矿瓦斯发电余热利用实施方案煤矿瓦斯发电是指将煤矿瓦斯作为燃料,通过燃烧产生高温高压的热能,驱动发电机产生电能的一种能源利用方式。
而煤矿瓦斯发电余热利用,则是指在煤矿瓦斯发电过程中产生的废热利用,将其转化为其他形式的能量,实现能源的综合利用。
本文将从技术、经济和环境等方面,对煤矿瓦斯发电余热利用的实施方案进行探讨。
一、技术方案1.余热回收与再利用2.热电联供技术采用热电联供技术,将煤矿瓦斯发电过程中产生的余热利用于供热系统。
通过热交换器将余热传递给供热设备,用于供暖、供热水等。
这样既能提高能源利用效率,又可以减少对其他能源的依赖。
3.余热发电技术利用余热发电技术,将煤矿瓦斯发电过程中产生的烟气余热转化为电能。
可以采用热电联供设备,通过热电转换装置将余热转化为电能。
这样既能实现煤矿瓦斯的综合利用,又能增加额外的电力输出。
二、经济方案1.节能减排通过余热利用,可以减少煤矿瓦斯发电过程中的能源浪费,提高能源利用效率。
这样既能减少能源消耗,降低经济成本,又能减少温室气体的排放,保护环境。
3.节约成本通过余热利用,煤矿瓦斯发电厂可以节约燃料成本,减少能源消耗。
同时,热电联供技术可以减少供热成本,降低企业生产成本。
三、环境方案1.减少温室气体排放煤矿瓦斯是一种温室气体,其排放对环境造成负面影响。
通过煤矿瓦斯发电余热利用,可以减少煤矿瓦斯的直接排放,减少温室气体的排放量,缓解全球气候变化。
2.改善环境质量通过热电联供技术,将余热利用于供热系统,可以减少其他能源的消耗,降低环境污染物的排放。
这样可以改善环境质量,提高生活质量。
3.提升绿色形象总之,煤矿瓦斯发电余热利用方案能够提高能源利用效率,降低温室气体排放,节约能源成本,改善环境质量。
在实施过程中,应根据不同的情况选择适合的技术方案,并注重经济效益和环境效益的平衡,进一步推动煤矿瓦斯发电行业的可持续发展。
煤矿瓦斯余热回收利用分析与措施研究1. 引言本文旨在研究煤矿瓦斯余热的回收利用分析与措施,以探索可持续的矿业发展策略。
通过对瓦斯余热回收利用的分析和措施研究,我们可以发现其巨大的经济和环境潜力,为煤矿行业的可持续发展做出贡献。
2. 瓦斯余热回收利用的意义瓦斯在煤矿生产过程中产生的余热是一种宝贵的能源资源,如果不进行有效回收利用,将会造成能源的浪费和环境污染。
通过研究煤矿瓦斯余热的回收利用,我们可以实现以下几个方面的意义:- 经济意义:瓦斯余热回收利用可以为煤矿企业节约能源成本,提高经济效益。
- 环境意义:有效回收利用瓦斯余热可以减少温室气体排放,降低矿井的环境污染。
- 可持续性意义:瓦斯余热回收利用是煤矿产业可持续发展的重要组成部分,有助于实现资源的有效利用和环境保护。
3. 瓦斯余热回收利用的分析瓦斯余热的回收利用主要包括以下几个方面的分析:3.1 瓦斯余热的产生与特点分析煤矿瓦斯的产生过程与其余热特点是研究瓦斯余热回收利用的基础。
分析瓦斯产生过程以及瓦斯余热的温度、流量等特点,可以为后续的回收利用方案提供依据。
3.2 瓦斯余热回收技术的分析瓦斯余热的回收利用涉及多种技术,如余热发电、余热利用、余热供热等。
对这些技术进行分析,了解其原理、应用范围和效益,可以为选择适合煤矿的回收利用技术提供参考。
3.3 瓦斯余热回收利用的经济效益分析经济效益是衡量瓦斯余热回收利用是否可行的重要指标。
通过对瓦斯余热回收利用的经济效益进行分析,可以评估其对煤矿企业的经济收益和投资回收周期,从而为决策提供依据。
4. 瓦斯余热回收利用的措施研究基于对瓦斯余热回收利用的分析,我们可以提出以下几个方面的措施研究:- 技术改进:针对不同的煤矿瓦斯产生和余热特点,研究并改进适合的回收利用技术,提高能源回收效率。
- 经济政策支持:制定相应的经济政策,给予煤矿企业回收利用瓦斯余热的支持和激励,推动其积极参与回收利用活动。
- 完善管理机制:建立瓦斯余热回收利用的监管和管理机制,加强对煤矿企业的监督,确保回收利用工作的顺利进行。
5MW瓦斯发电机组余热利用蒸汽系统方案一、镍基钎焊热管技术的工作原理镍基钎焊管,即将镍铬合金渗入锅炉管或ND钢(耐低温露点腐蚀钢)表面,形成致密光滑涂层,使管片和母管的焊着率为100%,有效的扩展了换热面积,提高了换热系数,同时具有很好的耐高温和耐腐蚀性能。
热管是一种具有很高热传输性能的元件,它集沸腾与凝结于一身,有管壳、管芯和传导液组成。
它的工作原理是:当蒸发段遇到高温介质时,管内传导液吸收蒸发潜热后蒸发,传导液蒸汽从管中心绝热段通道流向凝结段,并放出潜热,重新凝结成传导液,凝结后的传导液借助管芯的毛细力作用重新返回蒸发段再进行蒸发,这样形成了一个闭合的循环系统。
通过这种途径,热量从加热区到了散热区,对被加热介质进行加热,得到所需温度的介质。
镍基钎焊热管式余热回收装置利用高温烟气和被加热介质传热系数的不同(烟气传热系数小,被加热介质传热系数的高),因而在传热系数小的烟气侧扩展换热面积,将热端—镍基钎焊翅片吸收的热量,与冷端—光管传热系数高的被加热介质所吸收的热量相同,使之产生有效的换热平衡。
二、镍基钎焊热管式余热回收装置的结构特点1、结构紧凑单位长度的钎焊热管换热面积是普通光管的七倍左右,同时钎焊热管之间用小半径推制弯头连接。
因而相同换热面积的钎焊热管余热回收装置普通光管的设备相比,其体积和占地面积成数倍的减小,并且其重量也有不同幅度的降低。
因而,在设备布置安装和吊装等方面为用户提供了很大的空间。
2、维修方便钎焊热管是采用整根无缝钢管制造完成的,使其具有很高的耐压性能,一般情况很少出现质量方面的问题。
如果偶然发现某一根钎焊热管出现泄漏,也可以方便的进行更换,即使不更换也不影响运行。
3、受压元件无热应力每一根钎焊热管组装时,无任何强制组装现象,因而不会产生组装应力。
同时每一端呈自由状态。
这样设备在运行过程中,无热应力产生。
4、标准化设计和灵活的尺寸变化迄今为止,我们已开发设计了多系列的标准产品。
谈瓦斯发电余热利用工艺设计作者:张飞飞王军来源:《农家科技下旬刊》2014年第04期摘要:本文主要介绍瓦斯发电余热利用工艺,并着重从工艺系统、重要设施、设备的工作原理等方面进行阐述,以此探讨瓦斯发电余热利用工艺设计。
关键词:瓦斯发电;余热利用;机组;工艺设计瓦斯发电是指利用瓦斯中一定浓度的甲烷进行发电,而余热利用是指对瓦斯发电机组排出来的烟气余热进行回收利用,烟气余热回收可以产生95℃左右热水,进而用于企业采暖和洗浴。
下面着重从工艺系统、重要设施、设备的工作原理等方面进行阐述。
一、烟气余热利用系统瓦斯经过瓦斯发电机组发电后,会产生550℃大量的烟气,烟气通过真型管换热器后,转换成95℃的水,然后通过水换热器进入专用管道进而用于企业采暖或洗浴。
具体见附图1.烟气余热利用系统流程图:二、投入设备2.1针形管换热器,针形管换热器是一种采用针形管换热元件与肋片管样扩展受热面、强化传热的设备。
在其针形管束内构成一个封闭的水循环系统,当来自锅炉的烟气进入针形管箱体时,烟气横向冲刷针形管受热面,管内的载热体水和蒸气吸收烟气中的热量,温度上升,同时降低了排烟温度,以充分利用排烟中的余热。
该设备一般安装在发电机组与排烟管道之间。
2.2热水循环泵,该设备主要分为2种,一种是磁力驱动隔离式,另一种是电机式。
其主要工作原理就是通过叶轮的高速转动使得液体达到一个离心的效果,从而使得液体获得一个很大的动能,然后通过水泵内部容积的变化使得液体发生能量的转化,从而达到输送液体的目的。
该设备安装在针形管换热器之前。
2.3全自动软水器,该设备主要用于降低水的硬度。
由于由于水的硬度主要用由钙、镁形成来表示,所以要降低水的硬度就必须将水中的Ca2+、Mg2+(形成水垢的主要成份)置换出来。
该设备就是通过采用阳离子交换树脂将水中的Ca2+、Mg2+置换出来,随着树脂内Ca2+、Mg2+的增加,树脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐渐降低,但该设备具有阳离子交换树脂再生功能。
267我国煤与瓦斯突出的矿井已基本构建了煤层瓦斯抽采及瓦斯利用体系。
对燃气发电机组的余热进行开发利用,不仅可以提高燃气资源的利用率,实现发电过程中的环保、节能的目标,而且还能在一定程度上为瓦斯发电站带来十分可观的经济效益。
就燃气发电机组的能源利用率而言,只有35%左右的原料能源会被转化为电能,35%左右的原料能源会随着高温烟气被排出,25%左右的原料能源会被发动机中的冷却水吸收并带走,此外,发电机组运行过程中还会带走10%左右的原料能量。
由此可见,瓦斯发电站在运行的过程中,冷却水以及排气余热所带走的原料能量远远高于用做有用功的原料能量[1]。
杜儿坪矿目前有三台500GFl—3RW型瓦斯发电机组,其每日的发电量为10000Kw.h,在发电过程中所产生的烟气余热都被排入了大气中。
为了对这些被浪费掉的热量进行回收再利用,实现矿井生产的节能减排目标。
该矿井在利用瓦斯发电的过程中,引进了烟气余热利用技术,在实际的生产的过程中取得了相对较好的环保效益以及经济效益。
1 余热二次深度利用的原理瓦斯发电机组系统在发电过程中,一方面在瓦斯发电机组烟道口处安装一套余 热收集锅炉,收集机组排出的约550℃高温烟气,软化水依托管网源不断地输送到余热收集锅炉进行热源交换,另一方面在机组冷却系统循 环水 系统加装板式换热器,简化中间再热环节,通过“热水-冷水一热水、热气-冷水一热水”的交换方式,经管道泵将余热水源不断地输送到蓄水池和使用地点,使得一次能源在向二次能源转换的过程中,将损耗的能源充分利用,最大限度地提高能源的使用率[2]。
2 瓦斯发电机组烟气余热的用途2.1 余热采暖瓦斯发电机组余热采暖是在发电机组烟道出口加装一套余热回收装置,热水循环泵将软化水送到余热回收装置,经加热的软化水供给采暖户,冷却水再被送到余热回收装置加热,如此一直循环。
该瓦斯发电站的余热锅炉的热水循环利用系统是由软化水装置、高温水箱、3寸管路、板式热水器、2台热水循环泵、1台针形管余热锅炉组成。
电厂瓦斯发电站余热利用系统设计作者:张俊英来源:《电子技术与软件工程》2018年第24期摘要作为我国电厂发展的重要形式,煤炭发电过程的实现伴随着较高的余热资源产生。
实现电厂瓦斯发电站余热资源的充分利用,不仅能够实现发电厂区域自然环境的改善,更能有效的提升电力企业的经济效益和社会效益。
本文在阐述瓦斯发电站余热资源利用系统设计必要性的基础上,对其余热来源进行系统分析,并针对性的提出余热利用系统设计方案。
以期有利于电厂余热资源利用效率的提升,推动节能减排工程的进一步发展。
【关键词】瓦斯发电余热利用设计瓦斯发电是电厂发电的重要形式,其不仅实现了瓦斯资源的工业化应用,更实现了相关产业链经济效益和社会效益的高质量获得。
然而实践中,受配套设施建设不完善等因素的影响,电厂瓦斯发电站的应用伴随着较大比例的余热资源浪费,对企业效益的进一步提升及电厂周围的生态环境造成巨大影响。
新时期,如何实现电厂瓦斯发电站余热的高效利用己成为当前电力工作人员不得不思考的重要内容,本文由此展开分析。
1瓦斯发电站余热利用系统设计必要性瓦斯发电是电力生产的基本形态。
在电厂运行过程中,发电站在电控燃气混合器技术的支撑下,通过发电机组的充分应用,有效的实现了电力资源的快速生产;并且在实践过程中,低浓度瓦斯发电机组的应用使得这一过程更加高效、规范。
然而需要注意的是,在瓦斯资源快速利用生产的同时,其配套设施的建设具有滞后性,由此造成了发电过程余热资源利用效率低下的问题。
当前环境下,进行瓦斯发电站余热利用系统设计具有以下作用:(1)余热利用系统的设计是对发电产业链的进一步完善,其保证了电力生产附带资源的二次化高效利用,在实现资源节约的同时,创造了较大的经济效益,有助于企业盈利规模的进一步扩大。
(2)从环境保护的角度来看,传统模式下,余热利用系统的缺失对发电厂周围的生态环境造成较大程度破坏,而通过余热利用系统的优化升级,这一危害得到了有效控制,在实现电厂区域生态环境改善的基础上,有效的确保了国家节能减排理念的深度落实。
瓦斯的主要成分是烷烃,其中甲烷占绝大多数,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷,此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气,以及微量的惰性气体。
具体可分为液化石油气与天然气、煤气三大类液化石油气,由原油炼制或天然气处理过程中产生的混合气体,主要成分是丙烷与丁烷天然气,由古生物遗骸长期沉积地下,经慢慢转化及变质裂解而产生的气态碳氢化合物,主要成份为甲烷,并含有少量之乙烷、丙烷、丁烷等碳氢化合物及少量之不燃性气体煤气(指生活中人们对其称呼),也俗称为“瓦斯”。
指的是煤炭不完全燃烧所产生的气体,主要成分是一氧化碳煤矿瓦斯发电,既可以有效地解决煤矿瓦斯事故、改善煤矿安全生产条件,又有利于增加洁净能源供应、减少温室气体排放,达到保护生命、保护资源、保护环境的多重目标。
低浓度瓦斯发电需要解决2个问题,一是各个煤矿的本身不一样,而且随时都在变化,传统的发电机组很难“以不变应万变”;二是低浓度瓦斯的安全输送问题。
低浓度瓦斯发电机组采用电控燃气混合器技术,可以自动控制空燃比,以适应瓦斯的浓度变化,同时,低浓度瓦斯安全输送技术,采用细水雾技术,解决了低浓度瓦斯的地面安全输送问题。
煤矿瓦斯分高浓度瓦斯和低浓度瓦斯,高浓度瓦斯是指瓦斯浓度大于25%的瓦斯,低浓度瓦斯是指瓦斯浓度低于25%的瓦斯。
我国60%以上的瓦斯是含甲烷25%以下的低浓度瓦斯,按煤矿安全规程要求,瓦斯浓度在25%以下的就不能贮存和输送,更谈不上利用了。
低浓度瓦斯发电需要解决2个问题,一是各个煤矿的本身不一样,而且随时都在变化,传统的发电机组很难“以不变应万变”;二是低浓度瓦斯的安全输送问题。
低浓度瓦斯发电机组采用电控燃气混合器技术,可以自动控制空燃比,以适应瓦斯的浓度变化,同时,低浓度瓦斯安全输送技术,采用细水雾技术,解决了低浓度瓦斯的地面安全输送问题。
中国工程院周院士认为:“低浓度瓦斯发电机组,适合我国煤矿点多量小的特点,堪称破解我国煤矿瓦斯难题的金钥匙”。
2004年以来,胜利油田胜利动力机械集团开始对“煤矿瓦斯细水雾输送及发电技术”进行开发研究并与第二年试验成功,使低浓度瓦斯发电技术得到了快速发展。
利用剩余瓦斯发电设计方案分析在油页岩炼油的过程中产生的低热值剩余瓦斯可用于发电和余热的再利用,很好的实现了节能减排。
本文就曾参与设计的页岩炼油厂剩余瓦斯发电和余热锅炉的工艺设计方案和瓦斯发电机的选择进行了阐述。
标签:剩余瓦斯发电;余热利用;瓦斯发电机循环经济是以资源的高效利用和循环利用为核心,以“减量化、再利用、再循环”为原则,以低消耗、低排放、高效率为基本特征,剩余瓦斯发电项目有利于保护环境、节约资源。
但其主体设备—瓦斯发电机的选择很大程度上决定了项目的成本和发电的质量,是工程项目中至关重要的部分。
一、工程技术方案1、发电站工艺流程首先由干馏装置来的剩余瓦斯经风机加压送入脱硫塔,剩余瓦斯经脱硫后进入瓦斯罐,而后用来发电和烧锅炉。
见图1)剩余瓦斯气体概况剩余瓦斯气体组成%CO??2 CnHm O2 CO H2 CH4 N220.5 0.8 0.4 4.0 10.5 7.5 56.3分子量硫化氢含量(g/Nm3)密度(g/Nm3)热值(大卡/Nm3)28.4 4——5 1.266 6802)剩余瓦斯气体加压剩余瓦斯进入电站前压力为0.0032MPa,温度为52℃,由于脱馏等要求压力在0.006—0.01MPa,须设剩余瓦斯加压风机房,风机房设备可以选用离心式风机两台,一开一备。
3)剩余瓦斯气体脱硫瓦斯由加压机房加压,加氧(有利于脱硫反应)等,经过换热器,将瓦斯温度调节到30~40°左右,在压力0.006—0.01Mpa下脱硫,然后送到储气罐。
脱硫选用TG脱硫塔干法脱硫,一期安装32台发电机组选用TG脱硫塔16台,二期安装30台发电机组用TG脱硫塔14台。
2、瓦斯气发电1)瓦斯气发电简述剩余瓦斯的生产量是由油母页岩干馏页岩油生产情况来决定,当用于发电时,剩余瓦斯可即时转化为电能,使瓦斯资源得到充分利用,避免了无奈的排放,另一方面瓦斯电站的负荷可以根据气源的变化灵活调节,能较好地解决剩余瓦斯生产与页岩油生产使用难以协调的矛盾。
谈瓦斯发电余热利用工艺设计
摘要:本文主要介绍瓦斯发电余热利用工艺,并着重从工艺系统、重要设施、设备的工作原理等方面进行阐述,以此探讨瓦斯发电余热利用工艺设计。
关键词:瓦斯发电余热利用机组工艺设计
瓦斯发电是指利用瓦斯中一定浓度的甲烷进行发电,而余热利用是指对瓦斯发电机组排出来的烟气余热进行回收利用,烟气余热回收可以产生95℃左右热水,进而用于企业采暖和洗浴。
下面着重从工艺系统、重要设施、设备的工作原理等方面进行阐述。
1.烟气余热利用系统
2.投入设备
2.1针形管换热器
针形管换热器是一种采用针形管换热元件与肋片管样扩展受热面、强化传热的设备。
在其针形管束内构成一个封闭的水循环系统,当来自锅炉的烟气进入针形管箱体时,烟气横向冲刷针形管受热面,管内的载热体水和蒸气吸收烟气中的热量,温度上升,同时降低了排烟温度,以充分利用排烟中的余热。
该设备一般安装在发电机组与排烟管道之间。
2.2热水循环泵
该设备主要分为2种,一种是磁力驱动隔离式,另一种是电机式。
其主要工作原理就是通过叶轮的高速转动使得液体达到一个离心的效果,从而使得液体获得一个很大的动能,然后通过水泵内部容积的变化使得液体发生能量的转化,从而达到输送液体的目的。
该设备安装在针形管换热器之前。
2.3全自动软水器
该设备主要用于降低水的硬度。
由于由于水的硬度主要用由钙、镁形成来表示,所以要降低水的硬度就必须将水中的Ca2+、Mg2+(形成水垢的主要成份)置换出来。
该设备就是通过采用阳离子交换树脂将水中的Ca2+、Mg2+置换出来,随着树脂内Ca2+、Mg2+的增加,树脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐渐降低,但该设备具有阳离子交换树脂再生功能。
该设备与补水管连接。
2.4落地膨胀箱
落地膨胀箱主要用在水系统上,主要是用来吸收由于温度升高系统水膨胀引起的压力波动;在变频供水或其他供水设备上主要是用来调节因阀门开关,水泵
启闭而引起压力波动,消除水锤效应的一个装置。
其结构主要分为两部分:外部罐体和内置的气囊,两者用法兰盘连接。
在气囊与罐体之间预充一定压力的氮气,这样当膨胀罐装在系统上工作时,当系统由于工作压力异常,压力升高大于膨胀罐内部预充氮气压力时,系统水就会冲入膨胀罐内,吸收压力波动,避免系统压力升高过多而损坏其他元器件;当系统由于泄漏等原因压力降低小于膨胀罐内氮气压力时,膨胀罐内那部分水会在氮气压力的作用下挤出,补回到系统,维持系统压力不会降低太多。
该装置安装在热水循环泵之前。
2.5管材及管路保温
余热管线采用符合GB/T8163-1999《输送流体用无缝钢管》标准生产制造的无缝钢管。
所有余热管线采取保温措施,保温的工艺要求为:管线除锈--刷防锈漆--包60mm厚岩棉管壳--铁丝捆扎—镀锌铁皮保护层。
施工中遇阀门、弯头、法兰等异形零部件处参照上述工艺方法现场处理,以达到保温效果为目的。
4、结语
随着人们对煤矿瓦斯综合利用研究的不断深入,特别是由于近年来在低浓度瓦斯发电机组研发方面的突破,会有更多的企业致力于瓦斯发电项目的开发,这也将会产生的更多的烟气。
无论从资源再利用方面考虑,还是从环保角度上要求,瓦斯发电烟气余热利用势必成为一种趋势。
通过本文对瓦斯发电烟气余热利用工艺设计的阐述,以期为瓦斯发电烟气余热利用起到一定的借鉴作用。
参考文献:
[1]谢晓东《探低浓度瓦斯发电站工艺设计》【煤炭工程】2008年09期;
[2]杨永强《瓦斯发电机组烟气综合利用实践》【中州煤炭】2008年03期;。