天然气发电机余热回收系统的应用效果评价

天然气压缩机余热利用状态分析发表时间：2020-07-14T07:34:32.082Z 来源：《防护工程》2020年8期作者：于秀鑫[导读] 所以开展节能技术攻关应用，提升压缩机组的整体热能利用水平，达到节能降耗的目的。

杰瑞石油天然气工程有限公司山东烟台 264003摘要：随着大力开发常规以及非常规油气的形势，天然气压缩机的使用率不断提高。

充分利用天然气压缩机的余热，降低能量的损失，提高压缩机工作效率，不断提高天然气生产企业的经济效益。

关键词：天然气；压缩机；余热利用引言在用天然气压缩机存在热能利用率低、排烟温度高、烟气余热未回收利用等问题。

管道天然气的传输动力设备主要采用燃气轮机驱动的离心式压缩机。

天然气压缩机的整体热能利用率仅为30%，排烟温度介于300～650℃，高温烟气直接外排，造成了大量热能浪费，并带来环境污染的问题。

所以开展节能技术攻关应用，提升压缩机组的整体热能利用水平，达到节能降耗的目的。

1天然气压缩机余热回收原理燃气轮机有两个重要指标：CO2排放量和ISO热效率。

根据压气站上燃气轮机的使用经验，燃气涡轮装置燃烧室中燃烧产生的热能，不能完全有效地作用于压气机轴杆产生动力，其中很大一部分热能损失掉了，特别是从涡轮中排出的400～500℃燃烧产物的余热。

燃气轮机ISO热效率一般在35%以下，热效率较低。

合理充分利用余热是压缩机组设计阶段和运行阶段的重要任务。

有计算结果表明，未来燃气轮机燃料利用效率可达80%，其中34%～36%直接作用于压气机转轴产生动力，其他为排气余热的合理利用。

理论可回收单位热量用下式表示：2天然气压缩机余热利用状态分析2.1非常规天然气的开发。

在资源枯竭的时期，非常规天然气的勘探开发，具有非常重要的意义。

如页岩气和煤层气作为非常规天然气的开发，大部分的页岩气和煤层气储藏于致密性的岩石和煤层中，通过压裂作业的技术措施，提高储层的动用程度，将页岩气和煤层气开采出来，作为新的能量资源。

燃气电厂深度余热回收利用分析摘要：燃气电厂作为一种清洁高效的能源转换设备，已经成为重要的电力生产方式。

然而，电力生产过程中大量的余热未被充分回收利用，导致能源的浪费和环境污染。

因此，对于燃气电厂深度余热回收利用的研究与应用具有重要意义。

关键字：燃气电厂；深度；余热；回收利用随着能源需求的不断增长，燃气电厂作为一种高效、清洁的能源转换设施正被广泛应用。

然而，在电力生产过程中，大量的余热会以废热的形式排放到环境中，造成能源浪费和环境污染。

因此，对燃气电厂的深度余热回收利用进行研究和应用具有重要意义。

1.燃气电厂深度余热回收利用的意义首先，全球范围内的能源紧缺问题日益突出，传统能源资源逐渐枯竭，而可再生能源的开发利用尚未完全普及。

在这种情况下，有效利用燃气电厂产生的余热能够提供额外的能源供应，从而缓解能源压力。

此外，燃气电厂的排放物对环境造成了严重的污染和负面影响。

燃烧过程中产生的废气中含有大量的二氧化碳、氮氧化物和颗粒物等有害物质，对大气、水体和土壤造成污染。

通过深度回收利用燃气电厂的余热，不仅可以减少温室气体排放，降低环境污染，还可以提高能源利用效率，实现可持续发展。

另外，对于燃气电厂运营者来说，深度回收利用余热也具有经济和经营性的意义。

燃气电厂是高能效的发电方式之一，但仍然存在大量的热能浪费。

通过回收利用燃气电厂产生的余热，可以降低生产成本，提高能源利用效率，增加企业的竞争力和盈利能力。

因此，燃气电厂深度余热回收利用具有重要的背景和意义，既能缓解能源紧缺问题，又能减少环境污染，同时还能提升企业经济效益，实现可持续发展的目标。

2.锅炉烟气余热的回收利用水蒸气在天然气燃烧过程中会产生大量的热量，其中包含了天然气低热值的10％～ 11％。

然而，目前这部分热量很难得到充分利用的原因有两个方面。

首先，天然气中含有硫，在燃烧后会产生微量硫化物，为了防止硫化物对锅炉末级冷却系统等设备的腐蚀，余热锅炉厂家通常将排烟温度控制在90℃左右。

天然气发电机余热回收利用天然气发电机余热回收利用1 天然气发电机余热回收利用技术阐述1.1 技术阐述众所周知，天然气发电机是利用天然气发电的设备，在设备运行的过程中，发电机将废气通过烟筒排出，这一部分废气不但含有有毒元素，同时还有着极高的温度，通常情况下高达200—400℃，一方面造成发电机房温度过高；另一方面，热量白白散失掉。

以1 台500 千瓦发电机组为例：当500KW发电机功率在正常功况下，可以回收30 万大卡/h的热量。

这一部分热量散失到大气中，不但造成污染，同时也是极大的浪费。

而天然气发电机余热回收利用技术就是针对这一现象，通过在发电机烟道安装针型管换热器，在针型管换热器内部冷水与管道热气进行充分交换，达到回收烟道余热的目的。

交换后所得到的热量，可用于其它介质的加热，用途十分广泛。

2 运用实例分析为了更直观、形象的说明此项技术，我们以应用过此技术的大港油田采油五厂西二联天然气发电站为例，进行详细的分析。

采油五厂西二联合站承担着港西油田的原油集输、污水回注等任务，日来液量15354 方，原油含水95%，原油密度0.92，原油经过加热沉降处理后，输送到下一站再进行原油脱水。

西二联天然气发电机组，共有5 台500kW 型号为500GF1-RT 燃气发电机, 每天约消耗伴生气20880 方，燃料的能量只有约35%被发电机组转化为电能, 约有30%随废气排出,25%被发动机冷却水带走,通过机身散发等其他损失约占10%左右，可利用的废气余热功率为3000kW/h。

一方面造成发电机房温度过高；另一方面，热量白白散失掉，也造成了能源的浪费。

2.1 原理：发电机组余热回收技术的主要内容是：在发电机烟道安装针型管换热器，在针型管换热器内部冷水与排烟管道热气进行充分交换后，达到回收烟道余热的目的。

2.2 具体做法：余热回收系统加热原油，需要安装5 个“烟气—导热介质” 换热器（在发电机的烟筒上安装），铺设大约100 米导热介质输送管线，增加2 台循环水泵，2 台板式换热器，保留原有加热炉（在冬季或原油流量加大时备用），安装余热回收装置后，在发电机组发电的同时，所排烟气热量通过特制的余热回收装置回收并加热导热介质，使导热介质达到一定温度，再通过导热介质输送系统，输送到板式换热器，与原油进行充分换热，从而加热原油并取代加热炉。

详解燃气发电机组的优点与工作原理导言：燃气发电机组作为一种高效、节能的发电设备，在工业、农业和居民生活中扮演着重要角色。

本文将详细介绍燃气发电机组的优点和工作原理，帮助读者更好地了解该设备。

一、燃气发电机组的优点：1. 高效节能：燃气发电机组采用燃气燃料进行燃烧，相比传统的燃煤发电，其燃烧过程中产生的废气、废渣少，燃烧效率更高。

同时，燃气发电机组采用余热回收技术，将发电过程中产生的废热利用起来，提高了能源利用效率，从而实现高效节能。

2. 环保低排放：燃气发电机组的燃烧过程中产生的废气几乎不含硫、灰等有害物质，大大减少了对环境的污染。

燃气发电机组采用现代化的烟气脱硫、脱尘等技术，有效降低了二氧化硫、氮氧化物的排放量，符合环保要求，保护了大气环境。

3. 运维简便：燃气发电机组具有自动控制系统，可以实现自动启停、负载调节、故障诊断等功能，操作简单方便。

另外，燃气发电机组的维护保养相对简单，不需要特殊技术人员操作，减少了人员培训成本和维护费用。

4. 响应迅速：燃气发电机组启动响应速度快，从发电机开启到达到额定功率的时间较短，可满足电力需求的迅速变化。

燃气发电机组作为备用电源，在停电或突发情况下能够快速恢复供电，保证了电力的稳定供应。

二、燃气发电机组的工作原理：燃气发电机组的工作原理可以简单概括为燃气燃烧驱动发电机产生电能，具体步骤如下：1. 燃气供给：首先，需要建立一个燃气供应系统，将天然气或液化石油气通过燃气管道输送到燃气发电机组。

供气系统通常包括气源收集器、增压泵、过滤器和调压阀等组件。

2. 燃气燃烧：燃气进入燃气发电机组后，首先进入燃气燃烧室。

在燃烧室中，燃气与空气充分混合，然后点燃燃气，产生高温高压的燃烧气体。

3. 驱动发电机：燃烧气体经过燃气轮机，通过与涡轮相互作用，将燃气的热能转化为机械能，驱动发电机旋转。

4. 发电：机械能驱动的发电机通过转矩传动系统将旋转机械能转化为电能。

发电机通过磁场与导线交互作用，将机械能转化为电能输出。

利用余热发电实现工业生产的节能效果评估在工业生产中，能源消耗一直是一个重要的问题。

传统的工业生产过程中，大量的余热会被浪费掉，没有有效利用。

然而，随着技术的不断发展和创新，利用余热发电成为了一种可行的节能手段。

本文将对利用余热发电实现工业生产的节能效果进行评估。

一、利用余热发电的原理和过程利用余热发电是指将工业生产过程中产生的剩余热能通过一系列的技术设备转化为电能的过程。

通常的步骤包括余热采集、余热回收、余热转化和电能输出。

1. 余热采集：工业生产中，许多设备和工序会产生大量的余热，例如高温熔炉、燃烧锅炉等。

余热采集就是通过热交换器等设备将这些余热收集起来，以供后续利用。

2. 余热回收：余热回收是将采集到的余热重新利用起来的过程。

常见的回收方式包括直接蒸汽回收、热水回收和燃料气回收等。

3. 余热转化：在余热回收后，余热经过热能转换装置（例如蒸汽轮机、燃气轮机等）进行能量转化，最终得到机械能或电能。

4. 电能输出：经过余热转化后所得到的机械能或电能可以直接应用于工业生产过程中的电力需求，或者通过输电线路输送到其他地方供电使用。

二、利用余热发电的节能效果评估准确评估利用余热发电的节能效果对于确定其应用的可行性和效益至关重要。

以下是对该技术的节能效果进行评估的几个方面：1. 能源利用效率提升：利用余热发电将之前被浪费的热能转化为电能，提高了整个能源的利用效率。

相比于单一的热能利用，同时获得机械能和电能的利用方式更加高效。

2. 节约能源成本：工业生产中的余热是免费的能源，通过合理利用，可以大幅减少对传统能源的依赖。

这可以降低企业的能源成本，并且在长期运行中获得可观的经济效益。

3. 减少环境污染：利用余热发电可以减少对传统能源的消耗，降低对环境的影响和自然资源的破坏。

同时，通过减少燃烧过程中的废气排放，能够有效减少二氧化碳等温室气体的排放，有利于环境保护和气候变化应对。

4. 提高工业生产效率：余热发电的应用可以提高整个工业系统的能源利用效率，减少能源的浪费，进而提高生产效率。

天然气发电机组余热回收技术在前处理中的应用摘要：天然气发电机组废热回收技术能够通过对高温烟气中所含的废热进行高效利用，提高站内温度和掺水温度，从而减少站内加热炉总用气量，并利用节省下来的天然气，支撑发电机发电的方式，减少在冬季季节，发电机供气质量较低的情况。

为此，文章针对发电流程中的具体环节，介绍了在预处理阶段使用天然气发电机组的废热回收技术，以供参考。

关键词：天然气；发电机组；余热回收技术；前处理1天然气发电机组余热回收原理该装置的工作原理是：利用燃气的高温，将燃气的热量转换成机械能，然后发电，供应给工厂。

而将天然气发电机所发出的一部分热，以热能的方式散发出去，通过两台热交换器的串连，可得到90摄氏度左右的热水；同时，在引擎中冷却所产生的低温热水，是一种低等级的热量，它可以直接被单元内的散热器完全消耗掉，不需要进行回收；当热负载很小时，散热器还能把缸套水中的热能消耗干净，对高温烟道气管线采取旁通处理，确保了机组的正常运转。

2天然气发电机组余热回收设备的结构特征2.1减少设备的重量以及投入成本在废热回收体系中所使用的针形管，其换热面积约为普通光管的7倍，所以，在各个方面的换热条件都是一样的，所以，在不同的换热条件下，可以极大地降低设备的重量和投资费用，并且，针形管彼此之间可以通过特定的弯头实现相连，并使用氩弧焊来进行缝隙填充。

2.2降噪效果较好由于该装置的组成和针形管的自身组成性质，其降噪效果较高，能够有效地降低声音对周围环境的影响。

2.3安全性较高在该装置中，所有的部件都是被组装起来的，并且没有任何的异常组装，因此不会存在组装应力产生的可能。

与此同时，每一组针形管，都可以在一端与对应结构进行焊接，而另一端则是在放松的状态下，这就可以极大地减少热应力产生的可能性。

另外，根据装置中安装的温度仪表等，可以在装置出现干烧等状况时，对对应的阀门进行有效的保护。

2.4安装简单在对该设备进行具体安装时，只需将其与发动机的排烟口进行有效连接，并使热水系统能够连接到设备的出口和进口，就可以使用。

燃气发动机余热回收改造及分析摘要：近年来，我国科技发展日新月异，为各领域事业的改革与创新提供了强大的动力，使我国各领域事业不断改善传统的发展面貌，迎来了新的发展契机，同时也为我国内燃机设备的电气自动化发展提供了有利的保障，其中内燃机设备电气自动化改造及维护备受人们关注。

内燃机作为社会发展不可或缺的一项机械设备，对人们的生产生活具有重要的意义和深远的影响，同时也为国家的经济发展发挥着潜在的作用，但是内燃机设备在长期运行中必然会出现各种问题，如果不能及时对其进行改造与维护必将造成巨大的损失，因此，在社会主义现代化建设的新时期，加强内燃机设备电气自动化改造及维护势在必行。

关键词：燃气发动机；余热回收；改造引言在煤层气开发利用领域，燃气发动机作为驱动压缩机运转的原动机，使用范围广泛。

发动机燃烧燃气做功时，仅有约一半的能量是有效功率，另外大部分能量随着发动机排放高温烟气白白散失掉。

因此，对发动机高温烟气余热进行回收利用，可以提高能源利用率，实现节能降耗，具有极大的发展前景。

1内燃机设备电气自动化改造及维护的意义随着我国经济社会的不断发展，社会需求日益增高，人们的生活水平及生活质量也得到了显著的提升，对各方面的要求也越来越高，因此，人们对机电设备的性能也就提出了更高的要求，内燃机是促进我国工业发展的重要支柱，在新时期的发展中，只有加强对内燃机设备电气自动化的改造及维护才能从根本上优化内燃机设备的整体性能，保障内燃机设备的高效运行，提升内燃机设备使用的安全系数，降低内燃机设备的损耗及能源消耗，延长内燃机设备的使用寿命，从而全面提升企业的生产效率，加快我我国生产建设的全面发展，更好地推动我国的经济建设。

2改造原因李庄首站站内共有3台燃气发动机驱动型压缩机。

燃气发动机采用美国卡特彼勒G3606型发动机，每小时消耗燃气为300Nm3，发动机废气通过消音器后直接排入大气中，出口烟气温度高达350~500℃，热量白白散失掉，造成极大的浪费。

由于天然气资源有限，冬季严寒期供气短缺问题影响了供热的安全可靠性；同时天然气价格昂贵，政府每年不得不为天然气供热负担高额的财政补贴。

为解决上述问题，从技术角度出发，提高天然气利用效率是缓解天然气紧张和降低城镇供热成本的主要途径。

本文将利用热网回水或低温空气作为冷媒来回收烟气余热、利用热泵技术回收烟气余热两类烟气余热回收技术相结合，沿烟气温度降低的方向进行梯级余热回收，充分发挥高温烟气直接换热的优势和吸收式热泵深度回收烟气余热的优势，形成多级回收的天然气烟气余热深度利用系统。

本文以该系统为研究对象，通过建立理论分析模型，对系统关键参数进行变工况分析，并与实际项目中的测试数据进行比对，验证模型的正确性，进行能效和经济性评价，为系统设计和运行提供指导。

1多级回收的天然气烟气余热深度利用系统介绍1.1烟气余热回收潜力分析将烟气温度降低释放的热量回收利用，可以得到天然气利用效率随烟气温度的变化，其中天然气利用效率是以天然气低位热值进行计算得到的。

当排烟温度从100℃降至露点温度时，天然气利用效率随之线性增加，因为此时仅有烟气显热段热量释放，烟气每降1℃所释放的热量是相等的。

而当烟气温度降至露点温度以下后，烟气中潜热和显热同时释放，此时天然气利用效率增长迅速，其斜率呈现突然增加后慢慢变缓的趋势。

若将烟气露点以下温度段的余热全部回收，则能够提高天然气利用效率10%以上，产生巨大的节能和经济效益。

1.2多级回收的天然气烟气余热深度利用系统本文提出多级回收的天然气烟气余热深度利用系统，系统流程见图1。

系统的“多级”指烟气回收余热的过程是分级完成的。

烟气系统流程：锅炉燃烧所产生的温度为t y1烟气首先进入一级烟气换热器，与一次网水进行间壁式换热，将烟气显热段热量用于预热一次网水，烟气降温至t y2后进入二级烟气换热器；二级烟气换热器内与烟气进行换热的是燃气锅炉房就近热力站的二次网水，由于二次网水温度偏低，因此将烟气温度降低至更低温度t y3，甚至略低于烟气针对燃气锅炉烟气余热回收方式中,常规换热器余热利用不彻底,吸收式热泵回收烟气余热投资大的问题,提出多级回收的天然气余热深度利用系统,在输入燃气量不变、耗费少量循环水泵电耗的前提下,将燃气锅炉供热效率提升约16%。