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环保能源燃气发电变废为宝技术简介

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2008/1/11 13:58:12   

 关键词:  燃气发电 发电 燃气

燃气机产品是国家“十五”规化和产业政策倡导下的节能环保产品。可在油气田、焦化厂、煤矿、炼化厂等领域广泛使用,其中燃气内燃机发电是利用散气的最佳应用方式。
推广资源综合利用电厂,展现当代科技最高效益。
燃气发电安全可靠环保高效,当月投产当月受益当年回本,拉动地方经济。操作简单省心省力,综合利用实惠实际,符合政策,变害为利,乃是为国为民加速小康社会建设的百年大计,雪中送炭的壮举。
宗旨:我方科技服务全方位保您发展放心到永远

焦化尾气发电机组
主要机型有300GF-PJ400GF-RJ500GF-RJ1000GF-RJ1200GF-RJ。
用途利用炼焦产生的尾气建立电站,可作为自备电站也可出售电能。
特点1.可适用于含高氢成份,燃气成分变化大的焦炉尾气发电,
计算机闭环控制,自动跟踪成分变化,保证良好燃烧,保
障机器平稳运转。
2.可应用极低压力的燃气,不必增压,减少投资和提高有效
发电量,不用专门建立储气罐。
3.机组自成体系,辅助设备少。
4.机组可单台使用,也可多台组合并机使用,并可上网。
5.机组质量可靠,转速低,机械负荷小。
6.主重控制件均采用世界最先进进口部件。
7.机组的各种保护系统齐全。
应用成功应用于山东、河北、陕西等地焦化厂。
一、焦炉煤气发电应用的相关技术
焦炉煤气是在隔绝空气条件下高温焦化制取焦炭的副产品。每吨可得煤气300-350m3,中国钢铁工业的快速发展加大了对焦炭的需求。国内钢铁工业一直保持快速增长的态势,粗钢产量平均以每年7.59的速度上升。钢铁行业的高速增长,直接结果就是焦炭需求持续大幅度增加,煤矿及钢铁行业副产煤气(焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气)回收利用潜力很大。合理、高效、无污染地利用焦炉煤气发电和供热,能达到节能、增效和环保的多重效果,是焦化厂多余焦化煤气的最佳利用方式。
1、燃气发电技术应用形式
●利用燃气内燃机发电机组发电。主要应用在单机功率30001kW以下的中小型发电设备,其优点是:
①发电效率高。通常在32-40,若增加热电冷联供系统,热电效率可达80以上。
②造价相对较低。由于内燃机技术成熟,零件的精密度要求相对较低,单位千瓦造价低于燃气轮机。
③使用场合灵活。根据不同场合用户的需要,可方便的并机或并网,构成总输出功率达上万千瓦的电站或热电冷联供机组。机组群还可根据实际负载的需要,灵活方便地调节发电输出。
④可以使用多种低热值燃气,应用范围广。
⑤调峰性能最好,启停方便快捷。
⑥维修简单,安装方便。设备体积小,重量轻,大修周期长、维修简单。缺点主要是单机功率较小,不能适用于大规模的发电的需要。
总之,燃气内燃机发电技术成熟,工艺稳定,投资小,见效快,运行维护相对简单,适用于多种行业。
2、焦炉煤气发电对燃气发电机组的特殊技术要求
焦炉煤气组分中含氢气47-60(体积)、甲烷23-27、一氧化碳6-8等。焦炉煤气的发热值约为15-16.8MJ/Nm3,可用来发电。但一般的燃气机——天然气或煤层气发动机不能直接用于焦炉煤气,燃气机必须进行适用焦炉煤气特性的改造,解决焦炉煤气含氢比例高、爆炸极限范围宽(4.1-74.2),其气体组份和浓度动态变化大,混合气的空燃比动态变化大,燃烧速度快而带来的屐转速和输出功率不稳定,波动大问题。
二、焦炉煤气发电机组的技术
●燃气机电控技术。电控技术是采用电子控制技术,通过闭环自动调节混合气空燃比,显著提高对燃气浓度深化的适应能力,燃气可燃成份浓度在30以上频繁变动时,都能被有效利用。同时可适用于汽源压力极低的场所。
多点电控技术可较好地解决高氢燃气做功常引起的进气管爆燃、回火等问题,将燃气机推广到焦炉煤气、水煤气、石油炼化尾气等领域。
●稀燃技术、电子点火技术、风冷燃气机技术、燃气机增压中冷技术和大功率燃气机开发试验技术五项国内领先技术。
稀燃技术是采用内置式预燃技术,增大点火能量,提高了甲烷燃烧速度,实现稀燃,降低发动机的热负荷,将排温控制在550℃左右,减少了缸盖等主重要件的热负荷,从而延长了整机的使用寿命,并同时降低了气耗率,功效提高了30。数字式点火技术是由电控单元根据不同类型的燃气机,或燃气机的不同工况,从软件上调整点火能量和点火时间。此点火系统尤其适合多缸机型,可分别调整每个缸的点火能量和点火时间,使每个气缸都能在最佳状态工作,发挥机器的最佳性能。
风冷燃气机技术是利用随机风扇对发动机缸体、缸盖等高温零件进行直接冷却,通过设计合适的导风罩,将热负荷控制在许可的范围内,保证发动机的正常工作。与同功率水冷燃气机相比配置简单、冷却可靠,制造成本低,尤其适用于矿区野外露天作业。
增压中冷技术分为混合前增压和混合后增压两种。混合前增压是废气蜗轮增压器将空气增压,经中冷器冷却后,再通过混合器将燃气与空气混合进入气缸内。此种机型对燃气有一定压力和热值要求,压力大于0.10Mpa,热值大于30MJ/Nm3。
混合后增压是采用电控混合器,空气与燃气在增压器前混合,然后经过增压器增压,再经中冷器冷却后进入气缸。此种机型对燃气状况要求不高,只要气压在100mmH2O以上,热值在1000Kcal以上均可使用。该技术与燃气多点喷射技术的有效结合,提高了燃气机的性价比,增压燃气机成本较非增压机高10左右,功率却可以提高30左右。
大功率燃气机开发技术,工厂已研制成功并批理生产国内单机功率最大的1000KW燃气发动机,2000KW燃气机也已研制成功,填补了国内空白。
燃气机配置具有高可靠性。燃气发电机组采用的机械基础件,与我国目前铁路机车动力和石油钻井柴油机相同,均是经过了几十年长期考验的成熟机型。发电机组燃气控制部分采用美国进口的零部件和我厂专利技术产品,采用美国WOODWARD电子调速器和西门子技术生产的发电机。
燃气发电机组的核心部件——“电控混合器”。利用多年开发天然气机的经验,创造设计的新产品。该“混合器”已获得国家发明专利。燃气发动机用ECU(微计算机)自动实时监控燃气变化,合理匹配空气和燃气流量,达到实时调节空燃比目的。同时,整台发动机配有TEM系统,对发电机组所有运行参数实行计算机监控,并可实现全球监控。
总之,高可靠性的零部件和成熟先进的核心技术的应用,为我厂燃气发电机组的运行提供了保障。
主要机型燃气内燃发电机技术参数
项目单位120GF153-T400GF-T500GF-RJ1200GF-T2000GF-T
额定输出功率Kw12040050012002000
发动机转速Rpm10001000100010001000
最小气源压力㎏/cm20.150.150.0150.0150.015
能量消耗(低热的)MJ/kWh12.512.51110.510.5
焦炉煤气耗量M3/hr902983257501250
发电热效率28.928.832.734.134.1
供热效率47.250.5647.748.5547.45
总热效率76.179.3680.4080.6881.55
热电比163175146137140
焦炉煤气热值为16.8MJ/Nm3
三、燃气发电机组特点
(1)可适用于燃气成份变化的燃气发电,计算机闭环控制,自动跟踪成份变化,保证良好燃烧,保证机器运转平稳,国内唯一掌握;
(2)可适应低热值的燃气;
(3)可适应极低压力的燃气,不必增压,减少投资和提高有效发电量,不必专门建燃气储存罐;
(4)可适应高含氢的燃气;
(5)机组自成体系,辅助设备;
(6)建站简单,不必建工房,投资少;
(7)建站周期短,一般不超过一个月,见效快;
(8)运行费用低;
(9)机组可单台使用,也可多台组合使用,可并机,也可并网;
(10)机器质量可靠,机组功率是同等柴油机功率的50多一点,机械负荷小,转速低,(1000车/分,同等柴油机15000转/分);
(11)主要要控制部分部件如调带器、火花塞等,均采用世界最先进的进口部件;
(12)机组的各种保护系统齐全;
(13)技术成熟,有近20年的生产历史;
(14)备件充足,服务及时。
四、两种主要焦炉煤气发电机组介绍
●500GF-RJ型焦炉尾气发电机组经济技术指标
机组由12V190ZL燃气机与西门子技术生产的发电机配套组成,发动机采用增压中冷、电子调速(美国WOODWARD公司的电子调速器)、TEM控制系统结构形式,能实现远程控制。该机组应用我国具有自主知识产权的电控混合技术、发动机防回火爆燃技术和增压技术,解决了因焦炉煤气含氢比例高,爆炸范围宽、点火能量小、燃烧速度快而带来的发动机工作不稳定现象。其经济效益可观,环保效果显著。我厂自行研制的数字点火系统性能可靠,提高了机组的可靠性。空气和燃气单独增压的结构形式大大降低了对燃气成份的要求,TEM控制系统提高了机组的自动化程度,确保机组安全运行。燃料范围:天然气、沼气、煤矿瓦斯气、焦化尾气等。
机组型号:5000GF-RJ
燃气发动机型号12V190ZL
额定功率:320kW
额定转速:1000r/min
额定电压:400V
额定频率:50Hz
额定功率因数:0.8(滞后)
燃气热耗率:11MJ/(kWh)
机油消耗率:≤1.5g/(kWh)
外形尺寸(l×b×h):5040×1970×2690mm
机组总质量:12000kg
冷却方式:强制水冷
润滑方式:压力和飞溅润滑
起动方式:24V直流电起动
●1200kW电控增压燃气发电机组经济技术指标
机组由12V240ZL燃气机与应用西门子技术生产的发电机配套组成,发动机采用增压中冷、电子调速(美国WOODWARD公司的电子调速器)、具有自主知识产权的数字点火系统和我厂专利产品——“电控混合器”结构形式。燃气与空气混合后增压。机组具有计算机即时显示、控制、打印和记忆机组运行参数功能,并且安装了基于GPRS的远程控制系统,可实现全球无线控制,在办公室就可以随时随地了解机组运行情况。燃气气源压力大于1.5kPa,热值大于8MJ/Nm3,不需另加压缩机的情况下,机组能正常工作。机组热效率32以上。燃料范围:天然气、沼气、煤矿瓦斯气、焦化尾气等。
机组型号:1200GF-RJ
燃气发动机型号12V240ZL
额定功率:1200Kw
额定转速:1000r/min
额定电压:400V
额定频率:50Hz
额定功率因数:0.8(滞后)
燃气热耗率:10MJ/(kWh)
机油消耗率:≤1.5g/(kWh)
外形尺寸(l×b×h):6300×2200×3280mm
机组总质量:25000kg
冷却方式:强制水冷
润滑方式:压力和飞溅润滑
五、焦炉煤气发电利用的综合效益分析
对于各种规模的焦化厂而立,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,具有多方面的显著效益。
1、经济效益高
在测算合作燃气发电效益时,依据以下基础数据:
焦炉尾气(低热值)平均按3000kcal/Nm3计算,1m3可发电1.3kwh,生产1吨焦炭平均产焦炉煤气350m3,网电平均价格按0.36元/kwh(不含基础电费)计算。燃气机利用焦炉煤气发电平均运行费用0.12元/kwh(包括人员费用、机油消耗、配件及维修费用、设备设施折旧费用、管理费用等)。
生产1吨焦炭产生的焦炉煤气发电净收益
350m3×1.3kwh/m3×(0.36-0.12)元/kwh=118.3元
生产1万吨焦炭产生的焦炉煤气发电净收益
10000t×118.3元/t=1183000元=118.3万元
2、燃气发电机的环保效果突出
NOX排放低于0.7g/kwh,CO2排放为500g/kwh,SO2排放接近0,粉尘颗粒排放接近0,对环境的污染极小。不仅自身污染小,对环境污染的治理效果也十分突出。在热电冷联供方式时,由于用户的能源利用效率高,取代了大量电空调,可有效减少对臭氧层的破坏。
3、利用焦炉煤气就地发电或热电冷联产,已是一项十分成熟的散气发电应用技术。由于无须承担电网的线损和供热网的管损,减少了供电环节,极大地提高了设备系统的可靠性。企业已有的网电输变设施,在燃气发电设备检修和停工时,能迅速方便的转换利用网电,不影响企业的生产。
六、燃气发电的主要合作方式
我们愿意与用户开展广泛的合作,为用户提供高收益、低风险的投资模式。几年来,我们与油气田、焦化厂、煤矿等市场领域的许多企业建立了良好的合作关系,取得了多方面的合作成功经验。
在利用各领域的散气发电方面,计划采取的主要营销合作方式:
购销合作:焦化厂投资建发电站,自行负责运行维护,我方提供最佳服务。
合资合作:我方提供发电机组,焦化厂建站配套,收益按投资比例分成。
劳务合作:焦化厂投资建发电站,我方负责运行维护,收取劳务费。
独资运作:我方出资建发电站,焦化厂用电支付电费。

来源:中国电力网
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