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焦化煤气发电技术对于社会发展作用

来源:http://www.huannengpower.com   发布于:2019-03-06

焦化煤气发电目前能够应用的设备主要是传统的应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缺乏,用户能够依据项目实践操作状况和现场条件停止选择。

一、 锅炉+蒸汽轮机:这是一个十分传统的技术,也是大家比拟熟习的工艺方式。它是采用锅炉来直接熄灭焦化煤气,将煤气的热能经过锅炉内的管束把水转换为蒸汽,应用蒸汽推进蒸汽轮机再驱动发电机发电。系统的主要设备是燃气熄灭器、锅炉本体、化学水系统、给水系统、蒸汽轮机、冷凝器、冷却塔、发起机、变压器和控制系统,工艺流程比拟复杂。优点是:关于燃料气体请求比拟低,只需燃气熄灭器可以接受的气体,普通都能够顺应,燃气只需求有限的压力,因此燃气处置系统投资比拟简单;但缺陷是:工艺复杂,建立周期比拟长,难以再挪动,必需耗费大量的水资源,占地比拟多,管理人员也比拟多,能源应用效率太低,通常不到20%。这一技术过去是应用焦化煤气的主要技术方式,它能够与燃煤电厂分离,在燃煤锅炉中装置燃气熄灭器,将焦化厂的焦化气直接喷入锅炉熄灭,这种方式大的优点是能够顺应焦化厂间歇性消费的特性,有气少燃煤,无气多燃煤,不会影响电力供给的质量和才能。该技术大的限制是水,水资源极度缺乏,特别是山西、陕西、内蒙等焦炭消费大省,连人畜饮水都有艰难,耗费大量的水资源来保证焦化煤气的应用简直是不可能的,所以要处理的焦化煤气资源综合应用,必需思索其他愈加可行的技术处理计划。

二、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创造了人类第一台以煤气为燃料的四冲程内燃机,经过10年的不时改良之后,德国的另一个机械师“飞驰汽车之父”戴姆勒?本茨才将这种四冲程发起机改良为汽油发起机,直到1895年狄塞尔才创造出柴油机。燃气内燃机的工作原理根本与汽车发起机无异,需求火花塞点火,由于内燃机气缸内的中心区域工作温度能够到达1400℃,使其效率大大超越了蒸汽轮机,以至燃气轮机。

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燃气内燃机的发电效率通常在30%-40%之间,比拟常见的机型普通能够到达35%。燃气内燃机突出的优点正是发电效率比拟高,其次是设备集成度高,装置快捷,关于气体中的粉尘请求不高,根本不需求水,设备的单位千瓦造价也比拟低。但是内燃机也有一些缺乏的中央,首先,内燃机熄灭低热值燃料时,机组出力明显降落,一台熄灭低热值8000大卡/立方米自然气燃料的500千瓦级燃气内燃发电机组,在运用低热值4000大卡/立方米的焦化煤气时,出力可能降落到350~400kW左右。此外,内燃机需求频繁改换机油和火花塞,耗费资料比拟大,也影响到设备的可用性和牢靠性两个主要设备应用指标,对设备应用率影响比拟大,有时不得不采取增加发电机组台数的方法,来消弭应用率低的影响。内燃机设备对焦化煤气中的水分子含量和硫化氢比拟敏感,可能招致硫化氢和水构成硫酸腐蚀问题,需求采取一些必要措施加以克制。

总之,内燃机是一种比拟适宜的技术选择,目前我国曾经有几家厂家能够提供相应的机组,例如山东成功油田胜动机械厂,已能够大量消费500千瓦级燃气内燃机,该机组曾经在焦化煤气应用中起到了十分积极的作用,并在国内得到大量应用。但是500千瓦级燃气内燃机只能在380V等级并网,只能作为厂用电电源,还无法完成大范围应用焦化煤气,据理解,该公司正在研制1000千瓦级以上的机组,并网电压也将有所进步。此外,国外的卡特彼勒和颜巴赫等公司也有相关技术和运转经历。

三、燃气轮机:从工作原理上看,燃气轮机无疑是合适焦化煤气应用的工艺技术之一。燃气轮机是从飞机喷气式发起机的技术演化而来的,它经过压气机涡轮将空气紧缩,高压空气在熄灭室与燃料混合熄灭,是空气急遽收缩做功,推进动力涡轮旋转做功驱动发电机发电,由于是旋转持续做功,能够应用热值比拟低的燃料气体。国内曾经有了不少胜利的经历,国内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燃气轮机应用热值仅有750大卡立方米高炉煤气的项目。燃气轮机比拟适用于高含氢低热值和气体含杂质较多的劣质燃料,一些燃气轮机以至运用原油和高硫渣油燃料。燃气轮机本身的发电效率不算很高,普通在30%~35%之间,但是产生的废热烟气温度高达450~550℃,能够经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,构成燃气轮机--蒸汽轮机结合循环发电,发电效率能够到达45%~50%,一些大型机组以至能够超越55%。

采用燃气轮机的优势相比照较多,首先是设备的可用性和牢靠性都比拟高,综合应用率普通能够坚持在90%;其次,关于燃料的顺应性比拟强,含硫、含尘高一点问题都不大;再有就是发电出力普通不会减少,以至由于燃料进气量增加而有所增加;此外,燃气轮机功率密度大致积小,比拟合适再挪动,便于转移运转现场,这关于存在一些不肯定性的焦化厂项目的焦化煤气应用十分有利。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拟大,越是发电效率高的机组燃料进气压力越高,由于焦化煤气自身没有什么压力,这就需求运用燃气紧缩机,紧缩燃气需求耗费大量的能量,影响到设备的实践输出功率,一些项目以至需求耗费燃气轮机15%~20%的功率,关于结合循环项目到达影响可能是10%~15%的输出功率;采用结合循环系统存在与蒸汽轮机相同的水资源条件请求,系统比拟复杂,投资也比拟大,同时搬迁也比拟艰难。燃气轮机在我国焦化煤气应用上曾经有不少胜利的尝试,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应用高氢燃料上都具有较多的经历,但是详细到焦化煤气上的经历都不太多,主要缘由是国外炼焦工业不断处于不时萎缩,中小型焦化厂曾经很少,而大多数焦炭来自大型结合化工企业,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不多。国内消费的燃气轮机主要是航空改型机组和引进技术组装消费的机组,航空改型主要以株洲和沈阳两大航空发起机制造企业为主,株洲采用涡轮螺旋桨发起机改良的燃气轮机愈加合适焦化煤气燃料,目前石家庄焦化厂就是采用涡桨6发起机改良的机组。引进消费的燃气轮机除了“西气东输”工程中运用的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机组能够顺应焦炉煤气。


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