天然氣發(fā)電機(jī)余熱回收利用

樊軒王成劉怡雯

（大港油田公司，天津 300280）

1 天然氣發(fā)電機(jī)余熱回收利用技術(shù)闡述

1.1 技術(shù)闡述

眾所周知，天然氣發(fā)電機(jī)是利用天然氣發(fā)電的設(shè)備，在設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中，發(fā)電機(jī)將廢氣通過(guò)煙筒排出，這一部分廢氣不但含有有毒元素，同時(shí)還有著極高的溫度，通常情況下高達(dá)200—400℃，一方面造成發(fā)電機(jī)房溫度過(guò)高；另一方面，熱量白白散失掉。以1臺(tái)500千瓦發(fā)電機(jī)組為例：當(dāng)500KW發(fā)電機(jī)功率在正常功況下，可以回收30萬(wàn)大卡/h的熱量。這一部分熱量散失到大氣中，不但造成污染，同時(shí)也是極大的浪費(fèi)。而天然氣發(fā)電機(jī)余熱回收利用技術(shù)就是針對(duì)這一現(xiàn)象，通過(guò)在發(fā)電機(jī)煙道安裝針型管換熱器，在針型管換熱器內(nèi)部冷水與管道熱氣進(jìn)行充分交換，達(dá)到回收煙道余熱的目的。交換后所得到的熱量，可用于其它介質(zhì)的加熱，用途十分廣泛。整套工藝簡(jiǎn)易流程如下：

2 運(yùn)用實(shí)例分析

為了更直觀、形象的說(shuō)明此項(xiàng)技術(shù)，我們以應(yīng)用過(guò)此技術(shù)的大港油田采油五廠西二聯(lián)天然氣發(fā)電站為例，進(jìn)行詳細(xì)的分析。

采油五廠西二聯(lián)合站承擔(dān)著港西油田的原油集輸、污水回注等任務(wù)，日來(lái)液量15354方，原油含水95%，原油密度0.92，原油經(jīng)過(guò)加熱沉降處理后，輸送到下一站再進(jìn)行原油脫水。

西二聯(lián)天然氣發(fā)電機(jī)組，共有5臺(tái)500kW型號(hào)為500GF1-RT燃?xì)獍l(fā)電機(jī),每天約消耗伴生氣20880方，燃料的能量只有約35%被發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)化為電能,約有30%隨廢氣排出,25%被發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水帶走,通過(guò)機(jī)身散發(fā)等其他損失約占10%左右，可利用的廢氣余熱功率為3000kW/h。一方面造成發(fā)電機(jī)房溫度過(guò)高；另一方面，熱量白白散失掉，也造成了能源的浪費(fèi)。

2.1 原理：

發(fā)電機(jī)組余熱回收技術(shù)的主要內(nèi)容是：在發(fā)電機(jī)煙道安裝針型管換熱器，在針型管換熱器內(nèi)部冷水與排煙管道熱氣進(jìn)行充分交換后，達(dá)到回收煙道余熱的目的。

2.2 具體做法：

利用余熱回收系統(tǒng)加熱原油，需要安裝5個(gè)“煙氣—導(dǎo)熱介質(zhì)”換熱器 （在發(fā)電機(jī)的煙筒上安裝），鋪設(shè)大約100米導(dǎo)熱介質(zhì)輸送管線，增加2臺(tái)循環(huán)水泵，2臺(tái)板式換熱器，保留原有加熱爐（在冬季或原油流量加大時(shí)備用），安裝余熱回收裝置后，在發(fā)電機(jī)組發(fā)電的同時(shí)，所排煙氣熱量通過(guò)特制的余熱回收裝置回收并加熱導(dǎo)熱介質(zhì)，使導(dǎo)熱介質(zhì)達(dá)到一定溫度，再通過(guò)導(dǎo)熱介質(zhì)輸送系統(tǒng)，輸送到板式換熱器，與原油進(jìn)行充分換熱，從而加熱原油并取代加熱爐。

2.3 設(shè)備運(yùn)行效果測(cè)試及效益分析

效果測(cè)試：

該設(shè)備于5月25日整體投入運(yùn)行后，5臺(tái)天然氣發(fā)電機(jī)組的煙道口排煙溫度較余熱回收裝置安裝前有了明顯變化，由安裝前的平均356.64℃下降至108.84℃，很好的降低了排煙熱效應(yīng)，我們列出三臺(tái)發(fā)電機(jī)的排煙溫度前后對(duì)比，詳見(jiàn)下圖。

同時(shí)，我們也對(duì)天然氣發(fā)電機(jī)組的余熱回收裝置及板式換熱器的效率進(jìn)行了測(cè)試，5臺(tái)發(fā)電機(jī)平均回收余熱量517.24KW/臺(tái)，共計(jì)可回收余熱量2586.2KW。兩臺(tái)板式換熱器導(dǎo)熱介質(zhì)（水）進(jìn)口溫度由63.7℃平均降至54℃（和原油充分換熱后），原油進(jìn)口溫度由原來(lái)的41℃平均升至47.75℃，溫升達(dá)到6.75℃（原加熱爐加熱溫升只有2.7℃），起到了顯著的加熱效果，各項(xiàng)數(shù)據(jù)詳見(jiàn)下表。

1-5#發(fā)電機(jī)余熱回收器效率測(cè)試報(bào)告

1#（北）、2#（南）板式換熱器效率測(cè)試報(bào)告

15 輸出熱量（kW） 1221.153.6 計(jì)算16 輸出熱量合計(jì)（kW） 1274.7 計(jì)算17 換熱器效率（%） 90.226.8 計(jì)算18 換熱器平均效率（%） 82 計(jì)算注：以上數(shù)據(jù)只對(duì)本次測(cè)試負(fù)責(zé)

西二聯(lián)合站循環(huán)泵機(jī)組（西）測(cè)試數(shù)據(jù)

2.4 效益分析：

2.4.1 節(jié)能效果

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)余熱回收系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，余熱回收系統(tǒng)每小時(shí)加熱原油輸出熱量為1274.7kW，假設(shè)加熱原油采用輸出同等熱量的加熱爐，額定效率為85%，每小時(shí)需消耗天然氣129.5方,則余熱回收系統(tǒng)每天可節(jié)省天然氣3108方，天然氣成本按0.77元/方計(jì)算，每天則節(jié)約2393元，每年可節(jié)約87.35萬(wàn)元，除去循環(huán)水泵每年的消耗電能費(fèi)用9萬(wàn)余元（循環(huán)水泵每天消耗電能415kW,電費(fèi)按0.65元/KW計(jì)算），則每年可節(jié)約78.35萬(wàn)元，回收期為195/78.35=2.48年，投資回收期3年計(jì)算，投入產(chǎn)出比為1比 1.2。

2.4.2 減排降噪效果

該項(xiàng)目投產(chǎn)運(yùn)行后，不但降低了排煙熱效應(yīng)，而且噪音治理效果頗為顯著，環(huán)境噪音由原來(lái)的102分貝降至86分貝，大大改善了員工的工作環(huán)境，達(dá)到了企業(yè)所強(qiáng)調(diào)的安全生產(chǎn)，清潔環(huán)境，保障職工身體健康，社會(huì)和諧發(fā)展的要求，體現(xiàn)了安全、節(jié)能、環(huán)保的宗旨。

3 結(jié)束語(yǔ)

天然氣發(fā)電機(jī)組余熱回收利用項(xiàng)目投產(chǎn)后，較原加熱生產(chǎn)系統(tǒng)相比，生產(chǎn)效率顯著提高，能耗、生產(chǎn)成本大大降低，噪音治理效果良好，既滿(mǎn)足了生產(chǎn)需要，又達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)及參考文獻(xiàn)

《油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50350-2005

《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 GB50183-2004

《鋼質(zhì)管道及容器防腐蝕保溫技術(shù)規(guī)定》 Q/DG1114-1993

《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 GBJ16-87-2001

《油田集輸管道施工及驗(yàn)收規(guī)范》 SY0422-97

GY01/E7.28《節(jié)能降耗管理程序》

《采油廠天然氣發(fā)電機(jī)工作管理辦法》

《天然氣發(fā)電機(jī)使用維護(hù)和管理制度》