油母頁巖氣體綜合利用技術(shù)研究

滕　林，陳　燕，高　超（山東省龍福油頁巖綜合利用有限公司,山東　煙臺　265700）

油母頁巖氣體綜合利用技術(shù)研究

滕林，陳燕，高超
（山東省龍福油頁巖綜合利用有限公司,山東煙臺265700）

摘要：油母頁巖氣發(fā)電機(jī)組根據(jù)油母頁巖氣體特點，應(yīng)用雙碟閥電控混合器、TEM全電子管理系統(tǒng)等技術(shù)，合理、安全的利用油頁巖干餾過程中產(chǎn)生的可燃放散尾氣，并通過燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組發(fā)電，實現(xiàn)油母頁巖氣利用的重大突破。

關(guān)鍵詞：油母頁巖氣;燃?xì)鈾C(jī)組;發(fā)電技術(shù);余熱利用;氣體脫硫

1　引言

在油頁巖綜合利用過程中產(chǎn)生約15000m3/h的低熱值油母頁巖氣體，該部分氣體原處理方式為直接燃燒后排空，該種處理方式不僅造成資源浪費，更對周圍空氣環(huán)境造成較大污染。為解決該問題，龍福公司通過建設(shè)24臺500KW/H的油母頁巖氣發(fā)電機(jī)組充分利用可燃性放散尾氣，充分發(fā)揮廢氣余熱的最大效益，實現(xiàn)了資源綜合利用。

2　內(nèi)燃機(jī)燃用油母頁巖氣的可行性

油母頁巖氣體內(nèi)含有的CH4、CO、CnHm、H2共占到34.4%左右，其熱值為1400kcаl/m3，完全可以作為內(nèi)燃機(jī)燃料。

3　油母頁巖氣發(fā)電技術(shù)

3.1油母頁巖氣機(jī)組原理。

油母頁巖氣機(jī)組利用12V190柴油機(jī)組為基礎(chǔ)，它將原來的利用柴油泵和噴油嘴將柴油霧化后壓燃改為利用火花塞將油母頁巖氣體點燃做功，從而使發(fā)動機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)運轉(zhuǎn)的目的。

3.2油母頁巖氣發(fā)電技術(shù)

（1）雙碟閥電控混合器技術(shù)。電控混合器的空氣通道與空氣濾清器連接，燃?xì)馔ǖ琅c燃?xì)膺M(jìn)氣管線連接?？諝馔ǖ琅c燃?xì)馔ǖ栏髟O(shè)一碟門，碟門在步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動，從而改變進(jìn)入混合器的空氣和燃?xì)獾牧浚唬?）電子調(diào)速系統(tǒng)。電子調(diào)速系統(tǒng)是發(fā)動機(jī)的指揮系統(tǒng)，根據(jù)安裝在齒圈的轉(zhuǎn)速傳感器信號，通過速度控制器、轉(zhuǎn)速微調(diào)電位器調(diào)整執(zhí)行器開度，實現(xiàn)對發(fā)動機(jī)的怠速/額定轉(zhuǎn)速、負(fù)載及負(fù)載調(diào)速率的控制；（3）TEM電子管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)由工業(yè)控制計算機(jī)、智能采集模塊、步進(jìn)電機(jī)控制器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、傳感器、控制軟件組成。該系統(tǒng)通過采集發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)工作過程中的運行參數(shù)，分析、計算、手動或自動調(diào)節(jié)電控混合器燃?xì)狻⒖諝獾T的開度，控制混合氣體的濃度，從而實現(xiàn)對燃?xì)獍l(fā)動機(jī)組的控制。

3.3安全技術(shù)管理措施

（1）電控方面。發(fā)電機(jī)組擁有完善的安全措施，通過TEM電子管理系統(tǒng)分別對機(jī)組每個缸的缸、排溫、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速、功率、電壓、電流、功率因數(shù)、頻率等進(jìn)行自動采集、顯示，實現(xiàn)了對發(fā)電機(jī)組的超速、油壓低、油溫高、水溫高、缸溫高、排溫高等保護(hù)。

（2）燃?xì)夥矫?。發(fā)電機(jī)組供氣管路中安裝有絲網(wǎng)過濾器、阻火器、燃?xì)怆妱拥y等安裝保護(hù)裝置。

3.4主要操作程序及注意事項

3.4.1主要操作程序

（1）啟動。將控制屏上各個開關(guān)置于正確位置，通過TEM電子管理系統(tǒng)調(diào)整燃?xì)?、空氣碟門開度，先手搖機(jī)油泵泵油，后啟用電動預(yù)供油泵泵油，直至機(jī)油壓力表指示為0.1MΡа以上，打開燃?xì)怆妱拥y，啟動機(jī)組。

（2）運轉(zhuǎn)。待機(jī)組預(yù)熱過程完成后，使機(jī)組在額定狀態(tài)下運行。待水溫、油溫達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)溫度——40℃以上，再觀察機(jī)組各儀表指示是否正常，若機(jī)組各儀表指示正常，則并網(wǎng)發(fā)電。

（3）停機(jī)。停機(jī)過程需要兩個副職司機(jī)，其中一名按照逆時針方向緩慢調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)速微調(diào)”旋鈕，同時調(diào)整“電壓整定”旋鈕，保證功率因數(shù)在0.8左右；另一名則及時逐一關(guān)閉燃?xì)獾T、降低轉(zhuǎn)速，待機(jī)組功率降至40kW左右時，迅速按下“分閘”按鈕，機(jī)組運行將回轉(zhuǎn)至額定轉(zhuǎn)速，運行幾分鐘后，再將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“怠速”位置，保證機(jī)組的使用壽命。

3.4.2主意事項

（1）副職司機(jī)要調(diào)整好空燃比，防止燃?xì)馊紵怀浞衷斐膳艧煿軣龤鹿剩?/p>

（2）機(jī)組運行中，油壓逐漸減低時，應(yīng)及時檢查機(jī)油高度、機(jī)油調(diào)壓閥，檢查呼吸器是否打藍(lán)煙，檢查機(jī)油濾芯、離心率有無金屬粉末，防止出現(xiàn)拉瓦、捅機(jī)體等重大惡性事故；

（3）當(dāng)機(jī)組一側(cè)出現(xiàn)排溫異常時，依次檢查空氣進(jìn)氣壓力、節(jié)氣門同步性、燃?xì)膺M(jìn)氣壓力，及時調(diào)整機(jī)組工況，保證機(jī)組正常、高效運行；

（4）按要求及時調(diào)整氣門間隙，檢查氣門凸頭有無斷裂，檢查氣門挺桿有無磨損，發(fā)現(xiàn)異常及時更換；

（5）當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)單缸運行、排溫異常時，及時停機(jī)，檢查并排除是否為機(jī)械故障，防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大。

4　余熱資源回收利用

4.1尾氣余熱一次利用

由于油母頁巖氣發(fā)電的燃料利用率只有40%左右，年產(chǎn)蒸汽量3萬噸，除了用于產(chǎn)工藝用汽、冬季采暖外，充分發(fā)揮瓦斯熱值的最大效益，實現(xiàn)了資源綜合利用，符合國家“十一五”資源綜合利用指導(dǎo)意見的相關(guān)要求。

4.2尾氣余熱二次利用

經(jīng)過余熱鍋爐的尾氣溫度高達(dá)350-400攝氏度，通過空氣熱換器將空氣加熱，加熱后的空氣溫度高達(dá)150-200攝氏度，利用加熱后的空氣將半焦皮帶等潮熱場所進(jìn)行加熱烘干，保證了設(shè)備的安全運行。

5　氣體脫硫

燃?xì)饷摿颍簩捰蛷S產(chǎn)生的油母頁巖氣體經(jīng)三次精處理后，再經(jīng)羅茨風(fēng)機(jī)加壓進(jìn)入ΡDS濕法脫硫系統(tǒng)，脫除氣體中的硫化氫；再進(jìn)入活性炭過濾罐，對氣體中殘存的脫硫液進(jìn)行過濾后進(jìn)入儲氣柜穩(wěn)壓；經(jīng)穩(wěn)壓后氣體再進(jìn)入最后一級管道旋流板捕霧器和電捕焦油器進(jìn)行進(jìn)一步精處理，此時氣體質(zhì)量完全達(dá)到機(jī)組要求，進(jìn)入機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。

6　技術(shù)成果及效益分析

6.1實現(xiàn)了資源綜合利用，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益

節(jié)能是我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的一項長遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針，而充分利用油母頁巖氣體資源進(jìn)行發(fā)電和生產(chǎn)蒸汽則是一種主要發(fā)展方向，更加符合能源的梯級利用原則。

6.2節(jié)能減排效益明顯，具有良好的環(huán)保效益

油母頁巖氣體綜合利用的實施，不僅能降低企業(yè)生產(chǎn)成本和生產(chǎn)能耗，對原來廢棄的余熱資源加以回收利用，更能有效地節(jié)約能源，減少環(huán)境污染，提升企業(yè)綜合競爭力，提高生產(chǎn)效率，改善工作環(huán)境，減輕勞動強(qiáng)度，減少污染物的排放，具有良好的環(huán)保效益。

7　結(jié)語

我國油頁巖資源豐富，用途也廣泛，不僅可以提煉燃料油，而且可以利用其產(chǎn)生的燃?xì)膺M(jìn)行發(fā)電，具有良好的利用價值。

參考文獻(xiàn)：

[1]李建華,曹祖賓.世界各國油頁巖的組成及綜合利用[J].遼寧化工,2007(02).

[2]游君君,葉松青,劉招君,王云喆.油頁巖的綜合開發(fā)與利用[J].世界地質(zhì),2004(03).