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直燃式焦爐煤氣二手發電機技術的研究與應用


直燃式焦爐煤氣二手發電機技術的研究與應用源、保護了環境,又創造了良好的經濟和社會效益:直燃式焦爐煤氣發電;焦化;煤氣;發電能源是人類賴以生存的寶貴資源據聯合國教科文組織的報道,目前人類使用的幾種常規能源(如:煤、石油、天然氣等),其地球己探明儲量按目前的開采、使用速度,只能維持70年所以,目前人類在能源方面面臨兩大任務:一是盡快開發新的能源;二是積極節約能源、保護能源另外,環境保護,在當今世界也是刻不容緩的議題,水資源的污染、大氣的污染、臭氧層的破壞,己經使地球上的溫室效應加重。旱災、澇災、沙塵暴等肆虐,給人類生存造成巨大威脅然而,在我國,水、煤、天然氣等能源大都分布在西部。在能源的利用上,政府早己進行了努力,如水資源的利用:葛州壩、三峽、黃河小浪底等大型水長兼黨委書記,高級經濟師。
直燃式焦爐煤氣二手發電機技術的研究與應用
油大大降低,除油率達80%以上(2)離心式氣浮除油技術的應用,解決了氨水除油問題,使氨水處理工藝發生了質的變化:剩余氨水除油后,經過溶劑脫酚,然后參與洗氨;富氨水除油后,解決了蒸氨設備堵塞問題,由于降低了蒸氨廢水電站的建設;天然氣的西氣東輸計劃等給各大城市帶來了活力但另一方面由于各地能源的分布、利用不合理,又使人類的生存潛伏著巨大危機1立項依據青島鋼鐵集團兗州焦化廠(簡稱兗州焦化廠),由于地理環境較為特殊,造成煤氣目前嚴重過剩。1994年5月兗州焦化廠建成并竣工投產的N32- 88型搗固式機焦爐,是目前國內較為先進的爐型,生產規模為年產優質冶金焦12萬t,日產煤氣14. 2萬m3,可外供7萬m3/d(預計2001年底擴產后的年產焦能力為20萬t,產氣外供能力可達12萬m3/d)但兗州市目前居民用氣量為1.2萬m3/d左右,使得大量的寶貴資源被白白浪費掉,原本就有限的資源迅速減少;另一方面大量的煤氣放散又嚴重污染了環境,同時兗州焦化廠僅煤氣放散一項,每天就含氨,只用廢水洗氨就能滿足工藝要求,節約了大量軟水環保處理水質發生了巨大變化,由處理剩余氨水、蒸氨廢水部分富氨水和零星廢水到現在只處理蒸氨廢水和零星廢水,節約了稀釋水,減少了外排水,年創環保效益300多萬元損失3萬多元(按目前生產能力),噸焦成本上升30~60元,二手發電機使企業生產陷于極其不利的被動局面。為充分利用剩余煤氣這一寶貴資源,經過反復考察論證,兗州焦化廠自行研制成功將放散煤氣輸入直燃式發電機組發電,不僅克服了用蒸汽發電存在的投資高、周期長、回報率不高的缺點,而且可創造出良好的經濟效益和社會效益2技術方案分析論證利用煤氣燃燒釋放出能量做功,傳統方法是采用蒸汽輪機或燃氣輪機發電。這兩種方案的初投資都較高(一般6800~ 7000元/kW),同時,汽輪機發電熱效率較低(一般為20%),燃氣輪機的熱效率雖較高(40%左右),但其運行維護費用卻非常高利用直燃式煤氣發電機組發電,不但發電效率可達40%(即0l6m3焦化煤氣可發電1kW.h),而且設備的初投資也較低,為250屮3000元/kW最重要的是利用12V190- 500柴油機進行改造,由于采用了噴射進氣和缸內混氣工藝,有效地解決了煤氣氫含量高(50~60%)燃燒“放炮”的問題目前,這種燃燒方式在焦化煤氣的應用中尚屬國內首例(其他廠家的氣體機組均為機外混氣)兗州焦化廠以此為主機的自備電站系統,在機組投運后,使噸焦成本大幅度下降同時為焦化煤氣供給有余的廠家的余氣利用找到一條很好的出路,在節能和環保方面將有極其廣闊的發展前景3直燃式焦爐煤氣發電技術在研究和試用階段。在國內,焦爐煤氣不經過中間轉換、直接燃燒做功推動發電機的僅有幾例,而且還是用燃氣輪機發電但燃氣輪機發電設備投資及運行管理費用都較高,且機組容量也不適用中、小型焦化企業由于焦爐煤氣中甲烷含量低,含氫量高,所以在天然氣上應用的機外混氣的機組,在焦爐煤氣上無法運行。而“直燃式焦爐煤氣發電技術”不僅適用焦爐煤氣,還廣泛用于天然氣、礦井瓦斯、沼氣、秸桿氣、高爐煤氣等氣體領域該技術采用了美國進口點火系統,利用噴射進氣,缸內混氣新工藝并合理進行煤氣壓、穩壓,設置了簡潔高效的脫硫油水分離、冷卻循環等裝置,實現了發電機組之間以及與市電之間的自動并車、變電所之間的功率分配和多種保護功能能此外,該系統在室外還裝設了自行設計的消聲器,大大改善了周圍環境。
4運行效果及效益分析根據生產規模的需要和二手發電機自用的特點,兗州焦化廠自備電站安裝了按上述原理運行的發電機組,系統水壓油壓氣壓、油溫、水溫超速、過流過載逆功率等各項保護齊全,長期運行最大輸出功率400kW電壓400/230V頻率50Hz波動小于0.5Hz,瞬間電壓調整率小于2 5%,氣耗小于12600kAW.h,排氣溫度(渦輪端)額定功率時小因該技術是將放散煤氣送入機組,煤氣中有害物質在機內參與燃燒,所以基本達到無污染排放,環保效益十分顯著。
該項目在兗州焦化廠第一臺機組于1998年投運,第二臺1999年投運,包括試驗時間在內,截止到1999年10月底兩臺機組運行累計近13000h,共發電720萬kW.h,創效益360萬元,使噸焦成本下降了30元500機組3臺(2用1備)發電自用,設備總投資400萬元,考慮煤氣質量功率因素和發動機長期(連續)運行,輸出功率需要下調10%以及負荷需求量等因素的影響,每臺機組實發功率按400kW.h計,3臺(2用1備)機組年發電量為700萬kW.h,按目前本地區平均電價再去掉運行維修費用,年可創利潤360萬元,1年零2個月即可收回全部投資根據山西省機焦產量,僅其一省的剩余煤氣全部用來發電,年可發電20億kW.h,比用蒸汽發電多發電10億kW.h而且機組還可廣泛用于高爐煤氣、礦井瓦斯氣、秸桿氣、天然氣等多種氣體。我國除天然氣資源極為豐富外,近日又在山西新發現大型煤層氣(瓦斯氣含甲烷90%以上)儲量400億m3,若全部米用這種直燃式方法發電,可發電20000億kW.h,比蒸汽輪機發電多發電10000億kW.h因此其推廣應用范圍極為廣闊。
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