天然气发电机余热回收利用

2011-06-01樊轩王成刘怡雯

资源节约与环保 2011年3期

樊轩王成刘怡雯

（大港油田公司，天津 300280）

1 天然气发电机余热回收利用技术阐述

1.1 技术阐述

众所周知，天然气发电机是利用天然气发电的设备，在设备运行的过程中，发电机将废气通过烟筒排出，这一部分废气不但含有有毒元素，同时还有着极高的温度，通常情况下高达200—400℃，一方面造成发电机房温度过高；另一方面，热量白白散失掉。以1台500千瓦发电机组为例：当500KW发电机功率在正常功况下，可以回收30万大卡/h的热量。这一部分热量散失到大气中，不但造成污染，同时也是极大的浪费。而天然气发电机余热回收利用技术就是针对这一现象，通过在发电机烟道安装针型管换热器，在针型管换热器内部冷水与管道热气进行充分交换，达到回收烟道余热的目的。交换后所得到的热量，可用于其它介质的加热，用途十分广泛。整套工艺简易流程如下：

2 运用实例分析

为了更直观、形象的说明此项技术，我们以应用过此技术的大港油田采油五厂西二联天然气发电站为例，进行详细的分析。

采油五厂西二联合站承担着港西油田的原油集输、污水回注等任务，日来液量15354方，原油含水95%，原油密度0.92，原油经过加热沉降处理后，输送到下一站再进行原油脱水。

西二联天然气发电机组，共有5台500kW型号为500GF1-RT燃气发电机,每天约消耗伴生气20880方，燃料的能量只有约35%被发电机组转化为电能,约有30%随废气排出,25%被发动机冷却水带走,通过机身散发等其他损失约占10%左右，可利用的废气余热功率为3000kW/h。一方面造成发电机房温度过高；另一方面，热量白白散失掉，也造成了能源的浪费。

2.1 原理：

发电机组余热回收技术的主要内容是：在发电机烟道安装针型管换热器，在针型管换热器内部冷水与排烟管道热气进行充分交换后，达到回收烟道余热的目的。

2.2 具体做法：

利用余热回收系统加热原油，需要安装5个“烟气—导热介质”换热器（在发电机的烟筒上安装），铺设大约100米导热介质输送管线，增加2台循环水泵，2台板式换热器，保留原有加热炉（在冬季或原油流量加大时备用），安装余热回收装置后，在发电机组发电的同时，所排烟气热量通过特制的余热回收装置回收并加热导热介质，使导热介质达到一定温度，再通过导热介质输送系统，输送到板式换热器，与原油进行充分换热，从而加热原油并取代加热炉。

2.3 设备运行效果测试及效益分析

效果测试：

该设备于5月25日整体投入运行后，5台天然气发电机组的烟道口排烟温度较余热回收装置安装前有了明显变化，由安装前的平均356.64℃下降至108.84℃，很好的降低了排烟热效应，我们列出三台发电机的排烟温度前后对比，详见下图。

同时，我们也对天然气发电机组的余热回收装置及板式换热器的效率进行了测试，5台发电机平均回收余热量517.24KW/台，共计可回收余热量2586.2KW。两台板式换热器导热介质（水）进口温度由63.7℃平均降至54℃（和原油充分换热后），原油进口温度由原来的41℃平均升至47.75℃，温升达到6.75℃（原加热炉加热温升只有2.7℃），起到了显著的加热效果，各项数据详见下表。

1-5#发电机余热回收器效率测试报告

1#（北）、2#（南）板式换热器效率测试报告

15 输出热量（kW） 1221.153.6 计算16 输出热量合计（kW） 1274.7 计算17 换热器效率（%） 90.226.8 计算18 换热器平均效率（%） 82 计算注：以上数据只对本次测试负责

西二联合站循环泵机组（西）测试数据

2.4 效益分析：

2.4.1 节能效果

通过对现场余热回收系统进行测试，余热回收系统每小时加热原油输出热量为1274.7kW，假设加热原油采用输出同等热量的加热炉，额定效率为85%，每小时需消耗天然气129.5方,则余热回收系统每天可节省天然气3108方，天然气成本按0.77元/方计算，每天则节约2393元，每年可节约87.35万元，除去循环水泵每年的消耗电能费用9万余元（循环水泵每天消耗电能415kW,电费按0.65元/KW计算），则每年可节约78.35万元，回收期为195/78.35=2.48年，投资回收期3年计算，投入产出比为1比 1.2。

2.4.2 减排降噪效果

该项目投产运行后，不但降低了排烟热效应，而且噪音治理效果颇为显著，环境噪音由原来的102分贝降至86分贝，大大改善了员工的工作环境，达到了企业所强调的安全生产，清洁环境，保障职工身体健康，社会和谐发展的要求，体现了安全、节能、环保的宗旨。