针形管锅炉对发电机组余热的高效利用

张 强

（中国石油长庆油田第九采油厂，宁夏 银川 750006）

一、前言

天然气发电机组的天然气燃料能量只有约30%～35%被发电机组转化为电能，约有30%随废气排出，25%～30%被发动机冷却水带走，通过机身散热等其他损失约占10%左右。目前，占燃气发动机燃料近55%热能的排气余热和冷却水余热资源基本上被白白浪费掉，因此合理利用燃气发电机组余热，是节能、降耗、提高能源利用率的必然趋势。

二、余热利用的工作原理

在发电机组烟道出口上加装一套针形管余热锅炉，热水循环泵将增压站内的冷水送到针形管余热锅炉，经加热的热水供给使用流程，从使用系统回来的冷水再被送到针形管余热锅炉加热，一直循环。

针形管余热锅炉如图1所示，是专用高效节能产品。采用针形管强化传热元件传热功能，水管的受热面大大增加，同时烟气流经针形管表面时形成强烈的紊流，起到提高传热效率和减少烟灰积聚的作用。余热回收装置外观结构简单、热效率高、运行安全稳定、现场安装维护方便。

图1

站内管线入口连接至立式水套炉上端，出口与溢流排污管线插接，加热后的水通过循环泵在水套炉内循环，保障水套炉内水温恒定。当需要改变系统水温时，通过改变发电机组烟道出口针形管余热锅炉旁通管线开度进行调节。

三、针形管余热锅炉主要特点

1.结构紧凑、热效率高。单位长度的针形管换热面积是光管的6～8倍，针形管之间用小半径弯头联接，使设备的体积、重量大幅度降低，换热速度快。

2.耐震消声。由于设备结构设计和针形管自身结构特点，使其具有消声器的结构特征，减少了噪声污染。

3.安全可靠、运行寿命长。每一针形管组，只有一端焊接在钢结构上，另一端呈自由状态。这样，设备在运行过程中，无热应力产生。设备联箱上设计有安全阀、放空阀、排污阀、温度计等仪表阀门，当设备出现超压、干烧等问题时，仪表阀门能起到保护作用。

4.安装、使用、维修方便。根据燃气发电机组配套设计，外表用耐高温的硅酸铝陶瓷纤维保温，安装时只需将设备联接到发动机的排烟出口上，将热水系统联接到设备的进、出口联箱上，设备即可正常运行。打开检查门即可对设备的受热面进行检查和维护。设备的针形管组设计成模块式，当需要更换加热管组时，可单组抽出进行更换，不必全部将管组取出。

四、现场运行主要特点

1.消除站内流程加热炉明火，大幅降低安全隐患。

2.根据监测调节热水温度较稳定，受外界影响小。

3.减轻站内操作人员工作量，不需要操作加热炉运行。

4.水温变化小，盘管内结垢轻。

5.站内加热炉伴生气用量少。

6.对比原来热水系统补水量降低3倍。

7.发电机组总体噪声降低50%。

8.不改变原站内加热炉和热水系统流程，切断余热循环流程，站内原有加热系统可以正常使用。

五、效果

刘四增压站加装余热回收装置后，其2012年11月部分监控结果如表1所示(加热炉内满水)。

加装针形管余热锅炉后，刘四增压站利用燃气发电机组余热，保障了外输油温和生产区及生活区供热需求，节能效果显著。

表1