瓦斯发电站烟气余热利用实践

摘要：低瓦斯发电机组，燃气燃料近35%热能的排气余热和冷却水余热资源基本上被白白浪费掉，能源利用率较低，本文主要阐述了瓦斯发电机组余热利用技术，冬季将冷水加热以满足站内及周边厂区、办公楼供暖，从而推动矿井的节能减排工作。

关键词：余热利用；余热锅炉；供暖；洗浴热水；节能环保

中图分类号：TK223 文献标识码：A

1概述

开发燃气发电机组余热利用技术，是为了更充分地利用燃气资源，在节能和环保的同时创造出巨大的经济效益。对于燃气发电机组，气燃料能量只有约35%被发电机组转化为电能，约有30%-35%的气燃料能量被高温烟气排出，约有20%-25%气燃料能量被发动机冷却水带走，通过机身散热等能量损失约占10%左右，由此可见，排气余热及冷却水损失的功率比有用功还多。占燃气发电机燃料近35%热能的烟气余热资源基本上被白白浪费掉。充分利用能源、提高能源利用率的瓦斯发电机组烟气余热利用是摆在我们面前的一项新课题。

2 国内瓦斯发电机组烟气余热利用现状

进入21世纪，国家鼓励发展绿色循环经济，倡导建设资源节约型社会，企业对经济效益、能源利用和环境保护的认识进一步加深。低瓦斯作为一种能源被广泛应用于发电，但占瓦斯发电机燃料近35%的热能随烟气排空，现阶段我国对瓦斯发电机组烟气余热的回收还处于初级阶段。

3瓦斯发电机组烟气余热的用途

3.1余热采暖

瓦斯发电机组余热采暖是在发电机组烟道出口加装一套余热回收装置，热水循环泵将软化水送到余热回收装置，经加热的软化水供给采暖户，冷却水再被送到余热回收装置加热，如此一直循环。

3.2余热供应洗浴热水

在余热采暖的基础上加装一套水—水热交换器，被循环加热的软化水通过水—水热交换器将洗浴用水加热。

3.3余热制冷

余热制冷的典型代表是溴化锂吸收式制冷，吸收式制冷和压缩式制冷的主要差别在于用蒸汽发生器——吸收器装置代替了压缩机。用蒸汽发生器吸收瓦斯发电机组烟气热量。

4余热吸收装置

目前理想的瓦斯发电机组烟气余热回收装置是KNPT04-500型余热锅炉。该装置采用针型管强化传热元件扩展受热面，同时烟气流经针型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。该余热锅炉具有结构简单、热效率高、运行寿命长、安全可靠、维护方便等优点。

1-烟气出口 2-烟管 3-立式水包 4-热网 5-吊耳 6-横撑 7-烟气进口 8-烟罩 9-水出口管 10-水进口管 11-排污管 12-立支撑 13-观察门 14-安全阀门 15-压力表 16-水位计

5铁法矿区瓦斯发电机组余热利用实践

铁法矿区大隆瓦斯发电站现安装有3台500GFl-3RW型瓦斯发电机组，在每台瓦斯发电机组烟气管道上安装一台KNPT04-500型余热锅炉。

5.1 3台余热锅炉每小时回收热能量

烟道出口烟气温度550℃；经余热锅炉换热后烟气温度为150℃，烟气由550℃降为150℃时，每小时释放的热量为：

Q=CMρ（T1-T2）=1180 MJ/h

式中，C为烟气比热，1.076 kJ/kg℃；M为烟气流量2130 m3/h；ρ为烟气密度，1.293 kg/m3；T1为烟道出口烟气温度，550℃；T2为余热锅炉换热后烟气温度，150℃。余热锅炉换热器换热效率为95%。3台机组每小时可回收热量：

Q1=3Q×95%=3363 MJ/h

5.2 所回收热量可供采暖面积

每平方米取暖所需热量为250 kJ/（m2·h），则余热回收的热量可供暖的面积为：

Q1η2/A=12106 m2

式中，Q1为3台机组可回收热量，MJ/h；A为每平方米采暖面积小时需要的热量，250 kJ/（m2·h）；η2为供暖管网效率，取90%.

5.3所回收的热量可供洗浴热水量

供到水—水热交换器的地下水温度为20℃，热交换后水温达到50℃供洗浴用，即水温提高了30℃。每小时可供50℃的热水量为：

Q1/A2=26.9m3 每天可提供50℃热水量645.6 m3

式中Q1为3台余热锅炉每小时可回收的热量，MJ/h；A2为每立方水提高30℃需要热量，1.25×105KJ/（m3·h）.

5.4 铁法矿区瓦斯发电机组余热利用现状

铁法矿区大隆瓦斯发电站冬季利于站内3台余热锅炉烟气余热向矿抽放站、制氮厂区、发电站厂区及办公楼供暖，供暖面积可达10000余㎡，供暖最远距离可达80m，解决了原矿燃煤中心锅炉距离较远（800m），供暖系统不足等问题，为员工营造了舒适的工作环境。夏季，利用大隆瓦斯发电站内3台余热锅炉供应职工洗浴热水，厂区内职工洗浴用水量为540m3 /d，瓦斯发电机组烟气余热供水满足了厂区内职工洗浴要求，解决了夏季燃煤锅炉停运职工洗浴难的问题。

6经济效益分析

铁法矿区大隆瓦斯发电站3台余热锅炉同燃煤锅炉相比，节约燃煤量5.496t/d.除去机组检修时间，每年瓦斯发电机组正常运行时间按照360d计算，则每年节约燃煤1978.56t，铁法矿区大隆煤矿2010年原煤价格685元/t，可节约资金约135.5万元。

结语

瓦斯发电机组烟气余热利用使煤层气资源得到了充分利用，矿区环境得到有效保护，实现了企业的节约发展、清洁发展和可持续发展，创造了良好的经济、环保和社会综合效益。

参考文献

[1] 葛成龙.淮矿水泥公司余热发电站成功发电，2007（3）.

[2] 杨建霞.瓦斯发电站废气余热回收再利用，2008（7）.