電廠瓦斯發(fā)電站余熱利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張俊英

摘要

作為我國電廠發(fā)展的重要形式，煤炭發(fā)電過程的實(shí)現(xiàn)伴隨著較高的余熱資源產(chǎn)生。實(shí)現(xiàn)電廠瓦斯發(fā)電站余熱資源的充分利用，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電廠區(qū)域自然環(huán)境的改善，更能有效的提升電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文在闡述瓦斯發(fā)電站余熱資源利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)必要性的基礎(chǔ)上，對(duì)其余熱來源進(jìn)行系統(tǒng)分析，并針對(duì)性的提出余熱利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。以期有利于電廠余熱資源利用效率的提升，推動(dòng)節(jié)能減排工程的進(jìn)一步發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】瓦斯發(fā)電 余熱利用 設(shè)計(jì)

瓦斯發(fā)電是電廠發(fā)電的重要形式，其不僅實(shí)現(xiàn)了瓦斯資源的工業(yè)化應(yīng)用，更實(shí)現(xiàn)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的高質(zhì)量獲得。然而實(shí)踐中，受配套設(shè)施建設(shè)不完善等因素的影響，電廠瓦斯發(fā)電站的應(yīng)用伴隨著較大比例的余熱資源浪費(fèi)，對(duì)企業(yè)效益的進(jìn)一步提升及電廠周圍的生態(tài)環(huán)境造成巨大影響。新時(shí)期，如何實(shí)現(xiàn)電廠瓦斯發(fā)電站余熱的高效利用己成為當(dāng)前電力工作人員不得不思考的重要內(nèi)容，本文由此展開分析。

1瓦斯發(fā)電站余熱利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)必要性

瓦斯發(fā)電是電力生產(chǎn)的基本形態(tài)。在電廠運(yùn)行過程中，發(fā)電站在電控燃?xì)饣旌掀骷夹g(shù)的支撐下，通過發(fā)電機(jī)組的充分應(yīng)用，有效的實(shí)現(xiàn)了電力資源的快速生產(chǎn);并且在實(shí)踐過程中，低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用使得這一過程更加高效、規(guī)范。然而需要注意的是，在瓦斯資源快速利用生產(chǎn)的同時(shí)，其配套設(shè)施的建設(shè)具有滯后性，由此造成了發(fā)電過程余熱資源利用效率低下的問題。當(dāng)前環(huán)境下，進(jìn)行瓦斯發(fā)電站余熱利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有以下作用：

（1）余熱利用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是對(duì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈的進(jìn)一步完善，其保證了電力生產(chǎn)附帶資源的二次化高效利用，在實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約的同時(shí)，創(chuàng)造了較大的經(jīng)濟(jì)效益，有助于企業(yè)盈利規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大。

（2）從環(huán)境保護(hù)的角度來看，傳統(tǒng)模式下，余熱利用系統(tǒng)的缺失對(duì)發(fā)電廠周圍的生態(tài)環(huán)境造成較大程度破壞，而通過余熱利用系統(tǒng)的優(yōu)化升級(jí)，這一危害得到了有效控制，在實(shí)現(xiàn)電廠區(qū)域生態(tài)環(huán)境改善的基礎(chǔ)上，有效的確保了國家節(jié)能減排理念的深度落實(shí)。

2電廠瓦斯發(fā)電站余熱來源分析

濃度較高的瓦斯在內(nèi)燃過程中容易造成爆炸，故而低濃度發(fā)電是其應(yīng)用的主要形態(tài)。當(dāng)前環(huán)境下，內(nèi)燃式燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組是我國電廠發(fā)電的主要設(shè)備，其在實(shí)現(xiàn)煤礦瓦斯高效抽取的同時(shí)，有效的保證了瓦斯利用的效率和安全。在該設(shè)備體系下，煤炭瓦斯中的甲烷應(yīng)用范圍極廣，并且當(dāng)甲烷的濃度超過7%時(shí)，即可進(jìn)行電力資源的高效生產(chǎn)。

當(dāng)電力工程人員在電氣控制系統(tǒng)操作下，將燃?xì)廨斔偷絻?nèi)燃式燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)組的缸體時(shí)，其會(huì)在缸體內(nèi)進(jìn)行爆燃做功，然后這種能量轉(zhuǎn)化為多種形態(tài)進(jìn)行排出、動(dòng)能、電能和熱能是其最主要的三種基本形態(tài)。其中缸體的熱能排放包含兩種形態(tài)：

（1）缸體內(nèi)燃爆所排放的尾氣。一般情況下，缸體內(nèi)燃燒所排出的尾氣溫度能達(dá)到500℃左右，這些尾氣中含有大量的熱量，可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的二次利用;

（2）在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，缸體會(huì)產(chǎn)生較高的溫度，為實(shí)現(xiàn)發(fā)電的安全化，人們往往需要進(jìn)行缸體的冷卻處理，這就使得其缸套水中含有大量的熱量，而這些熱量隨著缸套水排出機(jī)組，形成了瓦斯發(fā)電余熱的又一來源。

3瓦斯發(fā)電站余熱利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)

隨著節(jié)能減排理念的進(jìn)一步深入，人們對(duì)于發(fā)電廠余熱資源利用的關(guān)注度不斷提升;基于此，進(jìn)行瓦斯發(fā)電站余熱利用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)勢(shì)在必行。其設(shè)計(jì)過程包含了以下具體環(huán)節(jié)：

3.1余熱含量計(jì)算

進(jìn)行余熱含量的計(jì)算是電廠瓦斯發(fā)電站余熱利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的前提和基礎(chǔ)。精確化的余熱含量計(jì)算能夠?yàn)槠淅梅桨傅脑O(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支撐。實(shí)踐過程中，缸套水余熱量計(jì)算和尾氣與熱量計(jì)算是其余熱含量計(jì)算的重要組成部分。

就缸套水余熱計(jì)算而言，內(nèi)燃式燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)組缸套冷卻系統(tǒng)分為直接孔冷和間接水冷兩種基本形式。其在缸套水這一形式的作用下，實(shí)現(xiàn)了缸體熱量的有效吸收。通常情況下，人們?cè)趯?shí)現(xiàn)缸套水進(jìn)出溫差控制的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)考慮缸套水流流量和避熱容，然后在這三個(gè)系數(shù)相乘的關(guān)系下，即可實(shí)現(xiàn)缸套水余熱含量的準(zhǔn)確計(jì)算。

而在尾氣余熱量計(jì)算過程中，公式法及圖表法是其應(yīng)用的兩種基本方式，與前者相比，圖表法的應(yīng)用較為直接、簡(jiǎn)便，且具有較高的精度要求，能夠充分的滿足工程建設(shè)需要，因而應(yīng)用較為廣泛。

3.2瓦斯發(fā)電站余熱利用方案設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)掌握電廠瓦斯發(fā)電站余熱含量的基礎(chǔ)上，人們可以在節(jié)能減排理念的指導(dǎo)下進(jìn)行余熱資源利用系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。據(jù)目前而言，缸套水余熱和廢棄余熱是發(fā)電站余熱的兩種基本形態(tài)，因此，對(duì)余熱利用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也主要集中在這兩個(gè)方面。并且根據(jù)冷熱符合全面變化因素的影響，發(fā)電站余熱利用系統(tǒng)的應(yīng)用分為直接應(yīng)用和間接應(yīng)用兩種形態(tài)。

3.2.1余熱直接利用設(shè)計(jì)

余熱直接利用是發(fā)電廠節(jié)能環(huán)保落實(shí)的有效方式，其可以有效避免余熱資源的損耗，實(shí)現(xiàn)熱量應(yīng)用價(jià)值的最大化。就缸套水余熱直接應(yīng)用而言，其帶幾本的冷負(fù)荷，可用于全年制冷;并且不足的部分可通過煙氣進(jìn)行制冷補(bǔ)充。而對(duì)于廢棄余熱而言，冬季無冷負(fù)荷需要的區(qū)域，全部的煙氣可進(jìn)行直接制熱，并且，一旦制熱能量不足，可通過現(xiàn)有的鍋爐進(jìn)行補(bǔ)充。而在其他三個(gè)季節(jié)，將廢氣量的27%用于制熱，其與熱量用于直接制冷。

3.2.2余熱間接利用設(shè)計(jì)

在余熱間接利用設(shè)計(jì)中，其伴隨著一定的能量損耗，且具有環(huán)境污染的潛在威脅。缸套水余熱間接應(yīng)用中，其可通過室外管網(wǎng)的鏈接，使得其與建筑物的浴池或淋浴水箱相連，進(jìn)而更好的服務(wù)于人們的生產(chǎn)生活。對(duì)于廢氣余熱而言，其可在煙氣三通調(diào)節(jié)閥的控制下，實(shí)現(xiàn)冷熱負(fù)荷變化的條件，然后再次進(jìn)入溴化鋰制冷機(jī)組等內(nèi)容進(jìn)行再次利用。

4結(jié)論

實(shí)現(xiàn)電廠瓦斯發(fā)電站余熱的高效利用當(dāng)前電力工程發(fā)展的需要，同時(shí)也是我國節(jié)能減排假設(shè)的必然要求。新時(shí)期，要提升其利用效率，電力工作人員就必須充分認(rèn)識(shí)到余熱利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則，并在分析余熱來源的基礎(chǔ)上，做好其利用系統(tǒng)的高效化、規(guī)范化設(shè)計(jì)。唯有如此，才能確保電廠瓦斯發(fā)電站余熱利用效率的不斷提升，進(jìn)而推動(dòng)我國節(jié)能減排工程的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]吳學(xué)強(qiáng)，瓦斯發(fā)電機(jī)組余熱回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J].中國資源綜合利用，2017.