废弃物能源化案例.pdf

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1、PowerTopic#403

2、康明斯电力技术资料利用低热值往复式燃气发电机组的废弃物能源化案例：>白皮书英国Ramsgate，康明斯电力能源解决方案业务部，燃气应用经理KeithPackham全力为您提供能源服务。™甲烷的温室效应要比CO2高出20多倍。往复式燃气发电机组的多重优势利用这种资源进行发电，不仅能够为电力生当今，以天然和人工甲烷为原料进行发电，往复式产者带来经济效益，而且还有助于减缓全球燃气发电机组无疑是所采用的主流技术；燃气轮机变暖的趋势。发电机组位居其次。根据美国环保局（EPA）的资料，往复式发电机组的数量比燃气轮机和其他形式发电机组的总和还多出三倍。之所以形成目前的局人们开

3、发利用垃圾填埋场、垃圾消化罐、煤层气和煤面，其中一些原因是往复式发电机组在以下方面占矿中的甲烷用于发电，已经持续了数十年，但这种应有优势：用一直局限在具备适宜经济条件的特定地点。然而，•往复式燃气发动机是一项非常成熟的技术，拥近些年的技术发展已开始更多地关注这种既有利用有众多全球性制造商和完善有效的供货及服价值又具备环保优势的能源：务体系。•认识到甲烷是一种强效的“温室”气体，它可•如果燃气中甲烷的含量不低于40%，这些新型能会加剧热量在地球大气中的积累。低热值燃气发动机的运行工况可达到满载额•认识到天然形成的甲烷以及污水/垃圾填埋场定功率；而且在允许降低输出功率的情况下，形成的甲烷是一种有

4、价值的能源，它能够转化更可使用甲烷含量仅为30–40%的极低热为有用的电能，因此可抵消一部分发电用煤炭值的燃气作为燃料。和石油的消耗量。•从已安装发电设备的每千瓦初期投资来看，往•往复式燃气发电机组取得了新的技术进展，特复式发电机组的成本大大低于燃气轮机技术。殊的设计可实现燃气混合气的稀薄燃烧，减少•虽说往复式发电机组不能完全免受燃料纯度维护工作量并解决了早期应用中难以解决的发的影响，但是对燃气中的杂质和污染物（如水动机磨损问题。蒸气、氨气、硫化物和硅氧烷等）具有更强的耐受性。PowerTopic#403

5、第2页与燃气轮机相比，往复式发电机组具有更高的发电成本而只局限于试验场合使用。效率，也

6、不需要那么复杂的甲烷收集和加压系统。•以甲烷为燃料的往复式发动机，无须经过尾气斯特林（Stirling）发动机、燃料电池和有兰金处理过程即可满足排放法规的要求。（Rankin）循环发动机等也具有很高的效率，对硅氧烷等杂质也有一定的耐受性，但由于过高的初期甲烷巨大的全球发展潜力环保局“垃圾填埋场甲烷拓展项目”的统计，目前，从全球来看，垃圾填埋场、污水处理厂和煤矿产生的美国大约有400个垃圾填埋场发电项目正在进行当甲烷是一种巨量的天然资源，可以大规模地转化为有中，另外有600座候选垃圾填埋场以供能源的生产。用的电能。煤层气中的甲烷是其用于发电的另一种能源。仅在据欧盟估计，仅欧洲的垃圾填埋场每年就

7、可产生高达美国，预计煤层气的甲烷年产量可达到370亿立方940亿立方米的甲烷。而据EPA估计，美国的垃圾填埋场每年可提供2X1015Btu的能量。根据美国米。确定具体地点的适宜性实际的发动机效率和燃气消耗量。这些数据将用于确定燃气供给系统（井、泵、过滤和预处理装置等）的要确定特定项目的燃气是否适合用来进行废弃物发详细设计方案。电，通常要从燃气组份分析开始着手。该分析不仅为了检测出甲烷的浓度和可能的产量，还要评估燃气中浓度ppm分子量常量浓度ppm各种可能存在的杂质，以确定是否需要对此燃气进行H2S153422.423预处理或更改发动机维护保养周期。参见图1。Si202822.425NOx15

8、04622.4308如果甲烷浓度不低于45%，完全可满足往复Cl2070.9122.463式发电机组对燃料的要求，并且机组能够持Fl1.537.9922.43续输出满载额定功率。如果甲烷浓度在30-含量分子量常量含量40%之间，发电机组则会有一些功率降。mg/Nm3mg/Nm3H2S10003422.4659典型燃气发电机组的燃气耗量大致可表示为：Si202822.416NOx214622.410CH4用量=0.28立方米/每千瓦小时x(100÷CH4%)Cl70.9122.40该公式不是很精确，因为其基于管道质量天然气的假Fl37.9922.40设，并且发动机的效率会因为燃气中不可燃气体含

9、量图1：典型燃气组份分析，显示了硫化氢、硅氧烷、氮氧化物、氯的升高而降低。但该公式可以根据给定的发动机规格和氟等物质的含量，以ppm和每立方米中的毫克数表示。快速估算出所需的燃气用量。随着项目的进行，要采用专用的软件来获取燃气的实际热值，这样才可确定全力为您提供能源服务。™www.cumminspower.comPowerTopic#403

10、第3页燃气中的杂质决定着发动机的维护周期和维•硫化物（以硫化氢的形式