浅谈燃气电站的余热综合利用.doc

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1、浅谈燃气电站的余热综合利用中图分类号：TE43本文以2台190系列500kW燃气发电机组余热利用方案的设计，简要分析燃气电站的余热综合利用。一、余热利用方式介绍：天然气发电+余热利用（电、热两联供）燃气发电站中采用热电联供装匿，可在机组发出电力的同时，将燃气发动机排出的热量充分利用起来，用于冬季取暖以及日常洗浴等生活之用。设计时应考虑的因素包括热水量的调节、热水系统的压力、热水系统与热源设备的配套连接、多余热水部分的旁通及紧急情况下热水的切断等。采用这种方式时，生活用洗浴热水取自发动机缸套水热交换器，这部分水的温度一般在40〜5

2、0°C,完全能够满足使用要求；生活区取暖用热水取自排气部分，燃气发动机的排气温度一般在450〜550°C,加热后的热水温度可达到80〜110°C（压力在0.2MPa左右），这样可以保证取暖所需的热量。二、余热利用参数依据190系列500kW燃气发电机组参数如下表所示：通过以上参数可知，所燃气体只有36%的热量用来发电，约有17%热量通过缸套水带走和约有38%的热量通过高温烟气排空。为充分利用余热,可设计一套余热利用系统，充分利用高温烟气热量和缸套水余热，使所燃气体总热量75%以上得到应用。三、余热热工参数计算3.1高温水的余热利

3、用每台机组高温水参数：进水温度75°C；出水温度68°C；水的比热为：lKcal/kg.°C；缸套水流量：30000kg/h；缸套水部分释放热量为：30000kg/hX(75°C-68°C)XlKcal/kg.°C=210000Kcal/h；两台机组缸套水回收热量为：210000Kcal/hX2=420000Kcal/h；如果将60°C,流量为32000千克加热。则提高温度为：420000Kcal/hX4-32000Kg=13.1°C,也就是说自60°C提高到73.1°C3.2高温烟气的余热利用目前济柴生产的500kW燃气发电机

4、组正常运转时，发电功率为480kW、排烟温度为530°C左右，当热交换器出水温度为90°C左右时，它排出的烟气温度为120°C,燃气完全燃烧时燃气和空气的体积比为1：10,为使燃料充分燃烧，一般燃气与空气的混合比例为1：12,(按53发3.0度电计算)500kW机组的耗气总量为:480/3.0X(1+12)=2080m3/h；烟气平均重量按1.25kg/m3计算，总重量为：2080m3/hX1.25kg/m3=2600kg/h；排烟的比热容按烟道气体计算(平均定压比热容0.268kcal/kg)一台发电机组可利用排烟余热为:(5

5、30-120)°CXO.268kcal/kg?°CX2600kg/hXO.95=271400kcal/h；两台机组高温烟气回收热量为：271400kcal/hX2=542800Kcal/h；按进水温度73.1°C计算，水量为32000千克，则水温提高温度为：542800Kcal/h4-32000Kg/h=16.9°C,也就是说自73.1°C提高到90°C注：燃气实际在缸内燃烧不完全，产生一定量的一氧化碳，并在排气管中继续燃烧；实际烟气排出的热能比计算值要多。四、余热利用系统完工设计系统主要由烟气一一水热交换器、板式换热器、给水泵

6、或热水循环泵、阀门仪表、保温输水管线组成。由以上部分组成一个循环系统，该系统由给水泵或热水循环泵作为动力源，采用烟气一一水热交换器及板式换热器，加热水介质，产生热水，供生产生活应用。系统的设计压力为l.OMpa,水介质工作温度在90°C左右，循环水流量为32000千克/小时，热交换量为96.28万大卡/小时五、效益分析：按每台发电机每年正常运行300天，每吨蒸汽的价值为120元(相当于60万大卡的热量)计算。两台发电机每年余热回收所产生的价值为：120X24X300X(962800Kcal/600000Kcal)二138万元；两

7、台发电机组年发电量为：480kWX2X24hX300=691.2万kWh每度电按照0.55元计算，两台发电机每年发电所产生的价值为691.2万kWhXO.55元/kWh二380.16万元两台发电机组年耗气量为691.2万kWh4-3kWh/m?=230万m?即年耗气量230万m?产生518.16万元的效益综合上述可知，通过燃气发电机组的余热利用，大大提高了燃气的利用效率，取得了可观的经济效益。结朿语未來中国天然气发电将向社会发电市场、分布式能源电站领域发展，预计到2020年可实现装机功率4000万千瓦。其中燃气内燃机配套发电机组

8、成的燃气发电机组是中小型天然气冷热电系统，工厂企业自备燃气电站的主要组成部分。中国石油集I才I济柴动力总厂研发制造的190系列燃气发电机组，功率覆盖范围200kW-1500kW,是冃前国内燃气发电机组市场的主导产品。如果发电的同时，将燃气发电机组的余热加以利用，