论文瓦斯发电站烟气余热利用实践是适合不知如何写瓦斯方面的相关专业大学硕士和本科毕业论文以及关于瓦斯爆炸的三个条件论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料下载。
【摘 要】我国煤矿瓦斯资源丰富,和天然气储量相当.由于瓦斯浓度高,容易引发事故.为此,煤炭在开采过程中,会采用通风等技术稀释瓦斯浓度,确保安全生产.低瓦斯发电机组,其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術,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；节能环保
一、引言
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.
二、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探索阶段.
三、瓦斯发电机组烟气余热的用途
(一)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.
(二)余热供应洗浴热水
在余热采暖的基础上加装一套水一水热交换器,被循环加热的软化水通过水一水热交换器将洗浴用水加热.
(三)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一一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.
四、余热吸收装置
(一)余热锅炉
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.
(二)热水循环泵
该设备主要分为2种,一种是磁力驱动隔离式,另一种是电机式.其主要工作原理就是通过叶轮的高速转动使得液体达到一个离心的效果,从而使得液体获得一个很大的动能,然后通过水泵内部容积的变化使得液体发生能量的转化,从而达到输送液体的目的.该设备安装在针形管换热器之前.
(三)全自动软水器
该设备主要用于降低水的硬度.由于由于水的硬度主要用由钙、镁形成来表示,所以要降低水的硬度就必须将水中的Ca2+、Mg2+（形成水垢的主要成份）置换出来.该设备就是通过采用阳离子交换树脂将水中的Ca2+、Me2+置换出来,随着树脂内Ca2+、Mg2+的增加,树脂去除Ca2+,Mg2+的效能逐渐降低,但该设备具有阳离子交换树脂再生功能.该设备和补水管连接.
(四)落地膨胀箱
落地膨胀箱主要用在水系统上,主要是用来吸收由于温度升高系统水膨胀引起的压力波动；在变频供水或其他供水设备上主要是用来调节因阀门开关,水泵启闭而引起压力波动,消除水锤效应的一个装置.其结构主要分为两部分：外部罐体和内置的气囊,两者用法兰盘连接.在气囊和罐体之间预充一定压力的氮气,这样当膨胀罐装在系统上工作时,当系统由于工作压力异常,压力升高大于膨胀罐内部预充氮气压力时,系统水就会冲人膨胀罐内,吸收压力波动,避免系统压力升高过多而损坏其他元器件；当系统由于泄漏等原因压力降低小于膨胀罐内氮气压力时,膨胀罐内那部分水会在氮气压力的作用下挤出,补回到系统,维持系统压力不会降低太多.该装置安装在热水循环泵之前.
五、某矿区瓦斯发电机组余热利用实践
某矿区斯发电站现安装有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.
(一)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等于CMρ（T1-T2）等于1180MJ/h
式中,C为烟气比热,1.076 kJ/kg℃；M为烟气流量2130m3/h；ρ为烟气密度,1.293kg/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等于3Q×95%等于3363MJ/h
(二)所回收热量可供采暖面积
每平方米取暖所需热量为250kJ/（m2·h）,则余热回收的热量可供暖的面积为：
Q1η2/A等于12106m2
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,250kJ/（m2·h）；η2为供暖管网效率,取90%.
(三)所回收的热量可供洗浴热水量
供到水一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等于26.9m3每天可提供50℃热水量645.6m3
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）.
六、经济效益分析
该矿区瓦斯发电站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,按照原煤价格400元/t,可节约资金79万元.
综上所述：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]闻其有.瓦斯发电站烟气余热利用实践[J].中国新技术新产品,2012（21）
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[3]任建广,王国保,李风军.瓦斯发电站烟气余热利用技术[J].科技信息,2008（31）
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参考文献：
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