高效能的焦化煤气发电技术
焦炉煤气和转炉煤气综合利用新技术
焦炉煤气和转炉煤气综合利用新技术焦炉煤气和转炉煤气是冶金行业重要的副产品,它们的综合利用对于资源节约和环境保护具有重要意义。
随着科技的发展,焦炉煤气和转炉煤气的综合利用技术也在不断地更新和改进。
本文将就焦炉煤气和转炉煤气的综合利用新技术进行深入探讨。
焦炉煤气是在焦炉生产焦炭的过程中所产生的一种气体副产品,焦炉煤气的主要成分为一氧化碳、氢气和一些杂质气体。
传统的焦炉煤气综合利用方式主要是将其用作燃料进行燃烧,供热或发电。
但是在这个过程中,焦炉煤气中的一些有价值的成分并未得到有效的利用,同时还会产生大量的二氧化碳等环境污染物,造成资源浪费和环境污染。
为了更好地综合利用焦炉煤气和转炉煤气,减少资源浪费和环境污染,科研人员提出了许多创新的综合利用新技术。
下面将结合具体的技术案例进行介绍。
首先是对焦炉煤气的综合利用。
传统的焦炉煤气的利用方式主要为直接燃烧,但这样会导致大量的一氧化碳和二氧化碳的排放,造成资源浪费和环境污染。
近年来,一种被称为焦化负压干馏技术的新技术被引入到焦化行业。
该技术是利用高温微波和高温离子反应炉对焦炉煤气进行分解,将其中的一氧化碳转化为一氧化碳和氢气。
然后再通过一系列的纯净化工步将其纯净化成合成天然气或甲醇等清洁能源。
这种技术不仅可以实现焦炉煤气的高效利用,还可以将一氧化碳转化为有用的化学品,实现资源的最大化利用,并减少有害气体的排放。
除了以上介绍的两种技术外,还有许多其他的技术可以被应用于焦炉煤气和转炉煤气的综合利用中。
比如通过膜分离、化学吸收、化学催化等技术将煤气中的一氧化碳和氢气分离提纯,然后再将其转化为合成天然气、合成液体燃料或化工原料。
这些技术的应用不仅可以实现煤气中有价值成分的高效利用,还可以减少有害气体的排放,同时也可以为我国的清洁能源发展做出重要的贡献。
焦炉煤气和转炉煤气的综合利用技术是燃气领域的重要发展方向,其应用对于资源节约和环保有着重要的意义。
通过不断地研发和创新,相信在不久的将来,我国焦炉煤气和转炉煤气的综合利用技术将会取得更大的突破,为我国的清洁能源发展做出更大的贡献。
焦炉煤气发电方式及应用
焦炉煤气发电方式及应用发表时间:2020-12-31T05:19:33.147Z 来源:《中国电业》(发电)》2020年第22期作者:赵伟[导读] 目前,国内利用焦炉煤气发电的单位主要以燃气内燃气内燃机为主,几乎占到总装机容量的90%以上。
陕西黄陵煤化工有限责任公司陕西延安 727307摘要:目前,国内利用焦炉煤气发电的单位主要以燃气内燃气内燃机为主,几乎占到总装机容量的90%以上。
对于各种规模的焦化厂而言,燃气内燃机发电机组利用焦炉煤气发电,实现“就地发电,就地使用,多余上网”模式,具有显著的经济效益。
本文就焦炉煤气发电的几种方式进行分析。
关键词:焦炉煤气发电;方式及应用一、焦炉煤气发电方式与分析1、焦炉煤气利用兼汽轮机发电这是一种传统的技术,也是大家比较熟悉的发电方式。
它是利用锅炉直接燃烧焦炉煤气,将煤气的热能通过锅炉内的管束把水转换为蒸汽,利用蒸汽推动蒸汽轮机再驱动发电机发电。
系统主要设备包括燃气燃烧器、锅炉本体、蒸汽轮机、发电机、化学水系统、给水系统、冷擬器、冷却塔、变压器和控制系统,工艺流程比较复杂,这一技术过去是我国利用焦炉煤气发电的主要技术方式。
其优点是:对焦炉煤气的要求比较低,燃气处理系统比较简单,技术成熟。
缺点是:整个发电系统比较复杂,建设周期比较长,电站一旦建成就难以再移动,同时必须消耗大量的水资源,占地较多,需要的管理人员也比较多,对于单机功率几千乃至几万千瓦的机组来说,机组的效率较低,大约在 20%左右目前有一些焦化厂在采用这种发电技术。
2、焦炉煤气应用燃气轮机发电燃气轮机发电,将飞机发动机进行改造,将燃油改成燃气,把焦炉煤气加压到4MPa左右,直接燃烧驱动燃气轮机,再带动发电机组发电‘从工作原理上看,燃气轮机无异是十分适台焦炉煤气利用的工艺技术之一。
燃气轮机自身的发电效率不算很高,目前国内在用的燃气轮机的发电效率一般不超过30%,主要是因为所使用的燃气轮机大多是20世纪中叶航空发动机改制的产品,因此在性能、可靠性和寿命方面都不尽人意。
焦化厂煤气鼓风机工作原理_概述说明以及解释
焦化厂煤气鼓风机工作原理概述说明以及解释1. 引言1.1 概述焦化厂煤气鼓风机作为焦化工艺中的关键设备之一,其工作原理对于焦化过程的正常运行起着至关重要的作用。
煤气鼓风机通过将空气注入到焦炉系统中,使得炉膛内的煤气与空气充分混合并实现完全燃烧,从而提供足够的热量供应以支撑焦化反应。
本文将对焦化厂煤气鼓风机的工作原理进行详细阐述,并探讨其在实际应用中遇到的问题和解决方案。
1.2 文章结构本文分为五个部分,各部分包括:- 引言:概述文章内容、结构以及目的;- 煤气鼓风机工作原理:定义煤气鼓风机,分类介绍,并详解其工作原理;- 焦化厂中煤气鼓风机的应用:介绍焦化厂及其背景情况,说明煤气鼓风机在焦化厂中的作用,并列举使用注意事项;- 实际案例分析和问题解决方案探讨:通过实际案例介绍,分析煤气鼓风机在焦化生产中可能出现的问题,并提供相应的解决方案;- 结论:总结煤气鼓风机的工作原理,并给出使用建议和展望未来发展趋势。
1.3 目的本文的目的是为读者提供对焦化厂煤气鼓风机工作原理的全面了解,包括其定义、分类以及详细工作原理的阐述。
同时,也希望通过实际案例分析,探讨在焦化生产中可能出现的问题及其解决方案。
最后,根据对工作原理和实际应用经验的总结归纳,给出使用建议并展望未来发展趋势,以便读者更好地应用和了解该设备。
通过阅读本文,读者将能够深入理解煤气鼓风机的工作原理以及在焦化厂中的重要性,并能够更好地运用于实际生产中。
2. 煤气鼓风机工作原理2.1 煤气鼓风机定义煤气鼓风机是一种用于增加或维持燃烧设备供氧量的设备。
它通过将空气或氧气吹入炉膛,提供足够的氧气支持火焰燃烧过程。
煤气鼓风机通常由电动机、叶轮、出口和进口等部分组成。
2.2 煤气鼓风机分类根据其工作原理和结构特点,煤气鼓风机可以分为离心式鼓风机和轴流式鼓风机两种主要类型。
离心式鼓风机:该型号的鼓风机以空心叶轮为核心,通过旋转产生的离心力将外界空气吸入,并沿着离心方向进行压缩和放大。
浅谈焦炉煤气发电
口需求 , 中最主 要 的需 求来 自钢 铁工业 , 约 其 大 占整 个焦炭需求 的 7 %以上 。中国焦炭供 给可以 0
分 为 3个部分 : 联合 钢铁 企业 、 品机焦 生产企 商
根据公 司年富余煤气量 及热值 情况 , 可采 用
胜利 油 田胜利动力 机 械有 限公 司生 产的燃 气 发
万t 。焦炉煤气 热值 1. J 34 左右 , M 每年约 5 0 00万 m 煤气 可用 于发 电 ,这样不仅充 分利用 了能源 ,
还解决 了环境 污染 问题 , 同时创造 了更好 的经 济 效益和社会 效益 。
激 了焦炭 的增长 , 国焦炭 的需求主要表 现在钢 中
铁工 业 、 色金 属工业 、 工工业 、 有 化 机械制造 及出
境保护 ;
11 焦炭市场外部环境分析 . 宏 观 经济 指标 的持 续走 强 带 动 了整个 社 会
收稿 日期: 0 5 1— 5 2 0 — 0 1
() 用焦炉剩余荒 煤气发 电 , 了资源综 2利 实现
作者 简介 : 常晓华( 7 )女 , 1 1 , 山西大同人 , 9一 工程师, 现任大 同煤矿集团技术中心综合开发研究所副所长 , 从事煤炭洁净化利用研
( 2 )增加企业效益,由于焦化工程用 电较 多 ,
() 5利用焦炉煤气发 电 , 实现公 司 的可持续发 展, 提高发 电技术含量 , 增加发 电市场竞争能力。
13 社会 效 益 分 析 .
可以为焦化工程提供足 够的 电力 , 的 电力可 多余 以上 网 ,由于焦炉煤气是 生产焦碳 的副产 品 , 所
产 品 的竞争力。 12 焦炉煤气发 电经济效益分析 .
气资源 , 使其变废 为宝 , 变害为利 , 建设 焦炉煤气 发 电厂 是完 全符 合 中 国资 源综合 利 用 和可持 续
焦化煤气发电的技术和前景
2 7 第4 0年 期 0
河 北 煤 炭
3
焦 化 煤 气 发 电 的 技 术 和 前 景
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ崔 岩
( 峰峰集团 煤化 工筹备处 ,河北 邯郸 0 60 ) 5 20
摘
要 :文 章论 述 了焦 化煤 气发 电的技 术设 备应 用及 应该 采取 的配 套政 策 。 文 献标 识码 :B
降 ,此外 ,内燃机需要频繁更换机油和火花塞 ,消 耗材料 比较大。内燃机设备对焦化煤气 中的水分子
统的主要设备是燃气燃烧器 、锅炉本体、化学水系
统 、给水系统 、蒸汽轮机 、冷凝器 、冷却塔 、发动 机、变压器和控制系统。优点是 :对于燃料气体要
含量和硫化氢比较敏感 ,可能导致硫化氢和水形成 硫酸腐蚀问题 ,需要采取一些必要措施加以克服。
身的 发 电效 率 不 算 很 高 ,一 般 在 3 % ~3 % ,但 0 5
燃煤锅炉中安装燃气燃烧器 ,将焦化厂的焦化气直 接喷 入锅 炉燃 烧 ,这种 方式 最大 的优 点是 可 以适应
焦化厂 间 歇 性 生 产 的特 性 。该 技 术 最 大 的 限 制 是
水 ,中 国水 资源极 度缺 乏 ,所 以 ,要 解决 中 国 的焦
台以煤 气 为燃 料 的 四 冲程 内燃 机 ,经 过 l 的 0年
不断改进 ,德 国的 另 一个 机 械 师 “ 驰 汽车 之 父 ” 奔
是 ,燃气轮机进气压力比较大 ,这就需要使用燃气 ( 下转 第 3 0页)
维普资讯
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铁 路专 用线 长 。 122 寺 家庄场 址 ..
综上所述 , 并依据场址选择原则 ,下秦山场址
和寺 家庄 场址 均 可作 为建 矿场 址 ,但 由于 寺家 庄场 址 有井下 开 采情况 不 明 ,能源 是 否可 以置 换等 不确
焦化行业焦炉气七大综合利用节能技术
焦化行业焦炉气七大综合利用节能技术随着焦化行业的发展,焦炉煤气除部分返回焦炉加热外,剩余主要作为城市煤气,还有相当数量的焦炉煤气会通过火炬燃烧放空。
据估计每年约有350×108m3以上的焦炉煤气未被有效利用而付之一炬,这不仅造成环境污染,还浪费了大量能源。
根据焦炉煤气的特点(含氢量高),我国焦化行业应进一步开发出符合企业特点的应用技术,进而实现煤气资源的优化开发利用,增加焦炉煤气的利用价值,增强炼焦行业的整体竞争力。
近年来,我国焦炉煤气利用程度不断提高,在开发利用技术方面进行了一系列探索,本文总结出七种常用的焦炉煤气综合利用节能技术。
一、焦炉煤气用作气体燃料焦炉煤气是优质的中热值气体燃料,其热值为17兆焦~19兆焦/标准立方米,煤气的主要成分(体积百分比)为氢55%~60%、甲烷23%~27%、一氧化碳5%~8%,含两个以上的碳原子的不饱和烃2%~4%,以及少量的二氧化碳、氮、氧等。
由于我国油气资源缺乏,为解决大中城市民用燃气紧张的问题,20世纪80年代焦炉煤气曾一度广泛应用于民用燃气领城。
目前,在天然气还没有通达而焦化行业有一定基础的地区,焦炉煤气仍是民用煤气和其他工业生产的主要气体燃料提供者。
如我国景德镇等地将焦炉煤气用作陶瓷厂窑炉的加热燃料,生产出优质的陶瓷制品。
此外,焦炉煤气还可用作水泥和玻璃等工业生产的燃料。
二、利用焦炉煤气发电由于焦炉普遍采用了高效的烟气余热回收技术,约有50%~55%的焦炉煤气富余,我国许多焦化企业将剩余的焦炉煤气用于发电。
焦炉煤气发电有三种方式,分别为蒸汽发电(热电联产)、燃气轮机发电和内燃机发电,目前这几种发电方式在国内均有应用,技术成熟。
如果焦化企业与高电耗生产匹配或与发供电企业联营,且上网电价合适,焦炉煤气用于发电可作为优先选择的技术路之一。
其运行与管理简便,生产作业间长,可采取多种方式,企业收益稳定。
1、蒸汽发电,热电联产供热与发电兼用蒸汽发电由锅炉-凝气式气轮机-发电机组成。
焦炉煤气和转炉煤气综合利用新技术
焦炉煤气和转炉煤气综合利用新技术1. 引言1.1 背景介绍焦炉煤气和转炉煤气是钢铁工业生产过程中产生的两种重要煤气资源,其主要组成成分为一氧化碳和氢气。
在传统工业生产模式下,焦炉煤气和转炉煤气通常被单独收集和利用,存在着资源浪费和能源低效利用的问题。
随着我国环境保护和能源节约的要求日益加强,焦炉煤气和转炉煤气综合利用新技术逐渐成为研究热点。
利用新技术实现焦炉煤气和转炉煤气的高效综合利用,不仅可以提高能源利用效率,减少煤气浪费,还能降低对环境的污染,实现资源循环利用。
本文将从焦炉煤气和转炉煤气的特点出发,介绍传统的利用方式以及新技术的应用和案例分析,探讨综合利用新技术的优势及其对环境、经济的影响,并展望未来发展的方向。
希望通过对焦炉煤气和转炉煤气综合利用新技术的研究,为钢铁工业的可持续发展提供一定的理论和实践参考。
1.2 研究意义焦炉煤气和转炉煤气是钢铁生产过程中产生的两种重要工业废气,传统上经常被直接排放到大气中,导致环境污染和资源浪费。
为了有效利用这两种废气资源,减少环境压力,提高资源利用率,相关领域的研究逐渐受到重视。
焦炉煤气和转炉煤气所含成分复杂,但潜在的价值巨大。
通过深入研究和开发新技术,可以将这两种废气高效转化为有用的化工产品和能源,实现资源的再生利用,减少对化石能源的依赖,促进环保与节能产业的发展。
研究有效利用焦炉煤气和转炉煤气的新技术具有重要意义。
从经济角度看,新技术的应用可以降低生产成本,增加资源利用效率,提高企业竞争力。
从环境保护的角度看,减少废气排放可以改善空气质量,减少温室气体排放,有助于应对气候变化。
深入研究焦炉煤气和转炉煤气的综合利用新技术,对推动工业绿色发展,保护生态环境,具有十分重要的意义。
2. 正文2.1 焦炉煤气和转炉煤气的特点焦炉煤气和转炉煤气是钢铁生产过程中产生的两种主要副产品气体。
它们具有以下特点:焦炉煤气:1. 含焦炭气体、烟气和苯乙烯等有害物质,具有高热值和高热稳定性。
煤气燃气轮机发电系统介绍
海拔高度
5m
燃机进口压损
100mmH2O
燃机出口压损
100mmH2O
燃机进口温度
15℃
设计大气压力
1.013bar
设计大气相对湿度
60%
燃机工况点
全工况
净输出功
5500kW
燃料流量
61.79GJ/Hr
热耗率
11838kJ/kW-hr
涡轮排气温度
510℃
焦炉煤气为低热值燃料,且H2含量较高,直接起动安全性较差,故燃气轮机在 设计中采用双燃料系统,先用柴油启动,待起动稳定全速后切换到焦炉气运行。
厂用电负荷分别采用6KV和0.4KV电压等级。其中煤气压缩机 组等大型电动机采用6KV电压;其它负荷采用0.4KV电压(中性 点直接接地、动力与照明共用系统)。燃气轮机发电机组、余 热锅炉、汽轮发电机组等辅机由各自的6/0.4KV厂用变电器供电 ,即0.4KV厂用按主热力设备分段供电,分别由6KV母线引接。
2.4余热锅炉
余热锅炉采用双锅筒具有螺旋翅片管 受热面一体化除氧器的双压自然循环 结构,模块化设计,卧式布置,锅炉 稳定性好,抗震性强,锅炉的主要部 件钢架支承,锅炉运行技术要求低, 操作管理方便。
2.5煤气增压系统
煤气增压机组电压等级为发电机组出 口电压等级,受环境要求需设计为增 安型防爆等级;在煤气压缩机后设足 够容量的煤气缓冲罐。
燃气轮机发电系统设计
燃气轮机热电联产系统工艺流程: 此工艺流程为:焦炉煤气净化后,经压缩机压缩
提高压力到燃机需求;燃气轮机通过焦炉煤气燃烧作 功发电供生产用电,同时排出高温烟气;余热锅炉吸 收燃机烟气余热;将水处理设备提供锅炉的除盐水加 热为蒸汽供生产车间工艺使用;构成燃气轮机热电联 产系统(动力一期生产系统)。若提高余热锅炉蒸汽 设计参数为高品过热蒸汽,在余热锅炉后再加蒸汽轮 发电机组发电、供汽,就构成燃气轮机热电联产联合 循环发电系统(动力二期生产系统)。
焦炉煤气发电厂成功案例
焦炉煤气发电厂成功案例一、项目提出的背景山西焦化有限责任公司有年产60万吨、100万吨焦炉各一座,每小时产煤气32407 Nm3,该煤气除供锅炉和职工生活用外,每日有焦炉煤气直接排放约为48万Nm3,煤气的排放对大气和环境也造成了较严重的污染。
如何更好的利用这部份煤气,减少由于焦碳生产带来的环境污染问题,因此,拓宽煤气的利用领域已变得非常紧迫。
山西焦化有限责任公司严格遵循环保、高效、可行的原则,就如何利用好这部份煤气多次组织技术经济考察团对全国各大型焦化厂进行了深入细致考察和论证。
决定建设一座焦炉煤气综合利用电厂,充分利用能源,降低生产成本,创造经济效益。
二、装机容量及设备选型电站设备选型以立足于国内和国内配套为原则,根据目前日排放焦炉煤气量(48万Nm3、热值不低于15.07MJ/ Nm3)和外供蒸汽量(45~60T/h)来确定新建电站规模。
并在此基础上进行装机方案的比较。
经市场调查和研究,相适应的方案有如下三种。
方案一:燃气锅炉+蒸汽轮机发电:装机容量:12000kw,外供蒸汽34t/h这是一个非常传统的技术,也是大家比较熟悉的工艺方式。
它是采用锅炉来直接燃烧焦化煤气,将煤气的热能通过锅炉内的管束把水转换为蒸汽,利用蒸汽推动蒸汽轮机再驱动发电机发电。
系统的主要设备是燃气燃烧器、锅炉本体、化学水系统、给水系统、蒸汽轮机、冷凝器、冷却塔、发动机、变压器和控制系统,工艺流程比较复杂。
根据国内煤气锅炉对燃料的要求:当锅炉燃料的发热量≥12.56MJ/Nm3时,即可使锅炉稳定燃烧。
根据山西焦化有限责任公司提供的煤气资料,完全可以满足锅炉稳燃的要求。
根据煤气气量、热值计算得出,可产生84/h蒸汽。
可选一台双压燃气锅炉,可产生:50t/h、415℃、3.5Mpa和34t/h、190℃、1.25Mpa蒸汽。
可选配一台N12-3.43-V型凝汽式汽轮机,该型号机组最大功率可达12000kW,锅炉还可外供蒸汽:压力为1.27MPa、190℃、34T/h蒸汽。
炼钢中煤气发电技术的应用
炼钢中煤气发电技术的应用随着社会的发展和科技的进步,煤气发电技术的应用越来越广泛。
炼钢中煤气发电技术的应用则是其中的重要方面。
在炼钢过程中,大量的煤气会被产生,并在炼钢厂内被排放掉。
然而,这些煤气所蕴含的能量却可以被充分利用。
因此,炼钢中煤气发电技术的应用不仅可以为工厂节约能源、降低成本,还能对环境起到一定的保护作用。
一、煤气发电技术的原理煤气发电技术是指利用煤气作为燃料,通过发电机将其转化为电能的技术。
在炼钢中采用的煤气发电技术一般采用内燃机发电或燃气轮机发电两种方式。
其中,内燃机发电主要是指通过燃烧机械进气式内燃机,利用煤气的热能释放出的气体膨胀作用来驱动发电机发电。
燃气轮机发电则是利用燃气轮机的压缩、燃烧、膨胀过程将煤气的化学能转化为机械能,然后将机械能转化为电能。
两种发电方式的原理类似,只是热力循环过程不同。
二、炼钢中煤气发电技术的应用炼钢中煤气发电技术的应用可以带来许多好处。
首先,煤气发电可以节约能源、降低炼钢厂的运行成本。
在炼钢过程中,大量的煤气会被产生,并在炼钢厂内被排放掉。
这些煤气所蕴含的能量却可以被充分利用,通过煤气发电技术转化为电能,再用于生产或出售,可以为工厂带来不小的经济收益。
其次,在煤气发电的过程中,排放的废气经过一个完整的净化处理之后便可达标排放,可以有效地保护环境。
与传统的焚烧方式相比,煤气发电的废气处理更为彻底,可以最大限度地减少对环境的污染。
而且,在净化处理中,可回收的有用产品也可以再利用,也能为企业带来一定的经济利益。
最后,采用煤气发电技术可以为炼钢企业带来品牌价值和形象提升。
现如今,环保已成为一个热门话题,尤其是对于大气污染不断加剧的问题,各行各业都在积极探索并采用环保技术来降低自身的环境污染。
在这种背景下,采用煤气发电技术可以树立企业的环保形象,提高企业的公信力和社会认可度。
三、应用前景展望目前,煤气发电技术已经在炼钢中得到了广泛应用,并获得了不错的效果。
焦炉煤气高效多联产利用技术研究
焦炉煤气高效多联产利用技术研究发布时间:2023-04-12T08:00:35.740Z 来源:《中国科技信息》2023年第34卷1期作者:徐小龙[导读] 焦炉煤气是焦炉生产的副产品,其主要成分是氢、甲烷、一氧化碳和其他可获得的、热值高、污染低的成分。
徐小龙陕西黄陵煤化工有限责任公司陕西黄陵 727307摘要:焦炉煤气是焦炉生产的副产品,其主要成分是氢、甲烷、一氧化碳和其他可获得的、热值高、污染低的成分。
焦炉煤气目前是一种重要的化学和能源原料。
增加焦炉煤气的使用可以降低企业生产成本,提高企业生产效率,实现降低效率的目标。
本文研究了当前焦炉煤气利用技术现状,详细介绍了焦炉煤气多联产利用技术,充分利用焦炉煤气,实现废气资源综合利用,最大限度地实现焦炉生产效益。
关键词:焦炉生产;煤气;高效多联生产利用前言焦炉煤气是焦化行业的副产品。
焦炉煤气含有氢、甲烷、一氧化碳、非饱和碳氢化合物和高热值等燃料成分。
此外,氢、甲烷和一氧化碳是化学工业的重要原料。
一般来说,一吨焦炭的焦炉煤气产量约为四百立方米。
随着焦炉煤气净化技术和煤气利用技术的发展,焦炉煤气资源利用前景广阔。
合理有效地使用焦炉煤气是一个重要的研究课题,涉及综合利用国家资源、节约能源、减少排放和保护环境。
1 焦炉煤气现有利用技术概述1.1作为燃料利用焦炉煤气用作燃料时,可用作民用气体和工业气体。
在将天然气用于民用方面,由于天然气比焦炉煤气更清洁和焦化,这种气体可以补充天然气未复盖地区的民用气体。
在工业气体领域,焦炉煤气可用作工业燃料,例如钢铁、轧钢、炼焦企业供暖和化工企业供暖的燃料。
1.2用于发电焦炉煤气是一种行之有效的发电技术,最常见的方法是蒸汽轮机发电、燃气轮机发电、内燃机发电和燃气-蒸汽联合循环发电。
汽轮机发电用锅炉直接焦化焦炉煤气产生蒸汽,发电效率低,不足30%;燃气轮机发电由焦炉煤气组成,由燃气轮机压缩、加热和充气,将部分热能转换成能发电的机械发电机,效率约为30%。
内燃机利用焦炉煤气发电技术
内燃机利用焦炉煤气发电技术1 焦炉煤气利用现状在炼焦生产过程中,转变为焦炉煤气的煤炭约占初始总量的15%。
目前炼焦行业逐步向精细化方向发展,对焦炉煤气的合理利用将是焦化企业提高综合效益的一条有利途径。
国内行业对焦炉煤气的利用情况是:(1)大中型焦化厂主要是向附近城镇提供民用燃气,其特点是:投资规模较大;中间环节由煤气公司控制,不能实现最大效益;冬季用量大,夏季用量小,因季节变换能源不能充分利用。
(2)小型焦化厂的焦炉煤气除部分用于烧锅炉外,大部分点燃放空处理,除造成资源浪费外,对环境也造成很大的污染。
随着我国“西气东输”工程的实施,对天然气的应用将不可避免地取代很大一部分煤气的市场。
这体现在两方面:一是天然气的价格将低于煤气。
目前西气输到东部的天然气门站价格为1.0~1.3元/m3,用户零售价格为1.1~1.8元/m3,单位热值售价约为0.22元/m3,而人工煤气未计财政补贴的单位热值售价约为0.34~0.41元/m3。
通过对比可以看出,天然气在价格方面对煤气已经构成了很大的威胁;二是在覆盖地域方面,虽然目前天然气的供气范围相对煤气还较小,但是随着“西气东输”、“俄气南供”、“近海气登陆”等国家重点工程的实施,天然气管网将覆盖东北、华北、华南等地区,城市燃气中天然气的比重将会有较大提高。
上述事实表明:大中型焦化企业需要寻找新的焦炉煤气利用方式,以便应对将来民用煤气需求量的降低;小型焦化厂同样需要寻找合理的焦炉煤气利用方式,以便变废为宝,提高企业效益,并满足国家及地方政府对环保的要求。
2 焦化尾气发电应用前景我国焦化厂数目众多,焦化厂的副产品——焦化尾气(煤气)资源十分丰富。
采用内燃机发电,一次性投资小,建站周期短,功率范围可根据焦化尾气产量的大小确定,并且搬迁十分方便,这非常适合于中小型焦化厂。
数台焦化尾气发电机组并车构成电站,可自成一个小电网,也可并入大电网,同样能够满足大型焦化厂使用要求。
正常情况下使用焦化尾气发电驱动作业机械,当气源出现问题或焦化尾气发电机组需要检修时,可以使用原配套电网,使生产、生活不受影响,降低生产成本,提高经济效益。
焦炉煤气的综合利用技术
焦炉煤气的综合利用技术摘要:我国的焦化企业每年会生产一千多亿立方米的焦炉煤气,其中20%左右的焦炉煤气直接放散燃烧。
为了充分、合理利用焦炉煤气这种资源,文章列举了焦炉煤气发电、制取氢气、生产甲醇及直接还原铁四种应用技术进行分析,指出焦炉煤气的综合利用是发展的必然趋势。
关键词:焦炉煤气;综合利用;能源中图分类号:TQ 542 文献标识码:A 文章编号:The Comprehensive Utilization Technology of Coke OvenGasAbstract:Our country's coked enterprise will produce more than 1000 hundred million cubic meters coke gas every year, 20% about coke gas will diffuse the combustion directly. For full, reasonable use coke gas this resources, the article enumerated the coke gas electricity generation, the system to take the hydrogen, the production methyl alcohol and the direct reduced iron four kind of applied technology carries on the analysis, pointed out that the coke gas the comprehensive utilization was the development inevitable trend.Key words:Coke gas; Comprehensive utilization; Energy我国是世界钢铁大国之一,焦炭的产量也位居世界前列,且一直呈增长趋势,2000 年的焦炭产量为1.22 亿t,2006 年焦炭产量为2.33 亿t,到2009 年增长到了3.53 亿t。
焦化过程节能减排先进技术
焦化过程节能减排先进技术
1. 干熄焦技术:将炽热的焦炭在干熄炉中与惰性气体直接换热冷却,避免了传统湿法熄焦的水蒸汽排放和热能浪费。
2. 炼焦炉煤气回收利用技术:回收炼焦炉煤气,用于发电、供热或生产化工产品,减少能源浪费和温室气体排放。
3. 焦化废水处理与回用技术:采用先进的生物处理和膜分离技术,对焦化废水进行处理和回用,降低水资源消耗。
4. 焦炉烟气脱硫脱硝技术:采用脱硫脱硝装置,减少二氧化硫和氮氧化物的排放,改善环境质量。
5. 能源管理系统:通过实时监测和优化能源消耗,提高能源利用效率,降低能源成本。
这些技术的应用可以有效降低焦化过程的能源消耗和污染排放,实现节能减排的目标。
焦炉煤气发电
三、焦炉煤气发电利用焦炉煤气发电,是焦炉煤气开发利用、变废为宝最经济、最简便的利用方式。
ct(一)资源焦炉煤气是制取焦炭时产生的副产品,简称焦炉气,是煤焦化过程得到的可燃气体。
其产率和组成因炼焦煤质和焦化过程条件不同而有所差别,一般每吨干煤可产焦炉煤气300~350m3(标准状态)。
煤气组成(体积%)为:氢55-60%,甲烷23-27%,一氧化碳5-8%,C2以上不饱和烃2-4%,二氧化碳1.5-3%,氮3-7%,氧0.3-0.8%。
+热值Nm每约为17~19MJ(4000~4500大卡)。
焦炉煤气为有毒和易爆性气体,空气中的爆炸极限为6-30%(体积)。
我国是焦炭生产大国,大小加起来,目前有焦化企业2000余家。
一些较大钢铁企业的焦化厂,其产生的焦化煤气可以作为优质燃料用于炼钢,有些焦化厂则供煤气于城市民用。
但是相当一批焦化企业的炼焦煤气无法综合利用,只能点上火炬任其燃烧。
据中国炼焦协会初步统计,20023年,我国炼焦1.4亿吨,共产生500多亿立方米的炼焦煤气。
2003年全国生产焦炭1.8亿吨,3约占世界焦炭总产量的45%,产生的焦炉煤气达到760亿m。
据不完全统计,年直接空排或空烧的炼焦煤气达到200亿立方米以上,相当于西气东送工程的年输气量。
目前,焦炭生产还将继续保持着快速增长的态势,炼焦煤气还将继续增长。
随着西气东送工程的实施,由于焦炉煤气与天然气的不可比性,国内目前管道煤气30-40%将被管道天然气取代,一些焦化企业的煤气将逐渐退出民用领域,这又意味着更多的煤气无地可去。
焦炉煤气的主要成分是氢气和甲烷以及一氧化碳,它们排往空中,无疑将使生态环境遭到破坏。
为这些废气寻找出路已成为中小焦化企业生存的必由之路。
焦炉煤气变废为宝,最经济、最简便的利用方式就是发电。
直接利用焦炉煤气作为燃料生产高品位的电能,是焦炉煤气利用的主导方向,将空排的焦炉煤气用于发电(1m焦炉煤气可发电1.5kW·H),每年可发电约300-500亿kw·h,利用前景非常广阔。
烧煤煤气发电工艺流程
烧煤煤气发电工艺流程1.引言1.1 概述煤气发电工艺是一种将煤炭作为燃料,通过一系列的处理过程将其转化为煤气,并利用煤气产生电能的技术。
煤气作为一种清洁能源,相对于传统的燃煤发电方法,具有环保、高效、经济等优势。
因此,煤气发电工艺在能源领域受到了广泛的关注和应用。
煤气发电工艺的流程包括煤气化过程和燃烧发电过程。
首先,煤炭在高温条件下进行气化反应,生成一种混合气体,即煤气。
这个过程中,煤气中的各种有害物质,如硫化物、氮化物和颗粒物等被有效地去除,以保证煤气的质量和稳定性。
在煤气产生后,它被输送到燃烧发电设备中,通过燃烧反应释放出热能,进而驱动涡轮机发电机组产生电能。
煤气发电工艺的详细步骤可分为四个主要环节:煤炭预处理、煤气化、净化和燃烧发电。
煤炭预处理主要包括煤炭破碎、干燥和粉煤输送等步骤,以确保煤炭的适宜粒度和水分含量。
接下来,经过煤气化反应,煤炭中的有机物质被分解出来,产生一种富含氢气和一氧化碳的煤气。
煤气净化过程中,煤气中的硫化物、氮化物等有害物质经过一系列的处理手段被去除或转化,以确保煤气的洁净度。
最后,煤气被输送到燃烧设备中,通过与空气进行燃烧反应,释放出高温高压的热能,驱动涡轮机发电机组产生电能。
总之,煤气发电工艺是一种高效、环保的能源转化技术。
通过煤炭的气化和燃烧反应,将煤炭中的化学能转化为电能,减少了大气污染和温室气体排放。
随着科技的不断发展,煤气发电工艺也在不断创新和完善,为未来能源发展提供了更多的可能性。
1.2文章结构文章结构的设计非常重要,它可以帮助读者更好地理解和组织文章的内容。
在本文中,我们将按照以下结构进行撰写:1. 引言- 1.1 概述- 1.2 文章结构- 1.3 目的2. 正文- 2.1 煤气发电工艺流程概述- 2.2 煤气发电工艺流程详解3. 结论- 3.1 总结煤气发电工艺流程- 3.2 展望煤气发电工艺的未来发展在引言部分,我们将提供对整篇文章的概述,解释研究的背景和意义。
冶金行业中的煤气发电技术的操作指南
冶金行业中的煤气发电技术的操作指南作为冶金行业中的一项重要能源供应方式,煤气发电技术的应用不仅能有效利用资源,降低能源消耗,还可减少环境污染。
为了帮助冶金企业更好地掌握煤气发电技术的操作要点,本文将就该技术的准备工作、操作流程和日常维护等方面进行详细介绍。
一、准备工作在准备工作阶段,冶金企业需要对煤气发电技术进行全面的调研和评估,明确该技术的适用性和经济性。
具体而言,需要考虑以下几个方面:1. 燃气源选择:根据企业可用资源,选择适合的燃气源。
常见的燃气源有煤矿瓦斯、炉尘煤气、炼焦煤气等。
选择合适的燃气源,可以最大限度地提高发电效率和节约能源成本。
2. 发电设备选型:根据实际需求和燃气资源的特点,选择合适的煤气发电设备。
要考虑设备的功率、效率、可靠性以及维护成本等因素,并与多家供应商进行比较,选出性价比最高的设备。
3. 气化处理:煤气发电技术中涉及到煤气的气化处理,以保证煤气质量符合燃烧要求。
企业需要选择适当的气化设备,并建立完善的气化处理工艺流程,确保煤气的稳定供应。
二、操作流程1. 煤气净化和干燥:首先,冶金企业需要将从煤矿瓦斯或其他煤气源中提取得到的煤气进行净化处理。
净化处理的目的是去除煤气中的杂质,以保证煤气的燃烧效率和发电设备的正常运行。
同时,在净化的过程中也需要对煤气进行干燥处理,以防止因水分过高而引起的燃烧不完全问题。
2. 燃气燃烧:净化和干燥处理后的煤气将被送入发动机或燃气轮机中进行燃烧。
在该过程中,冶金企业需要根据煤气的组成和供应压力来调整燃气的供给量,并确保燃气与空气的混合比例适当,以提高燃烧效率和发电效果。
3. 发电机发电:煤气燃烧产生的高温高压燃烧气体将驱动发电机,产生电能。
在该过程中,冶金企业需要掌握发电机的运行参数,如转速、功率因数、输出电压等,并定期检查发电机的状态,确保其正常运行。
此外,还要注意对发电机进行冷却和润滑,以确保其长时间稳定运行。
三、日常维护为保证煤气发电技术的持续稳定运行,冶金企业需要进行日常维护和管理。
煤气发电工艺流程
煤气发电工艺流程煤气发电工艺流程煤气发电是利用煤炭等化石燃料通过燃烧产生的煤气来驱动发电机,将化学能转化为电能的一种发电方式。
煤气发电工艺流程包括煤炭处理、煤气化、净化、燃烧和发电等多个步骤。
首先,煤炭处理是指将煤炭进行破碎、研磨以及筛分等处理,使其适合进入煤气化炉使用。
煤炭处理过程中,还需要对煤炭进行预处理,包括除尘、磁选、除石、除铁等,以提高煤气发电效率。
接下来,煤气化是将经过处理的煤炭在高温、缺氧条件下进行气化转化成煤气的过程。
煤气化过程通常使用煤气化炉,将煤炭喷入燃烧室中,经过一系列的热化学反应,煤炭中的碳、氢等元素与一定量的空气或蒸汽反应生成煤气。
煤气化的主要目的是将煤炭中的化学能转化为煤气能,为后续的燃烧发电提供能源。
然后是煤气净化,煤气从煤气化炉中产生后,会含有一定的固体颗粒物、含硫化合物、灰分等杂质,需要通过净化设备进行处理。
煤气净化通常包括除尘、脱硫、脱水、脱氮等操作,以提高煤气的质量,确保后续的燃烧过程能够高效稳定的进行。
接下来是煤气燃烧,净化后的煤气被输送到煤气发电机组内的燃烧室中进行燃烧反应。
煤气燃烧释放出的高温燃烧气体经过燃气轮机转化为机械能,与发电机驱动转子旋转产生电能。
煤气燃烧过程中会产生大量的热能和尾气,尾气中含有一定的颗粒物和烟尘,需要通过除尘器进行处理,以达到对环境的排放要求。
最后是发电过程,经过煤气燃烧产生的机械能经过发电机转化为电能。
煤气发电机组内的发电机通过转子的旋转产生交流电,然后通过变压器升压,最终输送到电网中供给用户使用。
综上所述,煤气发电工艺流程包括煤炭处理、煤气化、净化、燃烧和发电等多个步骤。
这是一种将煤炭等化石燃料转化为电能的高效发电方式,通过煤气净化和煤气燃烧实现能源的转化和利用,为电力供应提供了可靠的支持。
同时,为了保护环境,煤气发电过程中也需要对排放的尾气进行除尘处理,以减少对大气的污染。
煤气发电知识点
煤气发电知识点煤气发电是一种常见的发电方式,它利用煤气燃烧产生的热能驱动发电机发电。
本文将介绍煤气发电的基本原理、工作流程以及相关的知识点。
一、煤气发电的基本原理煤气发电的基本原理是将燃烧产生的热能转化为机械能,再通过发电机将机械能转化为电能。
具体来说,煤气首先通过煤气化设备进行气化处理,将固体煤转化为可燃气体。
然后,将煤气输送到燃烧室,在燃烧室中与空气混合并点燃,产生高温高压的燃烧气体。
最后,将燃烧气体输入发电机中的涡轮机械部分,通过机械转动产生电能。
二、煤气发电的工作流程1.煤气化:将煤转化为可燃气体的过程称为煤气化。
常用的煤气化方法有煤气化炉和煤气化反应器等。
在煤气化过程中,固体煤通过煤气化剂(如水蒸气、空气等)的作用,发生化学反应生成可燃气体,其中包括一氧化碳、氢气等成分。
2.燃烧:煤气通过输送管道输送到燃烧室,在燃烧室中与空气混合并点燃。
燃烧过程中,煤气中的可燃成分与空气中的氧气发生化学反应,产生高温高压的燃烧气体。
这些燃烧气体具有较高的能量,可用于驱动发电机发电。
3.发电:燃烧气体进入发电机中的涡轮机械部分。
涡轮机械部分通常由高压涡轮和低压涡轮组成。
燃烧气体通过高压涡轮和低压涡轮的转动,带动发电机转子旋转,进而转化为电能。
三、煤气发电的优势和应用领域1.煤气发电具有高效率和环保的优势。
相比传统燃煤发电,煤气发电利用了煤气化技术,能够更充分地利用煤炭资源,并减少了大气污染物的排放。
2.煤气发电广泛应用于工业和居民生活。
工业领域中,煤气发电常用于供应工厂的电力需求。
在居民生活中,煤气发电可用于发电站供电,为居民提供电力。
3.煤气发电有助于能源的多样化。
煤气作为一种可再生能源,与太阳能、风能等能源形式相辅相成,有助于实现能源的多样化,提高能源供应的可靠性。
四、煤气发电的挑战和发展趋势1.煤气发电技术仍面临一些挑战。
例如,煤气化过程中的气体净化和废气处理等技术问题,以及燃烧产生的二氧化碳排放等环境问题都需要进一步解决。
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高效能的焦化煤气发电技术文/中国能源网韩晓平中国是世界焦炭产量最大的国家,但每年在炼焦过程之中浪费了大量的焦化煤气,如果能够积极利用这一资源,每年可以节约数千万吨标准煤。
焦化煤气发电是一种比较便捷的综合利用方式,本文主要研究相应的技术设备,以及应该采取的配套政策。
关键字:焦化煤气利用煤气发电热电联产焦化煤气的不合理利用造成浪费惊人污染严重中国是全世界最大的焦炭生产国,每年估计有2亿吨左右的优质煤炭用于生产焦炭,仅山西一省的不完全统计,每年炼焦消耗煤炭就超过9,000万吨。
尽管今年中国限制了焦炭出口,但全年预计出口总量仍然将超过1,300万吨,中国焦炭的出口量直接影响着世界市场。
根据炼焦炉型和煤质不同的条件,每吨原煤转化为焦炭时可以产生300~400立方米,热值当量1,500~4,500大卡/立方米的焦化煤气,全国每年在炼焦中伴生600-800亿立方米的焦化煤气,粗略估算折合约250-350亿立方米的天然气,总量超过西气东输工程总量,相当3,000~4,000万吨标准煤。
在目前生产焦炭的工艺流程中,绝大多数的项目没有回收利用焦化煤气,不是采取火炬头排空燃烧,就是直接放散。
不仅造成了资源的严重浪费,对环境也产生的巨大污染。
在山西、陕西和内蒙的一些产焦地区,大气污染已经达到了触目惊心、无法忍受的程度,空气中弥漫着呛人的烟雾和硫化氢的臭味,造成当地呼吸道疾病的蔓延,肺癌发病率持续走高,严重危害到当地人民群众的身体健康,对社会稳定和经济持续发展都构成了极大的威胁。
如何能够有效利用炼焦伴生煤气资源,对于中国的可持续发展是一个非常重要的课题,它不仅仅是治理环境污染,更主要的是节约资源,提高能源利用效率,解决目前的电力、煤炭供应紧张局面,维持国家社会和经济的持续发展。
中国煤炭资源按目前技术经济条件下开采,在生态环境容量所允许的有效供给的满负载开采的净有效量仅1,037亿吨,只占探明储量1万亿吨的10%。
中国煤炭资源供给的基本态势是总量丰富,但有效供给能力明显不足。
再加上人口因素,人均实际可利用的煤炭远远低于世界平均水平。
2003年中国的煤炭生产能力达到16亿吨,超过2002年的14亿吨,根据预计2004年将超过17亿吨。
根据预测,2020年中国需要煤炭约29亿吨,而煤炭工业联合会正在进行的规划研究中到2020年中国煤炭工业可能达到的最大产量为20.5~22.1吨,考虑环境制约因素和其他限制条件,专家预测中国产煤的最高峰值仅在25亿吨左右。
按照现在的开采和利用方式,山西的煤炭只能维持40年,而有关专家认为中国全国的煤炭资源仅能维持60年左右。
一边是资源的大量浪费挥霍和环境的急遽恶化,一边是资源供应的大限即将临至,到那时让我们的孩子们守着一片荒芜的国土将如何面对他们的未来?如果我们现在立即行动也许还能亡羊补牢,国务院发展研究中心已经建议国家将节约资源与环境保护和计划生育共同列入“基本国策”,国务院主持的国家中长期能源发展规划中也确立“节能优先”的宗旨,要落实这一决策,有效回收利用焦化煤气是一项必不可少的工作。
焦化煤气发电的四种技术选择焦化煤气发电目前可以利用的设备主要是最传统的利用锅炉和蒸汽轮机的技术组合;以气体为燃料的燃气内燃机;燃气轮机和微型燃气轮机四种技术选择。
这四种技术选择各有优势和不足,用户可以根据项目实际操作情况和现场条件进行选择。
锅炉+蒸汽轮机:这是一个非常传统的技术,也是大家比较熟悉的工艺方式。
它是采用锅炉来直接燃烧焦化煤气,将煤气的热能通过锅炉内的管束把水转换为蒸汽,利用蒸汽推动蒸汽轮机再驱动发电机发电。
系统的主要设备是燃气燃烧器、锅炉、化学水系统、给水系统、蒸汽轮机、冷凝器、冷却塔、发动机、变压器和控制系统,工艺流程比较复杂。
优点是:对于燃料气体要求比较低,只要燃气燃烧器能够承受的气体,一般都可以适应,燃气只需要有限的压力,因而燃气处理系统投资比较简单;但缺点是:工艺复杂,建设周期比较长,难以再移动,必须消耗大量的水资源,占地比较多,管理人员也比较多,能源利用效率太低,通常不到20%。
这一技术过去是中国利用焦化煤气的主要技术方式,它可以与燃煤电厂结合,在燃煤锅炉中安装燃气燃烧器,将焦化厂的焦化气直接喷入锅炉燃烧,这种方式最大的优点是可以适应焦化厂间歇性生产的特性,有气少燃煤,无气多燃煤,不会影响电力供应的品质和能力。
该技术最大的限制是水,中国水资源极度缺乏,特别是山西、陕西、内蒙等焦炭生产大省,连人畜饮水都有困难,消耗大量的水资源来保障焦化煤气的利用几乎是不可能的,所以要解决中国的焦化煤气资源综合利用,必须考虑其他更加可行的技术解决方案。
燃气内燃机:世界上第一台内燃机就是以煤气为燃料的内燃机,1876年德国商人兼机械师奥托发明了人类第一台以煤气为燃料的四冲程内燃机,经过10年的不断改进之后,德国的另一个机械师“奔驰汽车之父”戴姆勒?本茨才将这种四冲程发动机改进为汽油发动机,直到1895年狄塞尔才发明出柴油机。
燃气内燃机的工作原理基本与汽车发动机无异,需要火花塞点火,由于内燃机气缸内的核心区域工作温度可以达到1400℃,使其效率大大超过了蒸汽轮机,甚至燃气轮机。
燃气内燃机的发电效率通常在30%-40%之间,比较常见的机型一般可以达到35%。
燃气内燃机最突出的优点正是发电效率比较高,其次是设备集成度高,安装快捷,对于气体中的粉尘要求不高,基本不需要水,设备的单位千瓦造价也比较低。
但是内燃机也有一些不足的地方,首先,内燃机燃烧低热值燃料时,机组出力明显下降,一台燃烧低热值8000大卡/立方米天然气燃料的500千瓦级燃气内燃发电机组,在使用低热值4000大卡/立方米的焦化煤气时,出力可能下降到350~400kW左右。
此外,内燃机需要频繁更换机油和火花塞,消耗材料比较大,也影响到设备的可用性和可靠性两个主要设备利用指标,对设备利用率影响比较大,有时不得不采取增加发电机组台数的办法,来消除利用率低的影响。
内燃机设备对焦化煤气中的水分子含量和硫化氢比较敏感,可能导致硫化氢和水形成硫酸腐蚀问题,需要采取一些必要措施加以克服。
总之,内燃机是一种比较合适的技术选择,目前我国已经有几家厂家可以提供相应的机组,例如山东胜利油田胜利机械厂,已可以大量生产500千瓦级燃气内燃机,该机组已经在焦化煤气利用中起到了非常积极的作用。
但是500千瓦级燃气内燃机只能在380V等级并网,无法大规模利用焦化煤气。
国外的卡特彼勒和颜巴赫等公司也有相关技术和运行经验。
燃气轮机:从工作原理上看,燃气轮机无疑是最适合焦化煤气利用的工艺技术。
燃气轮机是从飞机喷气式发动机的技术演变而来的,它通过压气机涡轮将空气压缩,高压空气在燃烧室与燃料混合燃烧,是空气急遽膨胀做功,推动动力涡轮旋转做功驱动发电机发电,因为是旋转持续做功,可以利用热值比较低的燃料气体。
国内已经有了不少成功的经验,国内最著名的一个案例是宝山钢铁公司采用原ABB公司(现阿尔斯通公司)的GT11燃气轮机利用热值仅有750大卡立方米高炉煤气的项目。
燃气轮机比较适用于高含氢低热值和气体含杂质较多的劣质燃料,一些燃气轮机甚至使用原油和高硫渣油燃料。
燃气轮机自身的发电效率不算很高,一般在30%~35%之间,但是产生的废热烟气温度高达450~550℃,可以通过余热锅炉再次回收热能转换蒸汽,驱动蒸汽轮机再发一次电,形成燃气轮机——蒸汽轮机联合循环发电,发电效率可以达到45%~50%,一些大型机组甚至可以超过55%。
采用燃气轮机的优势相对比较多,首先是设备的可用性和可靠性都比较高,综合利用率一般可以保持在90%;其次,对于燃料的适应性比较强,含硫、含尘高一点问题都不大;再有就是发电出力一般不会减少,甚至因为燃料进气量增加而有所增加;此外,燃气轮机体积小功率大,比较适合再移动,便于转移运行现场,这对于存在一些不确定性的焦化厂项目的焦化煤气利用非常有利。
但是,世上的事务有一利,必有一弊,没有十全十美的事情。
燃气轮机进气压力比较大,越是发电效率高的机组燃料进气压力越高,因为焦化煤气本身没有什么压力,这就需要使用燃气压缩机,压缩燃气需要消耗大量的能量,影响到设备的实际输出功率,一些项目甚至需要消耗燃气轮机15%~20%的功率,对于联合循环项目可能影响10%~15%的输出功率;采用联合循环系统存在与蒸汽轮机相同的水资源条件要求,系统比较复杂,投资也比较大,同时搬迁也比较困难。
燃气轮机在我国焦化煤气利用上已经有不少成功的尝试,焦化煤气在国际上主要规类为高氢燃料,国外公司在燃气轮机利用高氢燃料上都具有较多的经验,但是具体到焦化煤气上的经验都不太多,主要原因是国外炼焦工业一直处于不断萎缩,中小型焦化厂已经很少,而大多数焦炭来自大型联合化工企业,产生的焦炉煤气多用于化工产品的制造,所以焦化煤气发电项目十分有效。
国内生产的燃气轮机主要是航空改型机组和引进技术组装生产的机组,航空改型主要以株洲和沈阳两大航空发动机制造企业为主,株洲采用涡轮螺旋桨发动机改进的燃气轮机更加适合焦化煤气燃料,目前石家庄焦化厂就是采用涡桨6发动机改进的机组。
引进生产的燃气轮机除了“西气东输”工程中使用的F 级燃气轮机外,主要是南京汽轮机厂引进GE6B型40兆瓦级燃气轮机,703所乌克兰25MW级燃气轮机和沈阳GE10型10MW级燃气轮机等,其中GE机组可以适应焦炉煤气。
微型燃气轮机:研究焦化煤气发电就不得不涉及到微型燃气轮机技术,尽管微燃机目前还没有普及,但是未来它在这一行业的潜力将是非常巨大。
微型燃气轮机的技术与其说是来自航空技术,不如说是来自汽车技术。
微燃机采用了离心式涡轮设计,而不是目前燃气轮机普遍采用的轴流式涡轮,世界上最早的航空喷气式发动机和地面使用的燃气轮机都是采用这种设计,但是后来因为效率太低,所以没有能够继续采用。
离心式涡轮可以将压气机和动力涡轮共同铸造在一个轮盘上,制造工艺简单,体积也比较小,后来,这一技术一直沿用在大型喷气式客机的启动发动电机上。
该技术真正得到推广是因为汽车发动机采用废气涡轮进气增压技术而得到普及,它利用汽车发动机废气驱动一个离心式涡轮的动力叶片,利用铸造在另一侧的压气机涡轮给进入气缸的新鲜空气增压,通过增加气缸工质密度增加发动机出力,达到减少燃料和降低排放的作用,目前这一技术已经在汽车工业中广泛采用。
将这一成熟技术再一次转回的发电技术是因为回热器技术的突破,早在上世纪70年代后期,工业国家因为经历了两次惨痛的能源危机之后,就开始致力于研发各种国家先进高效的能源利用技术,将燃气轮机高温烟气中的余热,直接加温经过压缩的功质空气,一方面可以回收能量,另一方面可以提高燃烧室燃烧的基础温度将大大提高燃气轮机的效率,目前采用这一技术美国索拉公司水星50小型燃气轮机组的发电效率从原型机27%的效率一下提高到38.5%。