天然气压缩机烟气余热回收技术应用
天然气压缩机余热利用状态分析
天然气压缩机余热利用状态分析发表时间:2020-07-14T07:34:32.082Z 来源:《防护工程》2020年8期作者:于秀鑫[导读] 所以开展节能技术攻关应用,提升压缩机组的整体热能利用水平,达到节能降耗的目的。
杰瑞石油天然气工程有限公司山东烟台 264003摘要:随着大力开发常规以及非常规油气的形势,天然气压缩机的使用率不断提高。
充分利用天然气压缩机的余热,降低能量的损失,提高压缩机工作效率,不断提高天然气生产企业的经济效益。
关键词:天然气;压缩机;余热利用引言在用天然气压缩机存在热能利用率低、排烟温度高、烟气余热未回收利用等问题。
管道天然气的传输动力设备主要采用燃气轮机驱动的离心式压缩机。
天然气压缩机的整体热能利用率仅为30%,排烟温度介于300~650℃,高温烟气直接外排,造成了大量热能浪费,并带来环境污染的问题。
所以开展节能技术攻关应用,提升压缩机组的整体热能利用水平,达到节能降耗的目的。
1天然气压缩机余热回收原理燃气轮机有两个重要指标:CO2排放量和ISO热效率。
根据压气站上燃气轮机的使用经验,燃气涡轮装置燃烧室中燃烧产生的热能,不能完全有效地作用于压气机轴杆产生动力,其中很大一部分热能损失掉了,特别是从涡轮中排出的400~500℃燃烧产物的余热。
燃气轮机ISO热效率一般在35%以下,热效率较低。
合理充分利用余热是压缩机组设计阶段和运行阶段的重要任务。
有计算结果表明,未来燃气轮机燃料利用效率可达80%,其中34%~36%直接作用于压气机转轴产生动力,其他为排气余热的合理利用。
理论可回收单位热量用下式表示:2天然气压缩机余热利用状态分析2.1非常规天然气的开发。
在资源枯竭的时期,非常规天然气的勘探开发,具有非常重要的意义。
如页岩气和煤层气作为非常规天然气的开发,大部分的页岩气和煤层气储藏于致密性的岩石和煤层中,通过压裂作业的技术措施,提高储层的动用程度,将页岩气和煤层气开采出来,作为新的能量资源。
天然气发电机余热回收利用
天然气发电机余热回收利用天然气发电机余热回收利用1 天然气发电机余热回收利用技术阐述1.1 技术阐述众所周知,天然气发电机是利用天然气发电的设备,在设备运行的过程中,发电机将废气通过烟筒排出,这一部分废气不但含有有毒元素,同时还有着极高的温度,通常情况下高达200—400℃,一方面造成发电机房温度过高;另一方面,热量白白散失掉。
以1 台500 千瓦发电机组为例:当500KW发电机功率在正常功况下,可以回收30 万大卡/h的热量。
这一部分热量散失到大气中,不但造成污染,同时也是极大的浪费。
而天然气发电机余热回收利用技术就是针对这一现象,通过在发电机烟道安装针型管换热器,在针型管换热器内部冷水与管道热气进行充分交换,达到回收烟道余热的目的。
交换后所得到的热量,可用于其它介质的加热,用途十分广泛。
2 运用实例分析为了更直观、形象的说明此项技术,我们以应用过此技术的大港油田采油五厂西二联天然气发电站为例,进行详细的分析。
采油五厂西二联合站承担着港西油田的原油集输、污水回注等任务,日来液量15354 方,原油含水95%,原油密度0.92,原油经过加热沉降处理后,输送到下一站再进行原油脱水。
西二联天然气发电机组,共有5 台500kW 型号为500GF1-RT 燃气发电机, 每天约消耗伴生气20880 方,燃料的能量只有约35%被发电机组转化为电能, 约有30%随废气排出,25%被发动机冷却水带走,通过机身散发等其他损失约占10%左右,可利用的废气余热功率为3000kW/h。
一方面造成发电机房温度过高;另一方面,热量白白散失掉,也造成了能源的浪费。
2.1 原理:发电机组余热回收技术的主要内容是:在发电机烟道安装针型管换热器,在针型管换热器内部冷水与排烟管道热气进行充分交换后,达到回收烟道余热的目的。
2.2 具体做法:余热回收系统加热原油,需要安装5 个“烟气—导热介质” 换热器(在发电机的烟筒上安装),铺设大约100 米导热介质输送管线,增加2 台循环水泵,2 台板式换热器,保留原有加热炉(在冬季或原油流量加大时备用),安装余热回收装置后,在发电机组发电的同时,所排烟气热量通过特制的余热回收装置回收并加热导热介质,使导热介质达到一定温度,再通过导热介质输送系统,输送到板式换热器,与原油进行充分换热,从而加热原油并取代加热炉。
烟气余热回收技术在工业生产过程中的应用
烟气余热回收技术在工业生产过程中的应用
烟气余热回收技术是一种将工业生产过程中产生的烟气中的余热进行回收利用的技术。
它可以在生产过程中将烟气中的高温余热转化为可利用的热能,从而提高能源利用效率和降低能源消耗。
在工业生产过程中,烟气是一种常见的废气,其中含有大量的余热。
烟气余热回收技术可以通过不同的方式将这些余热回收利用起来,如热交换、蒸汽发生、烟气脱硫等。
具体应用方面,烟气余热回收技术可以广泛应用于以下几个方面:
1. 锅炉系统:在工业生产中,锅炉是一种常见的设备,通过燃烧燃料产生高温烟气,烟气中的余热可以通过热交换器回收利用,用于加热水、发电等。
2. 热能回收系统:在工业生产过程中,很多工艺都会产生大量的热气,如冶金、玻璃、陶瓷等行业。
烟气余热回收技术可以有效地回收这些热气中的余热,用于加热其他介质或发电。
3. 烟气脱硫系统:燃煤、燃油等燃料的燃烧会产生大量的烟气中含有硫化物等有害物质。
烟气余热回收技术可以将烟气中的余热用于脱硫过程中的各个环节,提高脱硫效率并减少环境污染。
4. 生物质能源利用:生物质燃烧产生的烟气中含有大量的余热,可以通过烟气余热回收技术进行利用,例如用于加热农作物干燥设备等。
综上所述,烟气余热回收技术在工业生产过程中有着广泛的应用,可以有效提高能源利用效率,减少能源消耗,降低环境污染以及节约成本。
碳中和时代下的苏里格气田天然气压缩机组烟气余热转换电能利用浅析
碳中和时代下的苏里格气田天然气压缩机组烟气余热转换电能利用浅析摘要:《长庆油田绿色低碳与新能源“十四五”规划》中明确了新能源业务发展路线图。
其中,风电、光电、地热、余热等减排项目的推广应用是重中之重。
到2025年,长庆油田清洁能源利用率将达到25%以上。
本文就苏里格气田41台大型天然气压缩机组的余热回收发电进行分析,对探索新能源与油气生产相融相促的发展模式,最终实现“绿色转型”具有重要意义。
关键字:碳中和余热发电1概述伴随工业化不断发展,能源形势也越来越严峻。
我国是能源消费大国,清洁化和低碳化是我国能源利用转型升级发展的大趋势。
因此,采用先进生产技术对能源多样化利用,是企业节能降耗的关键因素。
1压缩机组余热利用主要技术研究及应用现状往复式天然气压缩机的动力源为燃气式发动机。
目前,国内外动机烟气余热利用回收技术主要包括热能直接利用、余热制冷、热泵技术、热功转换技术、温差发电等方式,各方式均实现了压缩机余热的有效利用,且实现了发动机功率损耗小,噪音达标等基本要求。
1.1余热利用的主要方法直接利用技术就是利用余热的热能,将需要能量的产品从相关换热装置中获得余热的热能或直接将余热载体加以利用,从而降低一次能源消耗。
目前,我国石油天然气化工、煤化工等生产企业的低温余热利用主要以直接利用为主。
余热同级利用由于利用规模有限以及系统难以独立使用,一般余热直接利用其产生的效益与其他利用技术相比优势不是很明显。
为此,余热制冷、余热发电、热泵、海水淡化技术等余热的升级利用方式得到研究者的广泛关注。
1.2余热发电技术利用的先例工业运用方面,早在1993年,我国建成了那曲地热发电站,ORC发电技术己经在我国地热发电领域得到具体运用。
近年来,中小型ORC发电技术在国内工业领域也有运用,但还没有成功运行的大型中低温余热ORC发电系统,与国外大量应用案例相比,我国大型应用案例较少。
2苏里格气田热能特点(以苏里格某天然气处理厂为例)苏里格气田大量使用燃气发动机驱动压缩机对天然气增压,以某处理厂为例,目前在用7台3531kW的G3616型CAT燃气发动机,实际日耗燃气量 5.5~5.8×104Nm3,产生烟气量66~70×104Nm3/d,排烟温度480~540℃,烟气产量大温度高,属于优质中温余热热源。
苏10—3集气站天然气压缩机组烟气余热回收利用可行性分析
9 5℃ ,造 成 发 动 机 报 警 停 机 ;压 缩 机 部 分 油 温 高 ,导致 压 缩机 油 压低 停机 ;发 动机 空燃 比变化 较
大 ,爆 燃爆 震 率高 。
2 ) 在 冬 季 运行 过 程 中 ,室 外 环 境 温 度 最 低 可
为 了有 效减 少压缩 机 组 烟气余 热 浪 费 ,可在 排
驱动 往 复 式压 缩机 来 提高 气体 输 送 压力 。 目前 ,该 气管 上 安装 吸 收式 制 冷机 和 烟气换 热 器 ,利用 能 量
站 共 有 天 然 气 压 缩 机 组 9台 ,、 正常 情况 下运 行 8 守恒 定律 ,将 烟 气余 热转 化为 其他 可利 用 的能量 。
台 ,备用 1 台 ,压缩 机 组参 数见 表 1 。
表 1 天然 气 压 缩 机 组 参 数
2 压 缩 机 组 烟 气 回 收 利 用 主要 设 备
2 . 1 吸 收 式 制 冷 机
名称
生产厂家
型 号 缸数 排气量 功 率『 k w 转速 燃气 量
试验 ・ 研穷 , T e s t i n g&R e s e a r c h
■
苏1 0 — 3 集气 站 天 然 气 压 缩 机 组 烟 气 余 热 回 收 利 用 可 行 性 分 析
姚 伟 常 永生 邵江云 王胜 贺 国军 ( 长庆油田分公司第四采气厂)
摘 要 苏里 格 气 田采 用低 压 集气 、增 压 外输 的集 气模 式 ,作 为增压 外输 的核 心 动 力设备 天
苏 1 0 — 3集 气 站 位 于 内 蒙 古 自治 区 乌 审 旗 嗄 热 能浪 费 和大 气 污染 ,因此 ,热 能 回收利 用存 在 较
天然气锅炉烟气冷凝热回收利用技术工程应用方案探讨
天然气锅炉烟气冷凝热回收利用技术工程应用方案探讨摘要:在烟气排放到大气之前,通过烟气冷凝器或换热器降低烟气温度。
在这个过程中,烟气中的水蒸气开始冷凝。
冷凝器或换热器中的冷却介质(通常是循环水或其他工质)吸收从烟气中释放出的热量,提高介质的温度。
冷凝过程产生的水蒸气在冷凝器中凝结成水,被回收和收集起来。
在烟气冷凝热回收过程中,也可以对烟气进行进一步的净化处理,以达到减少污染物排放的目的。
通过烟气冷凝热回收技术,可以实现对天然气锅炉的热能捕捉和回收利用,从而提高锅炉的热效率,降低燃料消耗和运行成本。
此外,该技术还能减少烟气排放对环境的影响,降低温室气体排放量,有利于节能减排和环保。
因此,烟气冷凝热回收利用技术在工业和民用领域中得到广泛应用。
关键词:天然气;锅炉;烟气冷凝热回收;供热系统节能1天然气锅炉特点与热回收率的影响因素1.1锅炉的类型蒸汽锅炉和热水锅炉在工作原理和水流量方面存在一些差异。
蒸汽锅炉中的水在加热过程中会转变成蒸汽,并且同时进行显热交换和潜热交换。
而热水锅炉中的水只进行显热交换,没有潜热交换的过程。
因此,在相同的供热量条件下,蒸汽锅炉的水流量要比热水锅炉小得多。
当烟气热回收装置用于热水锅炉和蒸汽锅炉系统时,可选择的水流量范围会有所不同。
例如对于700kW的蒸汽锅炉,补水量约为1t/h,而对于热水锅炉,补水量可达到40t/h。
这是因为蒸汽锅炉中的水流量相对较小,而热水锅炉中的水流量较大。
水流量的不同会导致热回收装置的传热温差和水侧表面传热系数的差异。
虽然水侧表面传热系数对换热器传热系数的影响比烟气侧较小,但在如此大范围内的水流量变化中,水侧表面传热系数的变化对换热器的影响不能忽略。
当水流量较大时,水的温升较小,这有利于增大装置的传热温差,增强传热效果。
传热温差的变化对传热的影响比水侧表面传热系数的变化更大。
需要注意的是,对于独立循环的水系统,还需要综合考虑水泵的能耗,以达到系统的综合节能效果。
天然气发电机组余热回收技术的试验应用
术的现场应用试验。 试验结果表明, 该技术能将高温烟 气 中的余热充分利用起来 ,用于提高掺水温度或 站内
采暖 , 少联合站 内加热炉 的用气量 , 减 节省下来 的天然 气作为发 电机的气 源 ,解决 了发 电机组冬季供气不足
的问题 .提高了发电机组 的运行 时率 ,取得 了较好效
果。
刷针形 管束时 ,与针形管管程里 面需要加热 的介质进
也可以用于掺水升温, 、 针形管余热回收装置设计 34 撑#
一
套流程 , 用于掺水升温 。
行直接换热 , 从而提高需要加热介质的温度 。
一
41 在采暧上试验应用 .
5 6一
维普资讯
1 、#天然气发 电机组针形管余热 回收装置设 计 }2 } 两套 流程 ,既 可以用于冬季采暖 ,也可以用 于掺水升
设备外表用耐高温的硅酸铝陶瓷纤维保温 .表面 涂 附耐高温油漆 ;安装时只需将设备联接到发动机的 排 烟出 口上 , 将热水 系统联接 到设备的进 、 口上 , 出 设 备 即可投人正常运 行 ; 的针形管组设计成模块式 。 设备 当需要更换加热管组时 , 可单组抽 出进行更换 , 不必全
部将管组取 出。
片散热。针形管高效换热器是余热回收技术的关键设 备, 它是由本体 、 针形盘管 、 烟气旁通和调节阀、 排污 阀、 安全 阀等组成 , 其结构如下图所示 :
4 现场试验应用效果
官二期联合站共安装 4台 4 0k 天然气发 电机 0 W 组 季因气源不足 , 冬 只能保 证 2台机 组发 电 , 为了挖 掘机组高温烟气热能应用潜力 , 增加发电量 , 提高发电
31结构紧凑 、 . 热效率高 :
单位长度的针形管换热面积是光管的 68 , 倍 在 相 同换热面积下 , 的体积 、 、 设备 重量 投资都大大降低针形 管 自身结构特点 ,使其 具有消声器的结构特征 ,因此设备能起到消声器的作
燃气锅炉烟气余热深度回收技术及应用分析方案
燃气锅炉烟气余热深度回收技术及应用分析1、概述燃气锅炉作为主要的采暖设备,燃烧产生的烟气温度通常很高,这些烟气含有大量的显热和潜热,如果不经处理直接排放到大气中会造成能量浪费。
排烟温度越高,排烟热损失越大,一般排烟温度升高15~20 ℃,就会使排烟热损失增加1%,如果能将这部分热量回收利用起来,不仅节约能源,而且提高了锅炉热效率。
目前,烟气余热回收技术主要有两种:热泵式烟气余热回收技术和换热器式烟气余热回收技术。
热泵式烟气余热回收技术前期投资成本高,所需安装空间较大;换热器式烟气余热回收技术一般仅在锅炉尾部烟囱上加装烟气余热回收装置,但受被加热介质温度等方面的限制,处理后的低温烟气温度仍然较高,大部分水蒸气汽化潜热未被回收利用,造成能源浪费和环境污染。
由于天然气成分绝大部分为烃,燃气锅炉排烟中水蒸气的体积分数较高,烟气可利用的热能中,水蒸气的汽化潜热所占份额相当大,若将烟气冷却到露点温度以下,并深度回收利用天然气燃烧时产生的水蒸气凝结时放出的大量潜热,可进一步提升燃气锅炉热效率。
2、冷凝热回收计算锅炉烟气显热的回收量主要体现在锅炉排烟的温降幅度,而潜热回收量主要体现在烟气中水蒸气的凝结量,即当排烟温度低于露点温度,有水蒸气凝结时,烟气的放热量应用烟气的焓差表示。
不同地区燃气成分不同,不同锅炉燃烧工况不同,所以燃烧产物即烟气的成分和状态各不相同,特别是烟气中水蒸气含量各异,使得烟气热回收潜力存在差异。
选取过量空气系数α=1.1,相应露点温度为 58.15℃的工况进行相关参数的计算。
根据供热系统实际运行工况,相对于锅炉本体排烟温度(一级余热回收装置进口烟温)为 110 ℃时,不同排烟温度下显热回收量、潜热回收量、水蒸气冷凝率以及锅炉热效率增量的计算结果。
由计算结果可知,排烟温度越低,水蒸气冷凝率越高,潜热和显热回收量也相应越高。
当排烟温度低于 60 ℃(接近烟气露点温度)时,回收总热量及锅炉热效率的变化值迅速增大,这主要是由于排烟温度低于露点温度,烟气中水蒸气的汽化潜热得以回收;当排烟温度继续降至40℃时,水蒸气冷凝率65% ,每燃烧 1 m3 天然气所回收的显热为 1 090 kJ,潜热为2650 kJ,锅炉热效率可提高10.17% 。
天然气发电机组余热回收技术在前处理中的应用
天然气发电机组余热回收技术在前处理中的应用摘要:天然气发电机组废热回收技术能够通过对高温烟气中所含的废热进行高效利用,提高站内温度和掺水温度,从而减少站内加热炉总用气量,并利用节省下来的天然气,支撑发电机发电的方式,减少在冬季季节,发电机供气质量较低的情况。
为此,文章针对发电流程中的具体环节,介绍了在预处理阶段使用天然气发电机组的废热回收技术,以供参考。
关键词:天然气;发电机组;余热回收技术;前处理1天然气发电机组余热回收原理该装置的工作原理是:利用燃气的高温,将燃气的热量转换成机械能,然后发电,供应给工厂。
而将天然气发电机所发出的一部分热,以热能的方式散发出去,通过两台热交换器的串连,可得到90摄氏度左右的热水;同时,在引擎中冷却所产生的低温热水,是一种低等级的热量,它可以直接被单元内的散热器完全消耗掉,不需要进行回收;当热负载很小时,散热器还能把缸套水中的热能消耗干净,对高温烟道气管线采取旁通处理,确保了机组的正常运转。
2天然气发电机组余热回收设备的结构特征2.1减少设备的重量以及投入成本在废热回收体系中所使用的针形管,其换热面积约为普通光管的7倍,所以,在各个方面的换热条件都是一样的,所以,在不同的换热条件下,可以极大地降低设备的重量和投资费用,并且,针形管彼此之间可以通过特定的弯头实现相连,并使用氩弧焊来进行缝隙填充。
2.2降噪效果较好由于该装置的组成和针形管的自身组成性质,其降噪效果较高,能够有效地降低声音对周围环境的影响。
2.3安全性较高在该装置中,所有的部件都是被组装起来的,并且没有任何的异常组装,因此不会存在组装应力产生的可能。
与此同时,每一组针形管,都可以在一端与对应结构进行焊接,而另一端则是在放松的状态下,这就可以极大地减少热应力产生的可能性。
另外,根据装置中安装的温度仪表等,可以在装置出现干烧等状况时,对对应的阀门进行有效的保护。
2.4安装简单在对该设备进行具体安装时,只需将其与发动机的排烟口进行有效连接,并使热水系统能够连接到设备的出口和进口,就可以使用。
燃气锅炉烟气余热回收技术及应用
创新观察—392—燃气锅炉烟气余热回收技术及应用朱 军(阿斯创钛业(营口)有限公司,辽宁 营口 115013)前言20世纪50年代,一种以天然气、煤气等可燃性气体为能源的锅炉诞生,这就是最初代的燃气锅炉。
从20世纪50年代燃气锅炉出现到20世纪末21世纪初,人们在使用的过程中并未对锅炉排放的烟气余热加以利用,导致了大量的热量白白损失。
近年来,随着我国科技的发展,在对烟气余热利用技术上有了较大提高,目前主要使用冷凝式烟气余热回收技术进行烟气余热的回收利用。
下文就冷凝式烟气余热回收技术的特点及应用形式进行分析阐述,并就部分问题提出建议,以期为我国的节能减排事业贡献自己的一份力量。
1 燃气锅炉烟气余热回收的主要原理天然气为燃气锅炉的主要燃料,其主要成分是含有碳、氢两种元素的甲烷,因甲烷燃烧会生成水(水蒸气形态),因此燃气锅炉相比于其他燃料的锅炉,其烟气中含水量相对较高,燃气锅炉烟气成分如表1所示。
表1燃气锅炉烟气成分%水汽化是个吸热反应,因此甲烷燃烧生成的水蒸气中含有大量的热能,水蒸气所含热能大约占天然气热能的10%,燃气锅炉运行过程中热能损失最多的地方就是烟气,若不增加和提高烟气回收利用技术的研究开发与利用,将直接降低锅炉的热效率。
就天然气锅炉而言,露点温度一般在55℃~60℃,烟气余热回收利用的原理是利用水蒸气冷凝成水,释放出汽化时吸收的热量,再利用换热器或热泵对这部分热能进行利用,达到烟气余热回收利用的目的。
目前烟气余热主要应用于供暖企业的回水加热、锅炉补水预热等方面,图1为一种典型的烟气余热回收利用流程示意图。
图1 一种一种典型的烟气余热回收利用流程示意图2 冷凝式烟气余热回收技术我国的能源消耗量为全球第一,占比达23.2%,但能源的利用率却只有33%,远低于日本的57%,美国的51%,我国在十一五规划纲要中提出了节能减排,因此人们就对燃气锅炉排放烟气的余热进行了研究利用,在提升锅炉热效率的同时达到了节能减排的目的。
天然气发电机组余热回收技术在前处理中的应用
天然气发电机组余热回收技术在前处理中的应用摘要:天然气发电机组余热回收技术可以通过对高温烟气中具有的余热实施有效应用的方式,促进站内温度及掺水温度的提升,进而降低站内加热炉总用气量,并通过将节约而来的天然气,支撑发电机发电的方式,降低冬季时节,发电机供气质量较低现象发生的可能性。
因此本文结合发电过程实际环节,提出天然气发电机组余热回收技术在前处理中的应用,以供参阅。
关键词:天然气;发电机组;余热回收技术;前处理1天然气发电机组余热回收原理系统原理图如下,发电机组通过燃烧天然气而产生大量热,将其转化为机械能再进行发电,并供给厂区。
同时,天然气发电机组产生的部分热量以热能形式发散,利用两种换热器串联的方法对其进行回收,产生约为90℃以上热水;同时发动机中冷却产生的低温热水,属于低品位热量,直接通过机组配备的散热水箱全部消散掉,不加以回收;在热负荷较低时,散热器也会将缸套水的热量消散掉,高温烟气管路上采用旁通措施,以保证机组正常运行发电。
2天然气发电机组余热回收设备的结构特征2.1减少设备的重量以及投入成本余热回收体系中所应用的针形管,换热面积是普通光管的7倍左右,因此在各方面换热条件相同的情况下,设备的重量以及投入成本等均具可大幅度的减少,且针形管相互之间是经由特定的弯头实施接连,并应用氩弧焊实施缝隙填补操作。
2.2降噪效果较好设备构成以及针形管的自身构成性质使然,其所具有的降噪效果较高,可有效将低声音对周围环境的影响。
2.3安全性较高设备中所有元件均为组装,且并无非正常组装情况,不会出现组装应力产生的可能性,同时,每一组针形管,均为一端与相应结构实施焊接操作,一端处于放松状态下,有利于大幅度降低热应力产生的可能性。
此外,基于设备中安装的温度仪表等,会于设备存在干烧等情况时,对相应阀门实施有效保护。
2.4安装简单在对该设备实施具体安装的过程中,仅需要将其与发动机的排烟口实施有效连接,再使得热水系统可以连接至设备的出口以及进口处,便可以对其进行具有应用。
燃气发动机废气余热的回收利用
燃气发动机废气余热的回收利用摘要:针对目前的燃气发动机废气余热回收再利用问题,某油田油气处理厂对燃气发动机余热回收利用技术进行了研究,分析比较了几种主要的余热回收应用方式,根据实际情况选出比较经济实用的回收方式,对燃气发动机废气余热回收利用的经济性和实用性进行探讨。
通过实践应用,对燃气发动机废气余热进行回收利用可收到显著的经济效益,达到了节能减排的目的。
关键词:燃气发动机废气余热回收节能近年来,随着对经济效益、能源利用和环境保护认识的进一步加深,天然气作为清洁能源被普遍利用,燃气发动机在各行业的使用量也大幅增加;然而,燃气发动机排放的废气余热几乎和有用功率相当,这是一个巨大的能源浪费。
据资料显示,占燃气发动机燃料近55%热值的废气余热和冷却水余热资源基本上被白白浪费掉。
目前,随着国内能源供应日益紧张,节能降耗、提高能源利用率越来越被重视,废气余热回收利用是一种必然趋势。
1、发动机废气余热回收利用技术及应用燃气发动机废气余热回收利用技术是通过余热回收设备将发动机尾气所含的热量进行回收,将其变为可用能源,实现变废为宝的一种手段,是提高能源利用率、降低生产成本、保护环境最直接、经济的渠道之一。
虽然我国对废气余热回收技术的研究起步相对较晚,但国内也已经有相当多的企业机构进行了废气余热回收设备的研发,很多已在能源、化工等领域进行了实践应用。
目前,发动机废气余热回收利用技术主要有以下几种应用:1.1通过废气涡轮将能量输出,从而提供动力。
主要是通过涡轮来带动其他设备,从而实现能量的转移。
应用较多的是通过增压涡轮对发动机的进气进行增压,借助废气中的一部分能量来提高发动机的进气压力,以改善发动机的动力性和经济性,同时减少废气热量的排放。
目前,该技术在工业用活塞发动机以及在汽车上都已得到了应用。
1.2利用发动机废气余热进行发电。
一种方法是利用废气余热将水加热成为高温高压蒸汽推动汽轮机做功,带动发电机发电;另一种方法是利用温差发电技术进行发电。
低温烟气余热深度回收技术的研究与应用探析
低温烟气余热深度回收技术的研究与应用探析一、引言在现代社会的工业生产中,大量的能量被浪费,并以烟气的形式排放到大气中。
其中,低温烟气余热是一种常见的能源浪费现象。
针对这一问题,科学家们积极研究低温烟气余热深度回收技术,并尝试将其应用于实践中,以实现能源的高效利用和环境污染的减少。
本文将就低温烟气余热深度回收技术的研究进展以及其在实际应用中的探索进行探析。
二、烟气余热的特点及意义低温烟气余热指的是工业生产过程中由于燃烧或反应产生的烟气中所含能量,经过烟囱排放到大气中后未被充分利用的热能。
低温烟气余热的特点是温度较低、热量分布不均匀以及零散性。
这部分热能的浪费不仅造成了能源的浪费,还导致了环境中的热污染。
因此,开发和利用低温烟气余热具有重要的经济和环境意义。
三、低温烟气余热回收技术的研究进展1. 烟气余热的回收方法低温烟气余热回收技术研究中最常见的方法包括换热器回收技术、吸附回收技术、蓄热回收技术、循环回收技术等,这些方法可以根据实际情况和需求进行选择和组合。
其中,换热器回收技术是最常用的方法之一,其通过将烟气中的热能传递给介质(如水、空气)来实现能量的回收。
吸附回收技术则是利用吸附剂将烟气中的热能吸附并转化为其他形式的能量。
蓄热回收技术则是利用热贮存材料暂时储存烟气中的热能,并在需要时释放。
循环回收技术则是将烟气循环利用,例如用于加热其他流体或再烧等。
2. 技术的改进与创新随着科技的不断进步和对环境保护意识的逐渐增强,低温烟气余热回收技术也在不断改进和创新。
例如,在换热器回收技术中,一些新型的换热器材料和结构被引入,以提高换热效率。
同时,一些新型的吸附剂也被研发,以提高吸附回收技术的效果。
蓄热回收技术中,一些新型的蓄热材料和蓄热器件被研究和应用,以提高蓄热效率。
此外,一些新型的循环回收技术也被尝试,例如采用循环流化床技术和烟气再循环技术等,以提高能源利用效率和减少排放。
四、低温烟气余热回收技术的应用案例1. 钢铁行业在钢铁行业中,大量的低温烟气余热是可以回收利用的。
天然气锅炉烟气余热深度回收凝结换热方法简析
天然气锅炉烟气余热深度回收凝结换热方法简析摘要:我国在能源应用整个领域当中,煤消耗量始终排在首位,对生态环境所造成破坏比较严重。
为解决这一问题,绿色清洁的天然气能源在我国得以广泛应用开来。
但天然气锅炉运行期间,排烟温度往往过高,需要依托相应换热技术,对烟气当中余热实施深度回收。
鉴于此,本文主要探讨天然气锅炉内部烟气余热的深度回收凝结换热法,旨在为业内相关人士提供一定的指导或是参考。
关键词:锅炉;天然气;烟气余热;凝结;深度回收;换热方法前言:天然气锅炉当中烟气余热整个换热过程,对换热技术提出较高要求,为能够深度回收处理天然气锅炉当中烟气余热,则就需积极探索更具经济有效性的一种技术方法或手段。
因而,对天然气锅炉内部烟气余热的深度回收凝结换热法开展综合分析,有着一定的现实意义和价值。
1、天然气锅炉内部烟气余热的深度回收凝结换热基本原理天然气锅炉当中烟气余热实施回收过程,选用翅片管换热器,采取措施对烟气余热实施处理及回收,减小排烟温度,提升锅炉总体热效率,翅片管换热器有较好的传热性能,结构紧凑,且换热面积相对较大,易于维护,应用得相对广泛。
天然气内部成分当中无硫化物,所以,天然气充分燃烧过后的产物以水蒸气、NOx、CO2为主,烟气温度比烟气的露点温度低条件下,烟气内部水蒸气被冷凝,小水滴形成,会直接附着于壁面上,时间持续增加,该壁面部位小水滴则会越积越多,致使液膜形成,整个过程当中,烟气内部NOx、CO2等气体与附着于管壁上面水,会有化学反应产生,对于管壁及肋片会产生腐蚀作用的液体形成后,腐蚀着管壁及肋片[1]。
为了防止出现低温腐蚀现象,需要定期对于管壁好肋片实施检查。
换热器逐渐升温过后的这些冷却水,会被送入至省煤装置当中被持续加热,换热装置当中所排出凝结水则被统一送到储水箱当中,储水箱当中凝结水逐渐达到限定容量,对凝结水pH值实施检测,pH值范围如果为3~4,就应当实施药剂处理,完成处理工作之后,凝结水可当成是冷却水被送入到换热装置,实现循环使用。
新疆油田天然气压缩机余热利用技术研究与应用
新疆油田天然气压缩机余热利用技术研究与应用习尚斌;李泽伟;钱崇林;孙志勇;邹志远【摘要】新疆油田天然气压缩机以天然气为燃料压缩天然气增压外输,当机组排烟温度为370~400℃时,烟气余热未经回收利用,使排烟损失较大;同时缸体冷却水余热通过风冷器直接排放,造成压缩机组综合热能利用率低。
结合处理站用热情况,对余热回收工艺技术进行了分析比较,提出了有针对性的余热回收解决方案。
采用余热锅炉回收高温烟气余热,产生的蒸汽用于原油掺热;采用烟气冷凝器回收低温烟气余热用来加热锅炉补水;采用水-水换热器替代风冷器回收缸体冷却水余热,最大限度地回收压缩机余热;并根据余热利用项目的运行效果,做出经济技术分析。
%The natural gas compressor in Xinjiang Oilfield uses natural gas as fuel for external transport natural gas compressing and boosting. On370~400 ℃, smoke of the unit is with-out the use of waste heat,the smoke loss is great,besides the cylinder cooling heat discharg-es directly through the air cooler, the comprehensive heat energy utilization efficiency of the compressor unit is low. Based on the actual situation of processing station, using waste heat boiler to recover the waste heat of high temperature flue gas to produce steam and then heat the crude oil, using flue gas condenser to recover low temperature flue gas waste heat to heat boiler water, at the same time, using water-water heat exchanger instead of the air cooler to recover the waste heat of the cylinder cooling water, and the waste heat of compressor could be recovered to the utmost. According to the operating effect of waste heat utilization project, economic technical analysis could be made.【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2016(035)005【总页数】5页(P9-13)【关键词】天然气压缩机;余热回收;余热锅炉;烟气冷凝;换热器【作者】习尚斌;李泽伟;钱崇林;孙志勇;邹志远【作者单位】新疆油田公司陆梁油田作业区;新疆油田公司陆梁油田作业区;新疆油田公司陆梁油田作业区;新疆油田公司陆梁油田作业区;威海市锅炉制造厂【正文语种】中文1新疆油田公司陆梁油田作业区2威海市锅炉制造厂新疆油田地处准格尔盆地,油气资源丰富,生产的天然气均由燃气内燃发动机驱动天然气压缩机增压外输。
天然气发电机余热回收系统的应用效果评价
天然气发电机余热回收系统的应用效果评价天然气发电机余热回收系统是一种能够有效利用发电机产生的余热能量的技术。
通过利用余热回收系统,可以将发电过程中产生的余热能量转化为热水、蒸汽、供暖等其他形式的能量,从而提高系统的能源利用效率。
下面将对天然气发电机余热回收系统的应用效果进行评价。
首先,天然气发电机余热回收系统能够大幅度提高能源利用效率。
传统的发电过程中,约有40%的能量以余热的形式散失。
而通过余热回收系统,可以将这部分余热能够高效地收集和利用,大大提高了发电过程中能源的利用率。
据统计,余热回收系统可以提高发电厂的综合热效率,使其从原来的40%-50%提高至60%-75%。
其次,天然气发电机余热回收系统能够减少温室气体的排放量。
天然气发电是一种低碳、清洁的能源,但其仍然会产生少量的温室气体,例如二氧化碳(CO2)。
通过余热回收系统,能够将发电过程中产生的温度较高、压力较大的高温废气用于生产蒸汽,从而减少对常规燃料的依赖,降低了二氧化碳的排放量,有利于减少温室效应。
再次,天然气发电机余热回收系统能够提高企业的竞争力。
余热回收系统可以将废热能够转换为其他形式的能量,例如蒸汽、供暖等,能够为企业提供额外的能源供应,降低企业的能源成本。
在能源价格不断攀升的背景下,利用余热回收系统能够有效地降低企业的能源开支,提高企业的竞争力。
此外,天然气发电机余热回收系统还具有节约资源的作用。
能源是社会发展的基础和支撑,而余热回收系统能够将发电过程中的废热进行收集和再利用,减少了对于非可再生能源的消耗,实现了能源资源的有效利用。
通过余热回收系统,能够最大限度地保护和节约能源资源,对可持续发展具有积极意义。
综上所述,天然气发电机余热回收系统的应用效果可谓显著。
它能够提高能源利用效率、减少温室气体的排放、降低企业能源成本、节约资源等多个方面都具有显著的优势。
在能源紧缺、环境污染日益严重的背景下,余热回收系统必将成为未来能源利用的重要发展方向。
天然气烟气余热回收技术分析及应用
天然气烟气余热回收技术分析及应用摘要:我国对于天然气的应用较为广泛,很多地区都会使用天然气燃烧而提供热量。
在天然气燃烧之后会产生一定的能源,在燃烧之后的排烟过程中也会产生热量。
对此,本文对天然气烟气余热的回收技术进行了探讨。
对天然气燃烧后的余热回收路线进行了简要的分析,发现在现阶段的余热回收过程中会使得大量热能浪费,无法再次转化为热量帮助人们的生产活动进行。
后又对余热回收的技术应用情况进行分析,发现不同的余热回收技术都有一定的缺点,希望在后续的研究过程中,可以加大余热的利用率,提升天然气燃烧的经济效能。
关键词:天然气;烟气余热回收;技术分析及应用引言:我国人口基数较大,在“煤改气”供热方式的提出之后,天然气的供需矛盾逐渐上升。
现阶段,我国天然气的人均储量不高,在天然气的燃烧供热过程中更要注意天然气的有效利用。
在冬季,进行天然气供热过程中,经常会出现天然气供应不足的情况,影响我国居民的日常生活。
基于实际现状对天然气的应用、深度回收开展了一系列探究,开展了余热回收的技术创新,在不断的探究应用过程中,希望可以提升余热的回收率,以此提升天然气的经济效能,并缓解现阶段天然气的供需矛盾。
一、烟气余热技术分析(一)常规回收技术路线我国现阶段最常见的余热回收路线就是热网回水以及冷空气。
但是在此回收路线中会发现,排烟与热网回水的换热过程中在烟气中存在的潜热没有得到最佳的利用,因为省煤器中的换热过程中,排烟的温度一般都会比热网回水的温度要高,使得省煤器更容易被腐蚀[1],不利于烟气余热的有效利用。
利用空气预热器进行烟气余热的回收中,我们可以发现预热器两侧的比热容难以匹配,因为空气的比热容和烟气进入冷凝状态的比热容不相同,空气的比热容要小于烟气在冷凝状态的比热容,并且在进行回收过程中,排烟侧的烟气温度很难降低。
后续的余热回收过程中,将省煤器与空气预热器一同使用,整体的结果相较于单个使用,回收的余热有小幅度的提升,但是也无法对烟气余热进行更大化的利用。
烟气余热回收技术在燃气供热锅炉中的应用 刘喜山
烟气余热回收技术在燃气供热锅炉中的应用刘喜山摘要:近年来,我国经济得到了飞速的发展,对能源的需求不断增大,同时也就导致了能源的大量消耗。
能源是工农业发展的重要基础,必须给予足够的重视,但目前来看能源短缺的问题日益加剧,因此就需要在节能降耗、能源回收等方面做出更多努力。
研究发现,燃气供热锅炉在排烟过程中,会损失大量的热能,既浪费了资源又对环境造成了破坏,因此,烟气余热回收技术在燃气供热锅炉中的应用,能够有效的提高企业的经济效益和社会效益。
关键词:烟气余热回收;燃气供热锅炉;应用随着经济社会的发展,人们的节能环保意识不断加强,而燃气供热锅炉在运行过程中,往往伴有热能的大量损失,这不利于我国经济的长期可持续发展。
因此,对烟气余热回收技术的研究有着重要的应用价值,该技术通常是将专门的回收装置装设在锅炉的烟口或者通道中来实现余热的回收再利用。
在其工作过程中,具有极高温度的烟气通过时会对热管造成向上的冲刷作用,进而使得热管大量吸收热能,烟气排放的温度随之下降,同时会导致右端的空气或者水受热形成逆向的冲刷,热管放热,空气或者水吸热使得温度急剧升高,这时候就要保证回收装置的出口烟气温度也不能低于露点。
一、烟气余热回收的原理和工作原则(一)烟气余热回收的原理热管作为重要的导热元件,主要依靠的是工作液体的气液相变进行传热,热阻较小,有着很好的导热性,且成本较低,在运行过程中易于实现冷、热流体的换热反应,获得比较理想的对数温差,操作也比较简单,节能效果较好。
目前,烟气余热回收技术能够应用的范围已扩大到 30 ~ 1000 ℃。
实践表明,烟气余热回收技术的应用有着较高的安全性、可靠性,覆盖范围越来越广泛,随着热管材料的创新发展,在应用中表现出更大的灵活性。
(二)烟气余热回收的原则首先考虑的是提高当前设备的热效率,尽可能避免能量的浪费。
常用的燃气锅炉会排放大量的高温烟气,这时候就需要想方设法对其进行充分的利用,比如对燃料进行预热、加入预热助燃空气等。
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天然气压缩机烟气余热回收技术应用
摘要:为提高新疆油田天然气压缩机组的热能利用效率,通过计算烟气余热潜力、设计余热利用工艺和装置参数,选择油田在用的2台天然气压缩机开展了烟
气余热回收技术的先导性试验,试验表明,压缩机排烟温度由347℃降至45℃,
压缩机组的热能利用率从20%提升至62.9%,年节能效益78.1万元,投资回收期2.3年,且安全性能稳定。
该技术的应用,既解决了高温烟气的热能利用问题,
又可有效减少高温烟气对空气的污染,是一项节能减排的实用技术,具有很好的
工业应用前景。
关键词:天然气压缩机;余热回收;热能利用率
1.天然气压缩机烟气余热回收技术
1.1余热负荷计算
新疆油田某处理站建有天然气处理系统1套,在用2台470kW燃气压缩机,排烟温度
在380~400℃,按降低至50℃设计,计算可回收余热功率为722kW。
处理站压缩机余热回
收参数见表1。
表1 处理站压缩机余热回收参数
处理站原油总需加热负荷为9836kW,天然气压缩机组余热回收系统可提供722kW,剩
余9114kW由处理站原有的蒸汽锅炉提供。
通过余热回收计算[3],单台燃气压缩机组余热回
收功率为361kW。
燃气压缩机组余热蒸汽锅炉换热功率按900kW设计,额定压力1.6MPa,
架空安装。
烟气回收余热锅炉设计参数见表2。
表2 烟气回收余热锅炉设计参数
图1 天然气压缩机烟气余热回收系统工艺流程
1.3现场应用情况
天然气压缩机烟气余热回收技术应用以来,天然气压缩机组运行正常,余热回收系统运
行稳定。
通过对运行参数的统计分析,天然气压缩机烟气余热回收技术应用后,取得了明显
应用效果。
天然气压缩机的排烟温度从312~372℃降至43~59℃,平均温降291℃;余热蒸汽锅炉每小时生产蒸汽量0.41~0.58t;站内蒸汽锅炉给水温度从15℃提升至72~122℃,平
均温升77℃。
2.安全性能评价
本次压缩机烟气余热回收技术先导性试验,主要工艺是在压缩机烟道尾部末端加装换热
装置,将高温烟气引至换热装置内完成相关换热过程,回收烟气余热。
该工艺未改变压缩机
组的原有工艺流程,也未对压缩机组本体进行改造。
仅考虑在压缩机烟道处增设了至换热装
置的烟道管线,当烟气外排不及时或不充分时,会造成排烟压力(即压缩机背压)的升高,
当排烟压力过高时易造成机组机械故障,通过引风机优化设计,该影响可完全消除。
通过对
运行参数的统计分析,系统排烟压力可控制在444~566Pa,满足设备要求排烟压力小于
1.2kPa的要求,对机组运行未造成影响。
同时,改造前后压缩机机组效率测试报告显示,改
造前后压缩机的机组效率未发生变化,说明压缩机烟气余热回收技术未对机组效率产生影响。
天然气压缩机余热回收系统投用至今,压缩机组运行正常,未出现运行故障,压缩机机组效
率未变化,证实压缩机烟气余热回收技术的工艺稳定性及系统安全性。
3.应用效果评价
节能技术应用后分2次对压缩机烟气余热回收装置应用效果进行了测试,运行工艺为
1#、2#压缩机并列运行,烟气通过三通阀汇集到余热回收装置。
监测结果显示压缩机排烟温
度由347℃降至45℃,余热利用量825.3kW,余热利用量占压缩机输入能量百分比为42.9%,天然气压缩机组的热能利用率从20%提升至62.9%。
根据现场运行实际,蒸汽锅炉产蒸汽量
按0.5t/h,站内蒸汽锅炉给水量为4.6t/h,锅炉给水温升按77℃计算,压缩机烟气余热回收
技术投用后,年可节约天然气67.9×104m3(标况),年节能效益为78.1万元,投资回收期
为2.3年,节能效益显著。
此外,通过对燃气压缩机和余热回收系统运行报表分析,投用至今,各项生产参数稳定,系统运行正常处理站燃气压缩机余热锅炉运行情况见表3。
运行过
程中日产生冷凝水量0.6t左右,冷凝水的产生主要在余热蒸汽锅炉省煤器部分,由于烟气温
度降至水蒸气露点温度以下,实现冷凝,设计时对省煤器部分进行了重点防腐,余热回收系
统设冷凝水回收处理装置,冷凝水经回收后排入站内污水系统。
结论
天然气压缩机是油气生产站场重要的用能设备,其排烟温度高造成能量浪费问题突出,
开展节能提效工作非常有必要。
通过分析余热潜力,设计余热利用工艺,开展了天然气压缩
机烟气余热回收技术试验,试验证实,该技术使得压缩机排烟温度降低了302℃以上,余热
利用量达825.3kW以上,天然气压缩机组的热能利用率提高了42.9%,节能效果显著。
试验
证明烟气余热利用技术在燃气压缩机上应用是可行的,该技术的应用,既解决了高温烟气的
外排问题,又可有效减少高温烟气对空气的热污染,是一项节能减排的实用技术,有良好的
经济效益和环境效益,应用前景广泛。
通过对天然气压缩机烟气余热回收技术的实际应用及
效果跟踪评价,同时验证了天然气压缩机烟气余热回收技术的安全性和经济性,为该技术在
新疆油田的进一步推广应用奠定了基础。
参考文献
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