余熱利用技術(shù)的應(yīng)用及特點(diǎn)

1、余熱利用技術(shù)的應(yīng)用及特點(diǎn)：余熱是在一定經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，在能源利用設(shè)備中沒(méi)有被利用的能源。也就是多余、廢棄的能源。它包括高溫廢氣余熱、冷卻介質(zhì)余熱、廢汽廢水余熱、高溫產(chǎn)品和爐渣余熱、化學(xué)反應(yīng)余熱等。根據(jù)調(diào)查，各行業(yè)的余熱總資源約占其燃料消耗總量的17%67%，可回收利用的余熱資源約為余熱總資源的60%。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及環(huán)保要求的提高，越來(lái)越多的燃油燃?xì)忮仩t投入使用。國(guó)家新出臺(tái)的節(jié)能政策和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)節(jié)能提出了新的要求。由于油氣資源的日趨緊缺，提高鍋爐的效率日趨迫切。其中利用鍋爐排煙余熱是最有效的途徑之一。多數(shù)鍋爐的排煙溫度在200左右，通過(guò)回收排煙的余熱降低排煙溫度，甚至回收煙氣中水蒸氣的氣化潛

2、熱，可以提高鍋爐效率515%，節(jié)約效益相當(dāng)顯著，同時(shí)也改變了大氣環(huán)境。柴油機(jī)的余熱利用工程：在發(fā)電機(jī)組工作時(shí)，柴油機(jī)會(huì)產(chǎn)生大量熱能，這些熱能主要是指柴油機(jī)的冷卻液余熱和排氣余熱兩部分。一般情況下，用戶(hù)并沒(méi)有利用這兩部分熱能而白白浪費(fèi)掉。本公司根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)組的各種運(yùn)行參數(shù)，研究.開(kāi)發(fā).生產(chǎn)出各種不同型號(hào)的余熱利用設(shè)備，能充分利用柴油的這兩部分熱能，同時(shí)又不會(huì)影響發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行。該系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：1.同一發(fā)電機(jī)組上，冷卻液余熱和排氣可分開(kāi)利用也可同時(shí)利用。2.該余熱利用系統(tǒng)對(duì)水溫水位實(shí)行代電子自動(dòng)控制。3.主用控制系統(tǒng)與控制系統(tǒng)可自動(dòng)轉(zhuǎn)換，不會(huì)影響柴油發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行，確保全天候供應(yīng)生活熱

3、水。4.利用冷卻液優(yōu)缺點(diǎn)：1） 以去掉冷水箱風(fēng)扇，節(jié)約能量510，降低噪音10分貝左右。2） 能有效地控制發(fā)電機(jī)冷卻液溫度在7585攝氏度之間的最佳水溫范圍，降低發(fā)電機(jī)組運(yùn)行成本，延長(zhǎng)發(fā)電機(jī)組的使用壽命。3） 缺點(diǎn)是一次性投資較大。5.利用排氣余熱優(yōu)缺點(diǎn)：1） 不僅可以生產(chǎn)熱水，還可以生產(chǎn)開(kāi)水。2） 一次性投資較少。3） 缺點(diǎn)是由于時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，有可能發(fā)生循環(huán)熱水滲漏到排煙管中進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部，嚴(yán)重?fù)p壞發(fā)動(dòng)機(jī)。燃?xì)獍l(fā)電余熱利用目前燃料的能量只有約35%被發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)化為電能，約有30%隨廢氣排出，25%被發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水帶走，通過(guò)機(jī)身散發(fā)等其它損失約占10%左右，廢氣和換熱器損失的功率比有用功還多。在我國(guó)

4、，目前占燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃料近55%熱值的廢氣和冷卻水余熱資源基本上被白白浪費(fèi)掉，發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用技術(shù)的就是來(lái)實(shí)現(xiàn)將原本白白浪費(fèi)掉的熱資源充分利用的系統(tǒng)。隨著人民生活質(zhì)量的提高，制冷和采暖越來(lái)越普及，能源消耗越來(lái)越大，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)余熱資源目前沒(méi)有得到綜合利用，燃油、燃?xì)饧半姛徨仩t和中央空調(diào)在廣泛使用，消耗了大量能源。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用現(xiàn)狀，我公司發(fā)揮信息和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，研制開(kāi)發(fā)了國(guó)內(nèi)第一套燃?xì)鈾C(jī)余熱利用中央空調(diào)，用于我公司辦公大樓和會(huì)議室的熱電聯(lián)供。在燃?xì)鈾C(jī)組發(fā)電的同時(shí)，以機(jī)組廢氣的熱量為能源，煙氣通過(guò)特制的熱交換系統(tǒng)加熱介質(zhì)水，使水溫達(dá)到規(guī)定溫度，通過(guò)溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組制冷或制熱，通過(guò)風(fēng)機(jī)盤(pán)管空調(diào)器給房間制冷

5、或供熱。系統(tǒng)原理如下圖所示：推廣應(yīng)用范圍1、辦公大樓、賓館、商場(chǎng)的熱電聯(lián)供制冷、供熱系統(tǒng)。2、利用燃?xì)獍l(fā)電站余熱資源為聯(lián)合站加熱原油。3、鉆井隊(duì)利用柴油發(fā)電機(jī)余熱資源供暖和加熱設(shè)備；概括的來(lái)說(shuō)，凡是需要熱能并且已有機(jī)組或燃?xì)赓Y源豐富的地方都可以推廣應(yīng)用。發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣余熱利用在我國(guó)還是一個(gè)新興的科技領(lǐng)域，是發(fā)展的必然趨勢(shì)，我們還要不斷學(xué)習(xí)國(guó)外在這方面的先進(jìn)技術(shù)，提高水平，多與廣大用戶(hù)交流和學(xué)習(xí)，提高余熱利用效率，擴(kuò)大應(yīng)用范圍，以使其擴(kuò)展到更寬的領(lǐng)域，更好的為用戶(hù)服務(wù)，使用戶(hù)達(dá)到收益最大化。燃?xì)獍l(fā)電站及其余熱利用一、前言隨著我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快及生活水平的提高，能源消耗日益增加，同時(shí)造成的負(fù)面

6、影響是環(huán)境污染的加劇與能源危機(jī)的出現(xiàn)，燃燒柴油和汽油造成了石油資源的嚴(yán)重短缺，同時(shí)每年向大氣中排放一氧化碳、碳?xì)浠衔锖偷趸衔锛s1.5億噸，占大氣中同類(lèi)污染物的55以上。在石油資源日益短缺的情況下，尋找代用能源成為當(dāng)前的主要任務(wù)，目前得到普遍認(rèn)可的代用燃料是以天然氣為主的可燃性氣體燃料。天然氣是地球上最豐富的燃料之一，國(guó)外權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)言，天然氣將在世紀(jì)取代石油，成為第二大能源。同時(shí)，天然氣也是發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)質(zhì)燃料，它對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油品質(zhì)破壞性小，燃燒更充分，燃燒室內(nèi)沒(méi)有積炭和膠質(zhì)，因而可延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的維修費(fèi)用。氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的排放指標(biāo)優(yōu)于汽油機(jī)和柴油機(jī)，同時(shí)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)排出廢氣中

7、顆粒排放物極少，對(duì)大氣污染程度小，能滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)排放要求，有較好的環(huán)保效果。二十年來(lái)，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)等產(chǎn)品在國(guó)外得到了廣泛的應(yīng)用，美國(guó)的瓦克夏、庫(kù)柏、英國(guó)的帕金斯、德國(guó)的道依茨、MTU、芬蘭的紐錫蘭等大型發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠紛紛將燃?xì)鈾C(jī)的研制作為主要策略，并有部分產(chǎn)品打入了中國(guó)市場(chǎng)。勝利油田勝利動(dòng)力機(jī)械有限公司自1985年研制單缸天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)以來(lái)的，目前190系列天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)有五大品種、近20個(gè)機(jī)型，功率范圍25 kW550 kW；其配套發(fā)電機(jī)組達(dá)20余種機(jī)型，功率范圍24 kW500 kW，構(gòu)成了較為齊全的190系列天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)及其配套發(fā)電機(jī)組產(chǎn)品。近兩年又相繼開(kāi)發(fā)研制成功了1000kW、2000

8、kW天然氣發(fā)電機(jī)組及120系列風(fēng)冷燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組。目前，我公司的燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組已在國(guó)內(nèi)組建了三十余個(gè)電站，通過(guò)用戶(hù)使用表明，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)及其配套發(fā)電機(jī)組可有效地利用天然氣、石油伴生氣等資源，并且排放指標(biāo)優(yōu)于柴油機(jī)和汽油機(jī)，因此，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)系列產(chǎn)品在21世紀(jì)將成為內(nèi)燃機(jī)行業(yè)的生產(chǎn)主流。二、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)以天然氣、井口伴生氣、煤層氣、水煤氣、煉化尾氣、沼氣等可燃性氣體為燃料，主要用于天然氣、煤氣、沼氣資源豐富的地區(qū)，如油田、煤礦、焦化廠等部門(mén)作為生產(chǎn)動(dòng)力用電或并網(wǎng)發(fā)電。燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組具有啟動(dòng)迅速、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，并設(shè)有自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)、可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，是節(jié)能、環(huán)保型動(dòng)力設(shè)備。1立方米天然氣可

9、發(fā)電力3千瓦時(shí)，1立方米煤層氣或煉化尾氣可發(fā)電力2.7千瓦時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益非常顯著，是石油開(kāi)采、煤礦、各種泵站、電站、工程機(jī)械等設(shè)備理想的動(dòng)力裝置。目前國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)多是在汽油機(jī)或柴油機(jī)基礎(chǔ)上研制開(kāi)發(fā)的，較大的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)基本上都是從柴油機(jī)改制過(guò)來(lái)的，轉(zhuǎn)速為10001500r/min，采用電火花點(diǎn)火方式，壓縮比通常比柴油機(jī)降低2540%，根據(jù)進(jìn)氣方式的不同，功率降低的程度也有差別，預(yù)混合進(jìn)氣方式通常比原機(jī)功率下降1025%。與中速柴油機(jī)相比，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的熱平衡如表1所示：發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡分配表熱平衡分配項(xiàng)點(diǎn)中速柴油機(jī)中速燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)為有效功的熱量（%）35453040冷卻介質(zhì)帶走的熱量（%）10

10、201525廢氣帶走的熱量（%）30403545其他熱損失（%）1015115目前除少數(shù)高性能的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)外，大部分的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的有效熱效率都比柴油機(jī)小，而冷卻水及排出廢氣帶走的熱量所占的比重卻相對(duì)較大，綜合利用這一能量可使發(fā)動(dòng)機(jī)的有效熱效率達(dá)到70%以上，起到較好節(jié)能效果。三、余熱利用方式綜合利用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)熱能主要從三個(gè)方面著手：即電力供應(yīng)、采暖洗浴等供熱以及夏季空調(diào)制冷。目前國(guó)外熱電或冷電兩聯(lián)供的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)綜合應(yīng)用實(shí)例較多，三者集中于整套動(dòng)力設(shè)備的情況較少，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有使用的介紹。從技術(shù)可行性的角度出發(fā)，是完全可以達(dá)到的。在綜合利用的設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)充分考慮以下幾方面的因素：a、利用應(yīng)避免對(duì)發(fā)動(dòng)

11、機(jī)的性能產(chǎn)生大的影響，即不影響燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行及功率輸出；b、排氣總管到熱交換器之間的距離應(yīng)盡可能短，同時(shí)應(yīng)充分考慮排氣管的隔熱保溫，減少?gòu)陌l(fā)動(dòng)機(jī)排氣出口至熱交換器文章的熱量損失；c、需要考慮燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組負(fù)荷變化時(shí)給制冷、制熱造成的影響，避免因負(fù)荷變化使制冷（或制熱）過(guò)量或能力不足；d、考慮到整個(gè)流程控制范圍大、項(xiàng)點(diǎn)多、操作難度大等因素，整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)盡可能實(shí)行電氣自動(dòng)化控制和監(jiān)測(cè)；e、整套系統(tǒng)應(yīng)充分考慮維護(hù)操作以及使用的安全性。3.1 熱電聯(lián)供在燃?xì)獍l(fā)電站中采用熱電聯(lián)供裝置，可在機(jī)組發(fā)出電力的同時(shí)，將燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)排出的熱量充分利用起來(lái)，用于冬季取暖以及日常洗浴等生活之用。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的因素包

12、括熱水量的調(diào)節(jié)、熱水系統(tǒng)的壓力、熱水系統(tǒng)與熱源設(shè)備的配套連接、多余熱水部分的旁通及緊急情況下熱水的切斷等。采用這種方式時(shí)，生活用洗浴熱水取自發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水熱交換器，這部分水的溫度一般在4050，完全能夠滿(mǎn)足使用要求；生活區(qū)取暖用熱水取自排氣部分，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度一般在450550，加熱后的熱水溫度可達(dá)到80110（壓力在0.2MPa左右），這樣可以保證取暖所需的熱量（工藝流程見(jiàn)圖1）。圖1 熱電聯(lián)供工藝流程圖3.2 發(fā)電與制冷、制熱三聯(lián)供另外一種余熱利用的方式是在滿(mǎn)足機(jī)組發(fā)電的同時(shí)，利用冷卻水及排氣的熱量進(jìn)行制冷和制熱，即冷、熱、電三聯(lián)供。供熱我們?nèi)匀徊捎?.1所述方案，而制冷部分我們可使用

13、較成熟的吸收式溴化鋰制冷機(jī)，其結(jié)構(gòu)由高發(fā)部分和主體部分組成（工藝流程見(jiàn)圖2）。圖2 冷、熱、電三聯(lián)供工藝流程示意圖 這個(gè)綜合利用方案，考慮到四季變化的因素，在春秋二季很可能不用制冷取暖的功能，因此排氣余熱須直接排入大氣，因此在機(jī)組排氣出口處加裝一自動(dòng)溫度控制閥，以決定機(jī)組排氣的走向。同時(shí)保留生活洗浴，并在夏季利用冷卻塔的水調(diào)配。在該方案中，生活區(qū)洗浴等生活熱水仍然由發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)水加熱；在生活區(qū)制冷、取暖方面，將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣余熱夏季通過(guò)熱水型溴化鋰制冷機(jī)提供制冷，冬季通過(guò)煙氣熱交換器制熱，制冷高發(fā)器與煙氣熱交換器可并聯(lián)設(shè)置。采用此方案，燃?xì)獍l(fā)電站提高了自我供應(yīng)能力、設(shè)備利用系數(shù)和燃料熱效率。四、

14、應(yīng)用技術(shù)目前根據(jù)了解的情況，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的綜合利用主要是熱電、冷電兩聯(lián)供方面，CAT、MTU、Jenbacher等國(guó)外大公司在國(guó)內(nèi)污水處理、垃圾處理站等處都有實(shí)際使用的實(shí)例。其主要特點(diǎn)是采用了高效實(shí)用的余熱換熱器充分利用排氣余熱，用于制冷或供熱，并能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、制冷機(jī)、冷熱水管線，燃?xì)夤芫€等的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行跟蹤和遠(yuǎn)程監(jiān)控，做到實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，降低了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。我國(guó)在發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用方面應(yīng)用實(shí)例還不多，而作為全國(guó)最大的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)基地的中石化下屬企業(yè)勝利油田勝利動(dòng)力機(jī)械有限責(zé)任公司已開(kāi)展了這方面的研究開(kāi)發(fā)工作，除了在已用的實(shí)例中采用的熱電聯(lián)供外，目前已經(jīng)成功的研制出

15、國(guó)內(nèi)第一套冷、熱、電三聯(lián)供系統(tǒng)綜合應(yīng)用裝置。此系統(tǒng)采用大型天然氣發(fā)電機(jī)組作為主動(dòng)力源，由發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水利用機(jī)組開(kāi)式冷卻裝置中的熱交換器將熱量供給用戶(hù)；利用發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣通過(guò)熱水型溴化鋰制冷機(jī)提供制冷，目前已經(jīng)取得巨大成功，并開(kāi)始向社會(huì)進(jìn)行推廣應(yīng)用。五、結(jié)束語(yǔ)對(duì)于石油行業(yè)來(lái)說(shuō)，采油作業(yè)中最大的一部分成本就是耗電費(fèi)用。利用天然氣發(fā)電大幅度降低了工礦企業(yè)的用電費(fèi)用，充分利用了排空的天然氣或其他可燃性氣體，變廢為寶，節(jié)約了能源，消滅了天然氣排空時(shí)的燃燒火炬，同時(shí)節(jié)約了排空天然氣的燃燒費(fèi)用。因此，利用天然氣發(fā)電取代網(wǎng)電和供電線路的建設(shè)，可直接降低油田的采油、采氣和集輸成本。因此，利用天然氣發(fā)電機(jī)組建成發(fā)電站進(jìn)

16、行發(fā)電，是各單位創(chuàng)造高額經(jīng)濟(jì)效益的最佳選擇。同時(shí)，將燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的余熱加以利用，可顯著提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益，在發(fā)電上網(wǎng)的同時(shí)，減少了生活用熱水的能源消耗，減少了鍋爐加熱及空調(diào)制冷設(shè)備的配置及維護(hù)保養(yǎng)，方便了電站的管理，也提高了燃?xì)獍l(fā)電站的自我供應(yīng)能力、設(shè)備利用系數(shù)和燃料熱效率。我公司冷、熱、電三聯(lián)供的成功運(yùn)行，為余熱利用積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，也將為廣大用戶(hù)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益。沼氣發(fā)電利國(guó)利民某公司在生產(chǎn)過(guò)程中可產(chǎn)生8000-9000Nm3/ 天的沼氣，沼氣中CH4含量為61.2%，沼氣的熱值約為21.MJ/Nm3(5040.07Kcal/Nm3 )，利用沼氣進(jìn)行發(fā)電，既節(jié)能環(huán)保，又能創(chuàng)造很好的經(jīng)

17、濟(jì)效益。沼氣經(jīng)過(guò)燃燒發(fā)電過(guò)程以后，對(duì)環(huán)境的危害減少，其次是緩解電力資源短缺。目前我國(guó)存在較大范圍的電力短缺，沼氣發(fā)電可以在一定程度上彌補(bǔ)當(dāng)?shù)仉娏Σ蛔?，緩解電力短缺的局面。沼氣的主要成分有甲烷，甲烷是一種僅次于二氧化碳，占第二位的重要產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體，其溫室效應(yīng)作用比二氧化碳大幾十倍。沼氣中的甲烷還能破壞臭氧層，具有與氟利昂類(lèi)似的危害。而溫室效應(yīng)、臭氧層減薄、酸雨是當(dāng)今世界上影響大氣質(zhì)量的三大問(wèn)題，沼氣排放的危害就占兩項(xiàng)。可見(jiàn)對(duì)沼氣的綜合利用也是環(huán)境保護(hù)的需要。如果不加以利用，沼氣排放將對(duì)環(huán)境造成污染。符合國(guó)家能源政策國(guó)家經(jīng)貿(mào)委、財(cái)政部、國(guó)家稅務(wù)總局1996年8月9日下發(fā)的關(guān)于進(jìn)一步開(kāi)展資源綜

18、合利用的意見(jiàn)、國(guó)務(wù)院國(guó)發(fā)（1996）36號(hào)國(guó)務(wù)院批轉(zhuǎn)國(guó)家經(jīng)貿(mào)委等部門(mén)關(guān)于進(jìn)一步開(kāi)展資源綜合利用意見(jiàn)的通知、國(guó)家經(jīng)貿(mào)委資源節(jié)約綜合利用司1996年12月關(guān)于“關(guān)于進(jìn)一步開(kāi)展資源綜合利用的意見(jiàn)”若干主要問(wèn)題的說(shuō)明、國(guó)務(wù)院1996年8月3日國(guó)務(wù)院關(guān)于環(huán)境保護(hù)若干問(wèn)題的決定等文件中均明確指出，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣、廢水（液）、廢氣、余熱、余壓等進(jìn)行回收和合理利用，支持資源綜合利用電廠生產(chǎn)電力。單機(jī)容量0.512MW范圍內(nèi)的發(fā)電機(jī)組符合并網(wǎng)條件，電力部門(mén)都應(yīng)允許并網(wǎng)，簽定并網(wǎng)協(xié)議，免交上網(wǎng)配套費(fèi)，并在核定的上網(wǎng)電量?jī)?nèi)優(yōu)先購(gòu)買(mǎi)，不參加電網(wǎng)調(diào)峰。國(guó)家經(jīng)貿(mào)委1999年4月26日下發(fā)的關(guān)于關(guān)停小火電機(jī)組有關(guān)問(wèn)

19、題的意見(jiàn)中也明確指出，對(duì)于綜合利用的小火電機(jī)組，不在關(guān)停范圍內(nèi)。國(guó)家有關(guān)部門(mén)和電網(wǎng)企業(yè)要按照國(guó)家對(duì)綜合利用的有關(guān)政策繼續(xù)給予支持。年月日第十屆全國(guó)人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)第十四次會(huì)議通過(guò)中華人民共和國(guó)可再生能源法更是對(duì)可再生能源的利用明確給予各種支持。以上可以得出結(jié)論：1、發(fā)電是節(jié)約能源、資源、降低企業(yè)成本、解決沼氣排放對(duì)環(huán)境污染的一種行之有效的節(jié)能方式，利國(guó)利民。2、增加企業(yè)效益由于沼氣是副產(chǎn)品，所以成本較低，電力上網(wǎng)出售可以為企業(yè)帶來(lái)新的經(jīng)濟(jì)效益。建站方案我公司生產(chǎn)的內(nèi)燃式燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)電效率高，熱效率為32%40%。以CH4含量為60%沼氣為例，1Nm3該沼氣可以發(fā)電1.7kW.h，利用8

20、000-9000Nm3/天的沼氣發(fā)電可以建立500kW容量的電站,推薦選用1臺(tái)500GF-RZ型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組建立沼氣發(fā)電站，電站發(fā)出的電力400V,可并入公司內(nèi)部低壓電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行。建站投資效益分析（1） 建站投資預(yù)算 合計(jì)：128.00萬(wàn)元1、發(fā)電設(shè)備：1臺(tái)500GF-RZ型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組 108萬(wàn)元/臺(tái)×1臺(tái)= 108.00萬(wàn)元（含高低溫?zé)峤粨Q器、發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、底盤(pán)、控制屏、控制線、隨機(jī)配件備件等）2、電站配套部分：循環(huán)冷卻系統(tǒng)（循環(huán)水泵、冷卻水塔、冷卻水管線、閥門(mén)等）、輸配電系統(tǒng)（電纜、低壓隔離柜等）、土木建筑部分（簡(jiǎn)易機(jī)房、控制室、休息室、冷卻水池、機(jī)組基礎(chǔ)等）等，以上部分約占

21、發(fā)電設(shè)備總值的15%。 15.00萬(wàn)元 3余熱回收系統(tǒng)： 5.00萬(wàn)元（1）電站年發(fā)電量（機(jī)組年運(yùn)行時(shí)間320天，（2） 機(jī)組持續(xù)功率450kW450 kW /臺(tái)×1臺(tái)×24小時(shí)/天×320天=345.60萬(wàn)kW.h（3） 電站年運(yùn)行成本（不包括燃?xì)獬杀荆?合計(jì)： 16.70萬(wàn)（7） 元 1、 人員工資：電站安排3人，2、 每人每年工資2萬(wàn)3、 年共計(jì)6萬(wàn) 4、 機(jī)油費(fèi)用：機(jī)油消耗率按0.0015kg/kW.h，5、 機(jī)油單價(jià)按8元/kg307.2萬(wàn)kW.h×0.0015kg/kW.h×8元/kg=3.70萬(wàn)元6、 配件維修費(fèi)用：每臺(tái)機(jī)組每年配

22、件消耗及維修費(fèi)用5萬(wàn)7、1臺(tái)×5萬(wàn)8、 管理費(fèi)用：2萬(wàn)（1） 年發(fā)電收入（電價(jià)0.45元/kW.h）345.6萬(wàn)kW.h×0.45元/kW.h=155.52萬(wàn)元 （2） 年凈收益=年發(fā)電收入-年運(yùn)行成本=155.52萬(wàn)元-16.70萬(wàn)元=138.82萬(wàn)元 電站總投資約1年時(shí)間就能全部收回，經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。利用有關(guān)數(shù)據(jù) 若將機(jī)組排出的尾氣余熱進(jìn)行回收利用，那樣綜合效益會(huì)更加顯著。機(jī)組尾氣溫度為500-550。（詳見(jiàn)附件1） 機(jī)組及建站特點(diǎn)1、 發(fā)電效率高，2、 通常在32-40%。3、 使用場(chǎng)合靈活，4、 可方便的并機(jī)或并網(wǎng)，5、 機(jī)組群還可根據(jù)實(shí)際負(fù)載的需要，6、 靈活方

23、便地調(diào)節(jié)發(fā)電輸出。7、 調(diào)峰性能好，8、 啟停方便快捷。9、 機(jī)組自成體系，10、 輔助設(shè)備少，11、 自耗電少。12、 建站周期短，13、 見(jiàn)效快。14、 機(jī)組主重要控制部分部件如調(diào)速器、火花塞等，15、 均采用世界最先進(jìn)的進(jìn)口部件，16、 保證了機(jī)組的先進(jìn)性和可靠性。17、 機(jī)組的燃?xì)膺M(jìn)氣管路，18、 汽缸及活塞均采用滲瓷防腐蝕技術(shù)。19、 機(jī)組的各種保護(hù)系統(tǒng)齊全。內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組與燃?xì)廨啓C(jī)組發(fā)電效益對(duì)比1、效率對(duì)比：同樣的發(fā)電采用不同的方式，其經(jīng)濟(jì)結(jié)果是不一樣的。采用鍋爐發(fā)電，由于酒精生產(chǎn)企業(yè)大都是小功率發(fā)電站，效率都比較低，特別是簡(jiǎn)單的氣、煤混燒，效率在17%左右，每方氣電轉(zhuǎn)化在0.8k

24、Wh左右，大大的浪費(fèi)資源，而采用內(nèi)燃機(jī)發(fā)電，效率在35%-40%以上，每方氣電轉(zhuǎn)化在1.6-2.0kWh。2、價(jià)值對(duì)比：燒鍋爐用煤和氣都可以，用氣燒鍋爐發(fā)電，每方氣相當(dāng)于一公斤標(biāo)準(zhǔn)煤的價(jià)值，還不到五毛錢(qián)，而采用內(nèi)燃機(jī)組發(fā)電，每方氣發(fā)電在1.8 kWh，按0.52元/ kWh計(jì)算，價(jià)值在0.936元。3、綜合比較：以下以每天10萬(wàn)方沼氣用于內(nèi)燃機(jī)發(fā)電及余熱利用效益與蒸汽輪發(fā)電效益進(jìn)行比較。（1）采用蒸汽輪發(fā)電供蒸氣方式：發(fā)電量每方氣在0.8kWh左右，共計(jì)發(fā)電量100000×0.8=80000kWh，按0.52/kWh元計(jì)，發(fā)電價(jià)值4.16萬(wàn)元。（2）采用內(nèi)燃機(jī)發(fā)電及余熱利用方式：每天

25、可發(fā)電100000×1.8=180000kWh ，發(fā)電價(jià)值9.36萬(wàn)元。發(fā)動(dòng)機(jī)余熱通過(guò)針管式余熱鍋爐回收余熱，根據(jù)酒精工藝，利用后每小時(shí)可產(chǎn)四公斤飽和蒸汽6.8噸或九公斤飽和蒸汽4.25噸。（公司目前有大的火力發(fā)電廠，是否需要蒸汽回收另作討論） 4、建站周期比較：建立蒸汽輪機(jī)組發(fā)電站，建設(shè)周期加上設(shè)計(jì)等最少要在一年以上，這一年中，沼氣就必須選用其他方法利用甚至點(diǎn)燃放空，而建立內(nèi)燃機(jī)組發(fā)電站，建站周期在兩個(gè)月內(nèi)，并且建站靈活，可根據(jù)氣量隨時(shí)增加機(jī)組并機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行。5、人工比較：同等氣量用于蒸汽輪機(jī)發(fā)電只能建3500千瓦電站，但人工需要100人以上，而內(nèi)燃機(jī)組發(fā)電站只需不到二十人，且電站容

26、量翻了一倍以上?？偨Y(jié)：由上可見(jiàn)充分利用能源向高價(jià)值產(chǎn)品轉(zhuǎn)化，效益無(wú)疑是最優(yōu)的，電能是緊俏能源，價(jià)格有不斷上升趨勢(shì)，把資源更多的轉(zhuǎn)化為電能不僅獲得目前好效益，而且項(xiàng)目具有前瞻性。因此，利用內(nèi)燃機(jī)組發(fā)電是更優(yōu)的。附件1：500GF-RZ沼氣發(fā)電機(jī)組廢氣余熱利用設(shè)計(jì)目的目前燃料的能量只有約35%被發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)化為電能，約有30%隨廢氣排出，25%被發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水帶走，通過(guò)機(jī)身散發(fā)等其它損失約占10%左右，廢氣和換熱器損失的功率比有用功還多。 為利用500GF-RZ沼氣燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組廢氣余熱，用于烘干物料等場(chǎng)合，達(dá)到節(jié)約能源，變廢為熱目的。二、設(shè)計(jì)中的有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算： 沼氣在空氣中完全燃燒公式：CH4+2O2

27、+8N2 2H2O+CO2+8N2沼氣在空氣中不完全燃燒公式：2CH4+3O2+12N2 4H2O+2CO+12N2目前動(dòng)力機(jī)械有限公司生產(chǎn)的500GF-RZ燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組利用沼氣（甲烷含量為60%）發(fā)電，運(yùn)行功率為450kW，排煙溫度為525左右，通過(guò)余熱回收裝置后排出煙氣溫度控制在160左右，沼氣完全燃燒時(shí)沼氣和空氣的體積比為1：7，（按1Nm3沼氣發(fā)1.5kW.h計(jì)算）1臺(tái)500GF-RZ機(jī)組的1小時(shí)耗氣總量為：4001.5×(l7)=2130Nm3h。平均重量按1.25kg/m3計(jì)算，總重為：2130 m3×1.25 kg/m3=2663kg排煙的比熱容按煙道氣體計(jì)算

28、（煙道氣體的成分 CO2：13% H2O：11% N2：76%，在100600的平均定壓比熱容為0.27kcalkg·）可利用排煙余熱為：（525160）×0.27kcalkg·×2663kg26.2萬(wàn) kcalh（304kW）注：沼氣實(shí)際在缸內(nèi)燃燒不完全，產(chǎn)生一定量的一氧化碳，并在排氣管中繼續(xù)燃燒；實(shí)際煙氣排出的熱能比計(jì)算值要多。冷卻循環(huán)水1臺(tái)500GF-RZ沼氣發(fā)電機(jī)組：高溫循環(huán)水量40 m3/h； 進(jìn)水溫度55-70 ； 出水溫度65-75低溫循環(huán)水量30m3 /h；進(jìn)水溫度30-40 ； 出水溫度35-45四、500GF-RZ機(jī)組主要技術(shù)規(guī)格和參數(shù)名 稱(chēng) 技術(shù)規(guī)格和參數(shù) 機(jī)組型號(hào) 500GF-RZ 燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) 1Z12V190ZLD 發(fā)電機(jī)型號(hào) 1FC6 454-6LA42-Z 額定功率(kW) 500 額定電流(A) 90