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康明斯天然气发电机组余热发电系统设计

来源:华全动力    发布时间:2019-09-07 09:12:07
康明斯天然气发电机组余热发电系统设计
 
康明斯天然气发电机组生产厂家讲述余热利用分为两部分,
 
一是排烟的余热利用,
二是发电机自身冷却热量的利用。
 
目前,国内的发电机不提供机组自身冷却热量的利用,只有排烟的余热可用。国外机组,例如GE Jenbacher的内燃机,可以提供上述两部分的余热利用。
 
一、过热蒸汽产量最大化。对于中低温余热利用,关键在于工艺和设备允许范围内充分利用余热,并使设备的效率最高,使余热发电最大化;对于低参数汽轮发电机组而言,影响其发电量的是三个主要参数:过热蒸汽流量、压力和温度,其中流量对发电量起决定性影响,压力和温度对单位质量蒸汽的焓和汽轮机的内效率(热能转化为机械能的效率)有影响,但其影响远小于流量的影响。一般来讲,窑尾废气余热占可利用余热的60%以上,所以在考虑整个生产线的过热蒸汽流量时,首先考虑使窑尾的过热蒸汽产量最大,窑头配合窑尾。
 
二、高过热蒸汽温度。过热蒸汽温度高除可以通过提高过热蒸汽焓值和汽轮机内效率来提高发电量外,但要提高汽轮机运行的安全性。受传热效率和锅炉制造成本的影响,必须保持过热蒸汽同烟气之间有适当的温差,该温差在20℃以上比较合理。
康明斯天然气发电机组
三、合适的汽包工作压力。考虑在换热过程中,蒸发受热面内汽水混合物的温度不变,而烟气同汽水混合物之间传热温差窄点在20℃以上受热面的布置才合理,汽水混合物的温度直接受压力的影响,所以选择合理的压力水平为受热面布置创造条件,以防止锅炉造价过高。
 
四、充分降低废气温度。受窑尾废气要用于烘干生料的工艺限制,一般窑尾废气温度只能降至225℃左右;窑头余风可以充分降低,但降低过多则造成传热温差小使得换热面积布置过多,使锅炉造价提高,同时吸收过多的低品质热量也无法有效提高发电量,所以窑头余风的降低以满足为窑头和窑尾余热锅炉提供足量的汽包给水即可。根据热量分配和能量平衡计算,窑头余风降至96~98℃即可满足要求。
 
五、合理布置受热面。在布置受热面时要考虑窑尾、窑头的烟气温度特性以及汽轮发电机的特性进行综合考虑,同时考虑选用合理温差以降低锅炉造。发电型。利用发电机的余热,配合螺杆膨胀动力机发电。一台1MW的沼气发电机组,利用排烟余热,可以配置一台70KW的螺杆膨胀动力机发电。
 
目前,我国集约化养殖厂一般建在农村比较偏远的地方,养殖场周围没有热、汽用户,冷源用户也非常少,沼气发电厂通常建在养殖场的附近。因此,采用发电型方案可能是沼气发电余热利用的佳方式。 
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