电厂瓦斯发电站余热利用系统设计

张俊英

摘要

作为我国电厂发展的重要形式，煤炭发电过程的实现伴随着较高的余热资源产生。实现电厂瓦斯发电站余热资源的充分利用，不仅能够实现发电厂区域自然环境的改善，更能有效的提升电力企业的经济效益和社会效益。本文在阐述瓦斯发电站余热资源利用系统设计必要性的基础上，对其余热来源进行系统分析，并针对性的提出余热利用系统设计方案。以期有利于电厂余热资源利用效率的提升，推动节能减排工程的进一步发展。

【关键词】瓦斯发电 余热利用 设计

瓦斯发电是电厂发电的重要形式，其不仅实现了瓦斯资源的工业化应用，更实现了相关产业链经济效益和社会效益的高质量获得。然而实践中，受配套设施建设不完善等因素的影响，电厂瓦斯发电站的应用伴随着较大比例的余热资源浪费，对企业效益的进一步提升及电厂周围的生态环境造成巨大影响。新时期，如何实现电厂瓦斯发电站余热的高效利用己成为当前电力工作人员不得不思考的重要内容，本文由此展开分析。

1瓦斯发电站余热利用系统设计必要性

瓦斯发电是电力生产的基本形态。在电厂运行过程中，发电站在电控燃气混合器技术的支撑下，通过发电机组的充分应用，有效的实现了电力资源的快速生产;并且在实践过程中，低浓度瓦斯发电机组的应用使得这一过程更加高效、规范。然而需要注意的是，在瓦斯资源快速利用生产的同时，其配套设施的建设具有滞后性，由此造成了发电过程余热资源利用效率低下的问题。当前环境下，进行瓦斯发电站余热利用系统设计具有以下作用：

（1）余热利用系统的设计是对发电产业链的进一步完善，其保证了电力生产附带资源的二次化高效利用，在实现资源节约的同时，创造了较大的经济效益，有助于企业盈利规模的进一步扩大。

（2）从环境保护的角度来看，传统模式下，余热利用系统的缺失对发电厂周围的生态环境造成较大程度破坏，而通过余热利用系统的优化升级，这一危害得到了有效控制，在实现电厂区域生态环境改善的基础上，有效的确保了国家节能减排理念的深度落实。

2电厂瓦斯发电站余热来源分析

浓度较高的瓦斯在内燃过程中容易造成爆炸，故而低浓度发电是其应用的主要形态。当前环境下，内燃式燃气发电机组是我国电厂发电的主要设备，其在实现煤矿瓦斯高效抽取的同时，有效的保证了瓦斯利用的效率和安全。在该设备体系下，煤炭瓦斯中的甲烷应用范围极广，并且当甲烷的浓度超过7%时，即可进行电力资源的高效生产。

当电力工程人员在电气控制系统操作下，将燃气输送到内燃式燃气发动机组的缸体时，其会在缸体内进行爆燃做功，然后这种能量转化为多种形态进行排出、动能、电能和热能是其最主要的三种基本形态。其中缸体的热能排放包含两种形态：

（1）缸体内燃爆所排放的尾气。一般情况下，缸体内燃烧所排出的尾气温度能达到500℃左右，这些尾气中含有大量的热量，可以实现工业生产的二次利用;

（2）在发动机运行过程中，缸体会产生较高的温度，为实现发电的安全化，人们往往需要进行缸体的冷却处理，这就使得其缸套水中含有大量的热量，而这些热量随着缸套水排出机组，形成了瓦斯发电余热的又一来源。

3瓦斯发电站余热利用系统设计

随着节能减排理念的进一步深入，人们对于发电厂余热资源利用的关注度不断提升;基于此，进行瓦斯发电站余热利用系统的设计势在必行。其设计过程包含了以下具体环节：

3.1余热含量计算

进行余热含量的计算是电厂瓦斯发电站余热利用系统设计的前提和基础。精确化的余热含量计算能够为其利用方案的設计提供数据支撑。实践过程中，缸套水余热量计算和尾气与热量计算是其余热含量计算的重要组成部分。

就缸套水余热计算而言，内燃式燃气发动机组缸套冷却系统分为直接孔冷和间接水冷两种基本形式。其在缸套水这一形式的作用下，实现了缸体热量的有效吸收。通常情况下，人们在实现缸套水进出温差控制的基础上，系统考虑缸套水流流量和避热容，然后在这三个系数相乘的关系下，即可实现缸套水余热含量的准确计算。

而在尾气余热量计算过程中，公式法及图表法是其应用的两种基本方式，与前者相比，图表法的应用较为直接、简便，且具有较高的精度要求，能够充分的满足工程建设需要，因而应用较为广泛。

3.2瓦斯发电站余热利用方案设计

在系统掌握电厂瓦斯发电站余热含量的基础上，人们可以在节能减排理念的指导下进行余热资源利用系统的优化设计。据目前而言，缸套水余热和废弃余热是发电站余热的两种基本形态，因此，对余热利用系统的设计也主要集中在这两个方面。并且根据冷热符合全面变化因素的影响，发电站余热利用系统的应用分为直接应用和间接应用两种形态。

3.2.1余热直接利用设计

余热直接利用是发电厂节能环保落实的有效方式，其可以有效避免余热资源的损耗，实现热量应用价值的最大化。就缸套水余热直接应用而言，其带几本的冷负荷，可用于全年制冷;并且不足的部分可通过烟气进行制冷补充。而对于废弃余热而言，冬季无冷负荷需要的区域，全部的烟气可进行直接制热，并且，一旦制热能量不足，可通过现有的锅炉进行补充。而在其他三个季节，将废气量的27%用于制热，其与热量用于直接制冷。

3.2.2余热间接利用设计

在余热间接利用设计中，其伴随着一定的能量损耗，且具有环境污染的潜在威胁。缸套水余热间接应用中，其可通过室外管网的链接，使得其与建筑物的浴池或淋浴水箱相连，进而更好的服务于人们的生产生活。对于废气余热而言，其可在烟气三通调节阀的控制下，实现冷热负荷变化的条件，然后再次进入溴化锂制冷机组等内容进行再次利用。

4结论

实现电厂瓦斯发电站余热的高效利用当前电力工程发展的需要，同时也是我国节能减排假设的必然要求。新时期，要提升其利用效率，电力工作人员就必须充分认识到余热利用系统设计的原则，并在分析余热来源的基础上，做好其利用系统的高效化、规范化设计。唯有如此，才能确保电厂瓦斯发电站余热利用效率的不断提升，进而推动我国节能减排工程的进一步发展。

参考文献

[1]吴学强，瓦斯发电机组余热回收系统设计研究[J].中国资源综合利用，2017.