摘要: 由于输气管道输送距离远，沿途压损大，需要进行沿程升压，抵消压力损耗，沿程约每200 公里设置一座天然气升压站。而在广袤的西部地区，大多数天然气升压站建在戈壁荒漠，其电网覆盖率不足，因此，采用了燃机压缩机升压。燃机压缩机正常运行时排出废气温度平均达到500℃。燃机压缩机废气直接排入大气，这样不仅造成了空气热污染，更是一种热量的浪费。建设压缩机排放废气余热回收机组。这样不仅具有节能效益，同时减轻大气污染。本文针对新疆玛纳斯地区压气站燃机压缩机组余热利用项目的可行性进行论证。
关键词:余热电站 废气发电 资源综合利用电站
0 前沿
为响应国家节能减排，提高资源综合利用，提高能源的利用效率，节能环保的政策要求，通过调研发现输气管道压气站燃驱机存在排放高温废气的现象，导致大量热能未有效利用。在拥有先进的余热利用技术和经验的基础上，在国家倡导节能减排的大背景下，利用燃机压缩机废气发电，在不影响燃机压缩站正常运行的前提下，用废气发电，即将燃机废气余热通过余热锅炉，余热锅炉产生过热蒸汽，蒸汽带动汽轮发电机组发电，这种模式为燃气-蒸汽联合循环，发出电力送入当地电网，以减少化石能源的消耗，这样不仅具有节能效益，同时减轻大气污染。因此，本项目属于资源综合利用电站工程。该工程的建设，一方面可以减少废气余热对大气的热污染，一方面可以将废气余热加以利用进行发电，具有很好的社会效益和经济效益。
1 项目背景
1.1 项目建设规模
压气站现有燃机压缩机3台，为2 运1 备。根据排放废热量，建设1台（67＋14）t/h中温中压参数余热利用双压锅炉+1×20MW凝汽补气式汽轮发电机组。一次建成。
1.2 项目建设必要性
本工程利用燃机压缩机废气发电，在不影响燃机压缩站正常运行的前提下，用废气发电，属于典型节能减排项目。
① 通过本工程的建设，可以减少废气余热对大气的热污染；
② 可以将废气余热加以利用进行发电，具有很好的经济效益；
③ 有利于促进当地节能减排工作的开展和节约型工业化体系的建设、促进当地经济社会又好又快发展。
2 设计指导思想
本工程实施时，不能影响压气站的正常运行，在此提前下，技术方案应遵循“安全保障、稳定可靠、技术先进、降低能耗、节约投资”的原则，具体指导思想如下：
（1）在安全保障为原则下，余热发电的投产不影响压气站生产系统的正常运行；
（2）以稳定可靠为前提，采用经实践证明是成熟、可靠的工艺和设备；
（3）在稳定可靠的前提下，提倡技术先进，要尽可能采用先进的工艺技术方案，以降低发电成本和基建投入费用；
（4）尽可能最大程度利用压气站余热，并考虑和压气站公用设施的合并设置；
（5）生产设备原则上使用节能环保的国内外优质产品；
（6）余热电站的动力控制和过程控制采用计算机控制系统，达到高效、节能、稳定生产、优化控制的目的，并且最大程度地减少操作岗位定员，以降低成本。
3 主要设计原则
（1）本期工程安装1台20MW凝汽补汽式汽轮机组和1台额定蒸发量为67＋14t/h的中温中压双压式卧式锅炉。年利用小时按8000 h。
（2）根据余热发电特点，电站必须靠近余热热源点，减少沿程热源损失。锅炉区域紧靠压气站围墙，力求烟气管道最短，压降最小，利用效率最高。锅炉侧取气管道和西部管道公司沟通，确保压气站侧布置满足压气站要求，燃驱机取气口阀门控制和压气站信号联络。燃驱机至余热锅炉烟道材质采用12CrlMoV，炉后至烟囱烟道材质采用Q235B。
（3）为了充分利用废气能量，锅炉选用双压参数，控制排烟温度在110℃以内。同时从提高机组效率出发，蒸汽主参数选用中温中压参数。锅炉室内布置，设置钢结构锅炉房。
（4）根据建厂区域自然条件和国家产业政策，汽轮发电机组选用凝汽补气式汽轮机。热力系统按单元制设计。
（5）工业和生活用水由引水管线接至厂区，工业和生活污水经处理后达标排放。工业污水处理采用反渗透进行处理，处理后产水作为循环水补充水或锅炉补给水处理系统二级反渗透进水，生活污水采用地埋式一体化污水处理装置处理，处理达标后排放。
（6）除盐水采用UF+二级RO+EDI 的处理工艺，处理能力按2×9t/h 设计。
（7）发电机出口电压为10.5kV，设置一段10kV 母线，采用单母线接线形式，发电机出口10kV母线经一台三卷变以变压器-线路单元接线形式接入110kV 升压站场地。
（8）热工控制采用分散控制系统(DCS)，主要包含包括：数据采集系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、顺序控制系统（SCS）等，控制和压气站充分衔接。
（9）采暖换热站设计采暖负荷包括电站侧、压气站侧采暖和压气站侧工艺伴热负荷，余热锅炉停运时，设置1 台4t/h 燃气锅炉作为换热站备用汽源。
4 投资规模及主要技术经济指标
投资规模及主要技术经济指标，见表1-1。
表1-1 主要技术经济指标表
5 结论
本余热电站工程属于节能减排项目，符合国家产业政策，依托压气站条件，建厂条件优越，从国家节能减排政策出发，该项目建设十分必要，势在必行。通过本项目的建设，年供电量1.4720×108kWh，根据国家统计局发布的最新电力行业供电标煤耗为330g/(kW?h),余热利用电厂相对常规火力发电厂来说，相当年节约标准煤48736t，年减少二氧化碳排放114492t，年减少二氧化硫排放947t，年减少烟尘排放583t。经研究证明：本项目在环境、装备、技术、经济等诸方面完全可行，效益显著，还贷及抗风险能力强。因此，本项目属于资源综合利用电站工程。该工程的建设，一方面可以减少废气余热对大气的热污染，一方面可以将废气余热加以利用进行发电，具有很好的社会效益和经济效益。
参考文献：
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论文作者:孙宪路
论文发表刊物:《防护工程》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/11
标签：余热论文; 废气论文; 锅炉论文; 节能论文; 电站论文; 机组论文; 压缩机论文; 《防护工程》2018年第3期论文;