針形管鍋爐對發(fā)電機組余熱的高效利用

張 強

（中國石油長慶油田第九采油廠，寧夏 銀川 750006）

一、前言

天然氣發(fā)電機組的天然氣燃料能量只有約30%～35%被發(fā)電機組轉化為電能，約有30%隨廢氣排出，25%～30%被發(fā)動機冷卻水帶走，通過機身散熱等其他損失約占10%左右。目前，占燃氣發(fā)動機燃料近55%熱能的排氣余熱和冷卻水余熱資源基本上被白白浪費掉，因此合理利用燃氣發(fā)電機組余熱，是節(jié)能、降耗、提高能源利用率的必然趨勢。

二、余熱利用的工作原理

在發(fā)電機組煙道出口上加裝一套針形管余熱鍋爐，熱水循環(huán)泵將增壓站內的冷水送到針形管余熱鍋爐，經(jīng)加熱的熱水供給使用流程，從使用系統(tǒng)回來的冷水再被送到針形管余熱鍋爐加熱，一直循環(huán)。

針形管余熱鍋爐如圖1所示，是專用高效節(jié)能產品。采用針形管強化傳熱元件傳熱功能，水管的受熱面大大增加，同時煙氣流經(jīng)針形管表面時形成強烈的紊流，起到提高傳熱效率和減少煙灰積聚的作用。余熱回收裝置外觀結構簡單、熱效率高、運行安全穩(wěn)定、現(xiàn)場安裝維護方便。

圖1

站內管線入口連接至立式水套爐上端，出口與溢流排污管線插接，加熱后的水通過循環(huán)泵在水套爐內循環(huán)，保障水套爐內水溫恒定。當需要改變系統(tǒng)水溫時，通過改變發(fā)電機組煙道出口針形管余熱鍋爐旁通管線開度進行調節(jié)。

三、針形管余熱鍋爐主要特點

1.結構緊湊、熱效率高。單位長度的針形管換熱面積是光管的6～8倍，針形管之間用小半徑彎頭聯(lián)接，使設備的體積、重量大幅度降低，換熱速度快。

2.耐震消聲。由于設備結構設計和針形管自身結構特點，使其具有消聲器的結構特征，減少了噪聲污染。

3.安全可靠、運行壽命長。每一針形管組，只有一端焊接在鋼結構上，另一端呈自由狀態(tài)。這樣，設備在運行過程中，無熱應力產生。設備聯(lián)箱上設計有安全閥、放空閥、排污閥、溫度計等儀表閥門，當設備出現(xiàn)超壓、干燒等問題時，儀表閥門能起到保護作用。

4.安裝、使用、維修方便。根據(jù)燃氣發(fā)電機組配套設計，外表用耐高溫的硅酸鋁陶瓷纖維保溫，安裝時只需將設備聯(lián)接到發(fā)動機的排煙出口上，將熱水系統(tǒng)聯(lián)接到設備的進、出口聯(lián)箱上，設備即可正常運行。打開檢查門即可對設備的受熱面進行檢查和維護。設備的針形管組設計成模塊式，當需要更換加熱管組時，可單組抽出進行更換，不必全部將管組取出。

四、現(xiàn)場運行主要特點

1.消除站內流程加熱爐明火，大幅降低安全隱患。

2.根據(jù)監(jiān)測調節(jié)熱水溫度較穩(wěn)定，受外界影響小。

3.減輕站內操作人員工作量，不需要操作加熱爐運行。

4.水溫變化小，盤管內結垢輕。

5.站內加熱爐伴生氣用量少。

6.對比原來熱水系統(tǒng)補水量降低3倍。

7.發(fā)電機組總體噪聲降低50%。

8.不改變原站內加熱爐和熱水系統(tǒng)流程，切斷余熱循環(huán)流程，站內原有加熱系統(tǒng)可以正常使用。

五、效果

劉四增壓站加裝余熱回收裝置后，其2012年11月部分監(jiān)控結果如表1所示(加熱爐內滿水)。

加裝針形管余熱鍋爐后，劉四增壓站利用燃氣發(fā)電機組余熱，保障了外輸油溫和生產區(qū)及生活區(qū)供熱需求，節(jié)能效果顯著。

表1