燃氣輪機余熱利用節(jié)能效益及經(jīng)濟評價

俞健

摘 要：通過對潿洲終端余熱利用現(xiàn)狀的分析，提出了適合潿洲終端余熱利用的方案，改變了燃機簡單循環(huán)的發(fā)電方式，降低了燃機尾氣的熱污染，減少了有害氣體排放量，得出余熱回收利用項目不但可以創(chuàng)造巨大的環(huán)保效益，而且可以創(chuàng)造可觀的節(jié)能效益和經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：余熱利用 余熱鍋爐 節(jié)能減排

中圖分類號：TK47 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）11（b）-0090-02

潿洲終端處理廠是中國海洋石油總公司湛江分公司第一個自營綜合性油氣處理項目，坐落在有“中國最年輕火山噴發(fā)島”之稱的潿洲島，占地30萬m2，包括一個油氣處理廠、原油外輸單點系泊裝置和專用碼頭等，潿洲終端處理廠主要接收來自海上潿洲10-3油田、潿11-4油田和潿12-1油田的油氣，設(shè)計年處理原油200萬t，日處理天然氣43萬m3。潿洲終端現(xiàn)有4臺西門子Typhoon73燃氣輪機和1臺UGT6000燃氣輪機提供終端廠生產(chǎn)和生活所需電力，并可向潿洲地方政府供電3000kW·h。

1 潿洲終端余熱利用的現(xiàn)狀及余熱利用方案

1.1 終端余熱利用現(xiàn)狀分析

由于潿洲島距離陸地較遠，沒有陸地電網(wǎng)供電，因此基本采用終端和海洋平臺聯(lián)網(wǎng)自發(fā)電的方式，為終端和海洋平臺的采油、注水、原油外輸、海水處理、消防、生活等負(fù)荷供電。常用的發(fā)電設(shè)備有燃氣透平機組、內(nèi)燃機、柴油發(fā)電機組等，這些發(fā)電設(shè)備的動力都很強大，排出煙氣流量也很大，總的能量利用率普遍在20%～33%左右，其余的能量隨著煙氣或者冷卻水直接排往大氣中，溫度一般都在500℃左右，這些熱量的排放不僅對大氣形成了熱污染，同時也浪費了能源。因此，需要對這一部分的熱能進行有效回收，從而減少對大氣的熱污染。

Typhoon73燃氣輪機在現(xiàn)場額定工況4068kW到現(xiàn)在實際運行（開3臺機組）2700kW的工況，燃機功率下降，熱效率從28.93%下降至24.87%，排氣流量從69.66t/h至68.59t/h基本不變，但排氣溫度從539.6℃下降至425℃。（額定工況下排氣溫度約為539.6℃，排氣流量69.66t/h）

1.2 終端余熱利用方案

加裝蒸汽透平構(gòu)成聯(lián)合循環(huán)。

（1）西門子Typhoon73燃機加裝余熱鍋爐后，利用煙氣余熱產(chǎn)生的蒸汽參數(shù)如下。

余熱鍋爐高壓過熱蒸汽壓力：2.0MPa；

余熱鍋爐高壓過熱蒸汽溫度：375℃；

余熱鍋爐高壓過熱蒸汽產(chǎn)量：5.7t/h；

余熱鍋爐排煙溫度：127.1℃；

汽機高壓過熱蒸汽壓力：2.0MPa；

汽機高壓過熱蒸汽溫度：370℃；

汽機高壓過熱蒸汽量：11.2t/h；

汽輪機發(fā)電量：2649kW。

UGT6000燃機加裝余熱鍋爐后，利用煙氣余熱產(chǎn)生的蒸汽參數(shù)如下。

余熱鍋爐高壓過熱蒸汽壓力：2.0MPa；

余熱鍋爐高壓過熱蒸汽溫度：375℃；

余熱鍋爐高壓過熱蒸汽產(chǎn)量：10t/h；

余熱鍋爐排煙溫度：121.3℃；

汽機高壓過熱蒸汽壓力：2.0MPa；

汽機高壓過熱蒸汽溫度：370℃；

汽機高壓過熱蒸汽量：9.8t/h；

汽輪機發(fā)電量：2236kW。

從上可知，利用一臺UGT6000和兩臺西門子Typhoon73燃機煙氣余熱可產(chǎn)生蒸汽21t/h左右進入汽輪機發(fā)電，共可發(fā)電4885kW，大幅度減少煙氣中高溫?zé)煔庵苯优趴諑淼沫h(huán)境污染，同時利用余熱進行發(fā)電，最大限度的利用余熱，提高余熱利用率，符合節(jié)能減排的要求。

1.3 環(huán)保節(jié)能效益計算

余熱回收供熱工程建設(shè)在潿洲終端處理廠內(nèi)，本工程不但沒有增加大氣污染物的排放，反而將原來直接向空排放的高溫?zé)煔獾挠酂峄厥蘸筮M行利用，大大減少了溫室氣體和酸性氣體的排放。因此本工程具有突出的環(huán)保、節(jié)能效益。

汽輪發(fā)電機組總發(fā)電量4485kW，廠用電量707.7kW，廠用電率14.49%，年運行小時數(shù)8000h，年總發(fā)電量39080MW·h，年總廠用電量5660MW·h，年外供電量24000MW·h，發(fā)電標(biāo)煤耗率350g/kW·h，全年節(jié)約標(biāo)煤量為11696t/a，CO2減排量25498t/a，SO2減排量793t/a，NOx減排量為384t/a，燃料煙塵減排量為112t/a。

1.4 投資估算及經(jīng)濟評價

1.4.1 投資估算

建設(shè)項目總投資6437萬元，其中固定資產(chǎn)投資6390萬元，流動資產(chǎn)投資為47萬元。

1.4.2 企業(yè)經(jīng)濟效益評估

根據(jù)財務(wù)分析，在考慮資金的時間價值的情況下，利用燃機尾氣的熱量進行發(fā)電后所得的利潤，約6年后可以回收投資。在基準(zhǔn)收益率為8%、運行期為20年的情況下，本項目的財務(wù)凈現(xiàn)值為6392.42萬元，項目投資財務(wù)內(nèi)部收益率為23.75%，因此，可見該項目經(jīng)濟效益指標(biāo)滿足行業(yè)要求，經(jīng)濟效益較好，具有較強的盈利能力和清償能力，項目在經(jīng)濟上是可行的。

2 結(jié)論與建議

2.1 結(jié)論

（1）潿洲終端燃機煙氣余熱發(fā)電工程符合國家能源綜合利用的技術(shù)政策。

（2）本項目的燃機余熱發(fā)電系統(tǒng)工藝先進、可靠，可以實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的余熱發(fā)電。

（3）采用成熟穩(wěn)定、實用可靠的煙氣余熱回收發(fā)電技術(shù)和工藝流程及設(shè)備，最大程度地提高能量利用率。

（4）本工程建設(shè)總投資6437萬元，其中固定資產(chǎn)投資6390萬元，電廠發(fā)電容量為4.885MW。

（5）本工程項目投資財務(wù)內(nèi)部收益率為23.75%，財務(wù)凈現(xiàn)值（Ic=8%）為6392.42萬元，投資回收期5.91年，具有良好的經(jīng)濟效益。

2.2 建議

從上述分析可以看出，余熱回收利用項目不但可以創(chuàng)造巨大的環(huán)保效益，同時可以創(chuàng)造可觀的節(jié)能效益和經(jīng)濟效益，本方案在不影響燃機運行的前提下，實現(xiàn)了一舉多得的收益，確實是應(yīng)該大力提倡的節(jié)能環(huán)保項目。

參考文獻

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