沼气综合利用

/沼气发电综合利用分析胜动集团二ＯO五年内容提要：一、ﻩ企业简介二、ﻩ沼气发电应用的相关技术三、ﻩ沼气发电利用的综合效益分析四、ﻩ企业利用沼气发电开展情况第一部分企业简介胜动集团是由原胜利石油管理局所属二级单位动力机械厂改制的股份制企业，企业占地面积４0万平方米,现有员工２100人，具有专科以上学历的专业技术人员5００多人。集团包括一个下设五个主要生产厂的母公司,四个控股子公司和两个相对控股子公司.胜动集团胜动集团母公司：胜利油田胜利动力机械有限公司母公司：胜利油田胜利动力机械有限公司东营胜动电站安装有限公司东营安能发电有限公司东营胜动燃气发电设计咨询有限公司东营胜动电站安装有限公司东营安能发电有限公司东营胜动燃气发电设计咨询有限公司胜利油田胜通机械有限责任公司控股公司东营胜动机械有限责任公司山东奥星燃气综合利用有限公司相对控股子公司东营胜动机械有限责任公司山东奥星燃气综合利用有限公司相对控股子公司公司主要业务有两部分:一是燃气发电机、柴油机制造，现在已形成年５0万千瓦的生产能力;二是燃气发电业务,现在已经达到装机容量15万千瓦、年发电10亿度的规模。燃气发电机已销往全国29个省市地区的天然气、煤气、瓦斯气、焦化尾气、沼气发电市场。公司拥有冷、热加工配套的设备及先进工艺，拥有国内先进的加工中心、数控机床、热处理设备、内燃机检测试验系统等精大稀设备,主要生产检测设备700多台。年生产经营总值８亿元。公司拥有多项专有技术和专利，其中燃气机领域共有九项专利,包括两项发明专利。质量方针:视用户需求为最高质量准则经营理念:为用户创造最佳效益使命宗旨：为后代留住蓝天为国家节约能源为股东提供回报为员工创造幸福200４年5月１6日至2８日,中国工程院“发展燃气机充分利用我国燃气能源的研究”咨询考察团,先后对胜动集团所属燃气电站、济南、安徽祁东、上海、湖北武汉、贵州六盘水、陕西西安、北京高碑店等燃气电站进行了考察，院士们对燃气发电给予了高度评价.认为:燃气发电节能、环保、安全、利国利民,前景十分广阔；目前排空可燃气体的利用率极低，绝大多数都排空浪费，非常可惜，并且污染环境、不利安全生产。把燃气发电的事情办好,就是创新，就是对企业、国家和社会的最大贡献。咨询考察报告和院士建议书已报国务院.2０0５年1月1日，周士宁、张铁岗院士在会见温家宝总理时特别介绍了我公司燃气机产品开发和燃气发电情况、做法，以及在废气综合利用方面所做的开创性工作和取得的成效.国家认可燃气发电，鼓励并推广燃气发电创造应有的社会和经济效益.燃气发电将进入一个更广阔的新阶段。200５年1月２２日,根据国家发改委安排,在北京召开了“可燃气体回收节约潜力与回收利用技术推广研讨会"。会议的主题是：贯彻落实国家中长期节能规划，加快沼气、焦炉煤气、煤矿瓦斯等各种排空气体的回收，实现节能环保双重目标，国家发改委等有关部委领导、中国工程院等研究机构的有关院士、专家参加会议。我们集团作了燃气发电机市场应用现状及发展前景的主题报告。会议一致认为，燃气发电是排空可燃气体资源综合利用的最有效的途径，燃气发电大有可为.同时建议国家应尽快对可再生资源的综合利用进行立法,在政策和法律上鼓励并支持燃气发电。集团公司的主导产品燃气机，自２００３年下半年以来一直处于供不应求的可喜局面，燃气发电的市场领域和规模持续扩大。到目前，这种局面继续保持强劲的上扬势头.截至去年底，已签订燃气机供货合同5亿元.根据市场需要，急需要迅速扩大生产规模，公司已在东营市经济开发区内征地２000亩,规划建设胜动工业园区。投资4亿元建设年产1000台（50万ｋＷ)、产值１０亿元的燃气发电机组制造新厂区.第二部分沼气发电应用的相关技术沼气的热值约为20~25MJ/ｍ3,1m3沼气的热值相当于０。8kg标准煤。沼气发电是能源综合利用的有效途径之一,同时燃气发电机组所产生的余热可以带动余热锅炉为工业或生活提供热水或蒸汽,也可以带动溴化锂机组用来制冷，组成热电冷三联供系统，使得能源利用率达到８０％,为缓解国内区域性能源紧张将发挥着重要的补充作用。沼气发电技术应用主要形式第一种是利用锅炉＋蒸汽轮机发电第二种是燃气轮机＋蒸汽轮机发电第三种是利用燃气内燃机发电燃气内燃机发电优势：单位千瓦建站投资少,２50０—3500元/kW；投资回报率高：45％－80%；运行成本低:0.1-0.１２元/kW·h。燃气内燃机机组配套设备简单，电站可移动性强。机组单机功率范围:4ｋW～2000kW，可以单台工作,也可多台并网,建站灵活.电站自耗电少,不超过发电量的2％。燃气内燃机采用热电冷联供,机组热效率可达８0％.对沼气气源条件要求较低。胜动集团沼气发电机组的技术特点胜动集团于2000年开始研制以沼气为燃料的内燃机发电设备。目前，该设备已经推向市场,并已形成1０5、190、240、280四大系列10多种机型产品。沼气发电机组较天然气、瓦斯发电机组研制滞后，因此利用了企业多项成熟、可靠的技术，使产品保持一定的技术先进性和可靠性。（一)应用于沼气发电机组的先进技术1.发明专利－电控燃气混合器技术电控技术是采用电子控制技术，通过闭环自动调节混合气空燃比，电控混合技术显著提高了机组对燃气浓度、压力及成份变化的适应能力。2．沼气发电机组预混合增压技术预混合增压技术是将燃气(沼气）与空气按一定比例混合后进入增压器进行增压冷却,使发动机能发出更大的功率.该技术的突出优势时，燃气压力要求较低，可以直接满足用户的气源要求，在2～３ｋPa就能工作，不需额外再上压缩机。3.实用新型专利－新概念预燃室技术采用新概念预燃技术可以放大点火能量，实现多点点火，提高混合气燃烧速度。沼气在气缸内充分燃烧，提高了热效率。此预燃技术与传统预燃技术有质的区别,属于低容积预燃室，废气排出更加容易,发动机的热负荷也得到有效降低。功率也相应的提高了1０％,使发动机的性价比更具有优势。这种预燃室应用于沼气发电机组后使机组热负荷显著降低.４。数字点火技术—国内领先技术数字式点火技术是由电控单元根据不同类型的燃气机，或燃气机的不同工况,从软件上调整点火能量和点火时间。此点火系统尤其适合多缸机型，可分别调整每个缸的点火能量和点火时间，使每个气缸都能在最佳状态工作,发挥机器的最佳性能.5．全电子控制，自动化程度高发电机组配有TEM系统，对发电机组所有运行参数实行计算机监控，安装了基于ＧPRS的远程控制系统，可实现远程监控。6．沼气发电机组具有高可靠性沼气发电机组采用的机械基础件，与我国目前铁路机车动力和石油钻井柴油机相同，均是经过了几十年长期考验的成熟机型.发电机组沼气控制部分采用美国进口的零部件和我公司专利技术产品，采用美国WOOＤWARD电子调速器和西门子技术生产的发电机。总之,集团公司产品具有领先的技术，能为用户提供性能优良、质量可靠、使用方便的沼气发电机组。（二）沼气发电机组技术特点1.发电效率高热效率在32～40%左右，可采用热、电、冷联供，效率可达80%以上。2.对沼气气源条件要求低我公司产品已成功解决高含氢(含量60％以下）焦炉煤气发电应用、低热值（900kｃal以上)高炉煤气发电应用，低压力（300mmＨ２Ｏ)与成份变化的瓦斯发电应用等系列技术难点，经上百个电站运行证明技术可行。沼气气源无论压力还是成份都与瓦斯气气源相近,但比瓦斯气更稳定，完全可以满足沼气发电应用需要。３．使用功率范围宽可以单台机组运行或多台机组并机、并网运行，建站灵活。４。技术先进，性能稳定沼气机组采用多项专利技术和专有技术,该技术都是成型技术。5。结构紧凑，重量轻,体积小，安装运输方便。6。机组操作方便，启动停车迅速，维护简单。７.建站周期短(2000kW的电站只需40天就可建成发电),见效快.8。安全可靠机组具有发动机保护和电力保护等多种保护措施。9。配套灵活按照冷却方式分类主要有两种结构型式：一是开式机组。机组特点：环境适应能力强，可以通过改变外循环水量调节环境对机组的影响。该方式比较适合于多机群运行。二是闭式机组。机组特点:电站的可移动性强，安装辅助设施相对少。该方式比较适合于单机运行或水资源紧张的机群运行。三、余热利用－热电冷联供利用燃气内燃机机组发电,燃料能量的33％左右转化为电能，其他约有32％随尾气排出，２５%被发动机冷却水带走，通过机身散发等其它约占1０%左右.在西方发达国家,热电冷三联供的应用十分普及，发电机组的余热80％以上被有效利用。发电排烟高温水低温水其它合计33％3２％１９％6%10%１０0％热电冷三联供中央空调系统原理：在热电冷三联供系统中，余热利用综合热效率达8０％左右。除发电部分外，其余能量的利用效率预计情况如下:当发电效率３3％左右时,排烟余热的能量为燃料的32%左右，冷却水占25％左右，其它10%左右.按排烟利用效率７0％，冷却水利用95%时计算机组总效率：33％+3２％×0.7+25％×0．9＝7９。15％四、我公司两种主要沼气发电机组介绍(一）５00GF1-RZ型沼气发电机组经济技术指标机组由Ｚ1２Ｖ1９0ZL沼气发动机与西门子技术生产的发电机配套组成，发动机采用增压中冷、电子调速(美国WＯODWARD公司的电子调速器）、ECU控制系统。该机组应用我公司具有自主知识产权的电控混合技术、先混合后增压技术、新概念预燃室技术和数字点火技术.机组技术参数：机组型号：5０0ＧF1-RZ沼气发动机型号：Ｚ12V190ZL额定功率:500kW额定转速：100０r/min额定电压：400Ｖ额定频率:50Hz额定功率因数：0.8(滞后）沼气热耗率:11MＪ/(kW·h）机油消耗率:≤１.５ｇ/（kＷ·h)外形尺寸（l×ｂ×ｈ）：5０40×1970×2６9０mm机组总质量:12０00kg冷却方式:强制水冷润滑方式:压力和飞溅润滑起动方式：２４Ｖ直流电起动（二)1200GＦ1－RZ沼气发电机组经济技术指标机组由Z12V240ZL沼气发动机与应用西门子技术生产的发电机配套组成，该机组应用我公司具有自主知识产权的电控混合技术、先混合后增压技术、新概念预燃室技术和数字点火技术。机组配有TEM系统,具有计算机即时显示、控制、打印和记忆机组运行参数功能,并且安装了基于GPRＳ的远程控制系统，可实现远距离无线实时监控，在办公室就可以随时了解机组运行情况。机组技术参数:机组型号:1200GF1－RZ沼气发动机型号：Z12Ｖ240ＺＬ额定功率：1２00kW额定转速：100０r/ｍin额定电压:４00V额定频率:50Ｈz额定功率因数：0。８（滞后）沼气热耗率：10．5MJ/（kＷ·h）机油消耗率:≤2。0g/(kW·ｈ）外形尺寸（l×b×h）：630０×２２00×328０mｍ机组总质量：25000kg冷却方式：强制水冷润滑方式：压力和飞溅润滑第三部分综合效益分析一、沼气发电的效益沼气发电具有创效、节能、安全和环保等综合效益.沼气发电是一项利国利民的工作,它在一定程度上改善能源结构，缓解区域性电力短缺,提高企业生产效益.沼气经过燃烧发电以后，不但降低了直接排放给环境带来的污染,而且也消除了直接排放带来的安全隐患。以５台50０GF—RＺ机组为例,经济效益分析：(一）投资：约76７。５万元（二）年运行费用：约１３9.35万元(三)经济效益分析：年发电量：45０kＷ×24h×320×5=1728万ｋＷ·ｈ年效益：电费按0。36元/kW·h计算每年可节约资金1728万kW·h×0。36元/ｋＷ·h＝622万元投资回收期：7６７．5万元÷（62２—139.３5）万元＝1.6年余热效益:如做热电联供，用发动机排气余热制蒸汽，需要增加投资４０万元，可得蒸汽2万吨，每吨蒸汽按50元计,蒸汽收入：１０0万元。二、可利用的沼气资源1。城市污水处理产生的沼气当污水处理厂采用污泥消化技术时,污泥消化产生的沼气可以用来发电,一立方米的污泥（含水率约9６%）可产生１０立方米左右的沼气,可发15ｋW·h以上的电量，余热还可以用来加热污泥，总的能量利用率达到70%以上，可补充城市污水处理厂2０～40％的电耗和节省相当大的一部分煤耗，有很好的效益，对降低城市污水处理的运行成本将起到较重要的作用。全国城市污水处理情况：年度变化1９９１199６2000２01０污水排放总量（亿吨/年）２９935340２5１４污水平均增长率(%)３．３3．32。5污水处理率（％）2.55.６204０污水厂投资（亿元）3５５４90污水厂数量（座）351３4187数百座2．垃圾填埋气－沼气城市生活垃圾来自于千家万户，一吨垃圾全部发酵后，经研究表明它所产生的填埋沼气量约为100m3~200m3,而每立方米沼气能够发电1．5ｋW·h，这就是说,每一吨生活垃圾实际上可以给我们提供150kＷ·h～200kＷ·h的电能。中国城市每年产生上亿吨的生活垃圾，如果将其发酵产生的沼气都转换成电能，可发电１50～200亿ｋW·h，如做冷热电联产,效益更大。３.酒厂与柠檬酸厂沼气全国年产酒精约４00万吨，每生产一吨酒精可产生沼气300ｍ3，可发电４５0kＷ·ｈ，产生０.3MP蒸汽0.5吨。发电总量：18亿ｋW·h，蒸汽:200万吨。全国年产柠檬酸70万吨,每生产一吨柠檬酸产沼气20０ｍ3,可发电３00kＷ·h，产生０。3MP蒸汽0。35吨.发电总量为:２.１亿kW·h，蒸汽:２４．５吨。4．其它可利用的沼气资源（农村沼气）.第四部分利用沼气发电开展情况1、我公司沼气发电机组销售业绩沼气发电是我们集团去年新开发的一个市场，机组投放市场后，综合效益十分显著，市场迅速打开。目前公司沼气发电机组已销往北京、上海、江苏、山东、辽宁等全国十多个省市近50台，建设电站１0余座。利用胜动集团公司的沼气机组发电,各种沼气资源都能得到有效开发利用,沼气发电市场逐渐扩大。2、销售服务体系我公司设有5０人的销售服务队伍，负责与用户的沟通联