大興礦瓦斯發(fā)電余熱供浴池熱水改造項目可行性研究報告

1、1大興礦瓦斯發(fā)電余熱夏季為浴池供熱水方案淺析熱力供暖公司劉純摘要瓦斯發(fā)電是一種清潔能源，如能將瓦斯發(fā)電余熱替代原有燃煤鍋爐為礦井浴池供熱將直接減少現(xiàn)有鍋爐的燃煤量，減少碳排放及粉塵排放。且瓦斯發(fā)電余熱改造投資小，經(jīng)濟效益及社會效益明顯，具有極強的可操作性。從瓦斯發(fā)電余熱的技術(shù)角度、供熱能力角度分析了瓦斯發(fā)電余熱的供熱能力，同時對其經(jīng)濟效益進行深入分析，解決了礦井鍋爐效率低、污染嚴重的問題。關(guān)鍵詞瓦斯發(fā)電余熱鍋爐熱效率排煙系統(tǒng)熱力公司利用

2、大興礦瓦斯發(fā)電余熱，替代原有燃煤鍋爐，為礦井職工洗浴提供熱水，在保證熱水連續(xù)、穩(wěn)定供應的同時，實現(xiàn)節(jié)能減排。1大興礦鍋爐現(xiàn)狀安裝3臺SHL141.2513070AⅡ型熱水鍋爐和2臺SHL101.25AⅡ型蒸汽鍋爐，承擔著大興礦礦區(qū)工業(yè)廠房供暖熱負荷、生活熱水（洗?。嶝摵?、礦井通風熱負荷以及礦井洗衣房烘干負荷。其中：礦區(qū)工業(yè)廠房供暖熱負荷、礦井通風熱負荷為季節(jié)性供暖，只在冬季運行，每年10月中旬至4月中旬，運行約180天；生活熱水（洗浴

3、）熱負荷、礦井洗衣房烘干負荷為連續(xù)行負荷，全年365天連續(xù)運行，不間斷。利用1臺10t蒸汽鍋爐為浴池供應蒸汽，夏季為浴池供應蒸汽時屬于低負荷運行，運行效率僅為50%～60%左右，能源利用率低。每天浴池鍋爐運行需要鍋爐運行工、化驗工等人員每班4人，每天需要人員12人。大興礦有浴池3座，消耗熱水水量約為500m天（42℃），共有水箱2座，其中一個是用來存放80℃熱水，一個是用來存放42℃混合水，總?cè)莘e50m；共有澡池5座，總?cè)莘e172m。每

4、天1:20、9:00、17:30是職工下班時間，為用水高峰期。在高峰時間段時，水箱的水不夠用，需要隨時補水。高峰期之前，職工浴池澡池水放空，在高峰期更換為新水。2項目可行性分析夏季鍋爐運行的效率較低，能源浪費嚴重?，F(xiàn)有燃煤鍋爐夏季為浴池生產(chǎn)熱水時屬于低負荷運行，運行效率僅為50%～60%左右，能源利用率低。如2018年10月份再更新脫硫、除塵、脫硝設施，運行費用將會大幅度提高。為夏季浴池間斷供熱，人力資源浪費嚴重。夏季為浴池供熱司爐、化

5、驗人員每天需要12人，存在嚴重的人力資源浪費問題。3體體積迅速膨脹，進而推動活塞產(chǎn)生運動，并輸出機械能。機械能通過發(fā)電機轉(zhuǎn)換成電能進行輸出。機組運行過程中，分析認為有兩部分熱量可供收集使用，即：機組由于運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量和瓦斯氣在氣缸內(nèi)爆燃后產(chǎn)生的尾氣。其中尾氣排放的熱量較大、溫度較高，其相關(guān)排煙系統(tǒng)。另外，機組因為運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量，為維持機組安全穩(wěn)定運行，需要被強制冷卻，其相關(guān)冷卻系統(tǒng)。排煙系統(tǒng)：參與氣缸內(nèi)爆燃的瓦斯氣體的有效成分是甲烷氣體

6、，發(fā)生燃燒化學變化后，氣體成分發(fā)生變化，主要由一氧化碳、二氧化碳、氮氣和水組成。瓦斯在空氣中燃燒的化學式如下：（完全燃燒）2222248282NCOOHNOCH????????燃燒（不完全燃燒）2222412241232NCOOHNOCH????????燃燒在氣缸內(nèi)發(fā)生爆燃的瓦斯氣體，完成“做功”沖程后經(jīng)“排氣”沖程后依次進入排氣管、排煙管道、熱管蒸發(fā)器、消音器后對空排放。排煙管道設計口徑為DN300。在實際運行中，排煙溫度為500～6

7、00℃。熱管蒸發(fā)器就是將廢棄尾氣所攜帶的熱量通過與介質(zhì)換熱進行余熱利用的設備。在熱管蒸發(fā)器內(nèi)，攜帶大量熱量的煙氣與翅片結(jié)構(gòu)的熱管接觸，進行熱量交換。被交換的熱量在與水發(fā)生熱交換，產(chǎn)生蒸汽。產(chǎn)生的蒸汽通過管道輸送進入冷水池，給冷水加熱，并完成冷水加熱的整個過程。4.2發(fā)電機組尾氣余熱量計算發(fā)電機組按80%效率運行；燃氣與空氣的混合比例為1:12；1m3純天然氣發(fā)3kWh電；則排煙流量為：70080%3（112）＝2427（Nm3h）平均煙

8、氣密度按1.2kgm計算，則每小時排煙質(zhì)量m為：2427m3h1.2kgm3＝2912（kgh）煙道氣體比熱容詳見表1。此時煙道氣體的成分CO13%、H2O11%、N276%，在150℃～530℃的平均比熱容按1.121KJkg℃取值，計算得每小時可利用排煙余熱熱量為1.24106kJ。表1不同溫度煙氣比熱統(tǒng)計表定壓比熱容（kcalkg.℃）煙道氣體空氣100℃0.2550.241200℃0.2620.245300℃0.2680.250