純氫/高氫煉化工尾氣發(fā)電利用
一、高氫煉化尾氣氣體特點
在化工過程產(chǎn)生中會生產(chǎn)大量的可燃尾氣，同樣，采用垃圾處理設(shè)備裂解生活或工業(yè)垃圾時也產(chǎn)生含氫的廢氣，該可燃尾氣的特點：成分復(fù)雜、含氫量高、熱值低、易爆、處理成本高、利用難度大。在沒有選擇合適的應(yīng)用方式時，大部分的企業(yè)很多采用直接排空、火炬燃燒、燒鍋爐方式，這樣就造成了能源浪費，同時企業(yè)可能會受到環(huán)保處罰并要求整改。
針對煉化尾氣氣源，專門研制了利用該氣源的發(fā)電機組。針對燃氣易回火和爆震的特點，采用了全新的進氣方式、排氣方式和空燃比控制方式，進行了全新的設(shè)計并經(jīng)過耐久性試驗。機組從安全性和利 用效率兩方面解決了多年來對此類燃氣利用的難題，廣泛應(yīng)用于焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、蘭炭氣、甲醇馳放氣、化工裂解氣、垃圾氣等各類煉化、垃圾處理等領(lǐng)域，開創(chuàng)了可燃煉化尾氣和垃圾裂解氣利用的新市。
按照尾氣中主要可燃成分區(qū)分，可分為兩種：一種以焦化尾氣、化工馳放氣為代表，其氣體中氫氣含量較高的（含氫氣高于30%直至100%，且其它可燃成分低于氫氣），可選用高氫燃氣機組發(fā)電利用； 一種是氫含量較少（含氫氣低于 30%，且其它可燃成分高于氫氣），可選用低氫燃氣機組發(fā)電利用。
SK500H2、SK600H2、SK700H2 型氫氣機組技術(shù)規(guī)格
| ????額定功率(kW) | 500/600/700 | ||
額定電流(A) | 902/1082/1263 | ||
額定電壓(V) | 400 | ||
額定功率因數(shù)(cosφ) | 0.8（滯后） | ||
額定頻率(Hz) | 50 | ||
燃氣熱耗率 MJ/（kW·h） | 10.3/10/9.8 | ||
機油消耗率 g/（kW·h) | ≤1.0 | ||
發(fā)電效率(%) | 35/36/38 | ||
起動方式 | DC24V 電啟動 | ||
啟動操縱方式 | 手控 | ||
調(diào)壓方式 | 自動調(diào)壓 | ||
調(diào)速方式 | 電子調(diào)速 | ||
勵磁方式 | 無刷勵磁 | ||
相數(shù)與接法 | 三相四線制或三相三線制 | ||
循環(huán)水冷卻方式 | 開式（配熱交換器）/閉式（配臥式多風(fēng)扇水箱） | ||
| 發(fā)動機型號 | SK12V190-HY | SK12V190-2HY | SK12V190-2HY |
| 氣缸數(shù) | 12 | ||
| 氣缸布置方式 | V型60o夾角 | ||
| 缸徑（mm） | 190 | ||
| 行程（mm） | 210 | ||
| 總排量（L） | 71.45 | ||
| 進氣方式 | 廢氣渦輪增壓、進氣中冷 | ||
| 最大扭矩（N·m） | 6207 | ||
| 活塞平均速度（m/s） | 7.0 | ||
| 壓縮比 | 9：1 | ||
| 平均有效壓力（MPa） | 1.09 | ||
| 最高爆發(fā)壓力（MPa） | 8.4 | ||
| 點火提前角（oCA）（根據(jù)可燃氣氣質(zhì)情況現(xiàn)場調(diào)整） | 38±2 | ||
| 標(biāo)定工況下燃氣熱耗率（MJ/（kw·h）） | ≤9.88 | ||
| 氣源壓力（kPa） | 15 | ||
| 標(biāo)定工況下機油消耗率（g/（kw·h）） | ≤0.85 | ||
| 缸蓋后排氣溫度（℃） | ≤550 | ||
| 機油溫度（℃） | ≤90 | ||
| 高溫冷卻出水溫度（℃） | ≤85 | ||
| 主油道機油壓力（kPa） | 400～800 | ||
| 增壓器機油壓力（kPa） | 200～400 | ||
| 發(fā)電機型號 | KF-W4-500-6P | KF-W4-600-6P | KF-W4-700-6P |
| 發(fā)電機類型 | 無刷交流同步發(fā)電機 | ||
| 額定功率(KW/KVA) | 500/600/700 | ||
| 額定電壓(V) | 400 | ||
| 額定頻率(Hz) | 50 | ||
| 額定轉(zhuǎn)速(r/min) | 1000 | ||
| 功率因數(shù) | 0.8 | ||
| 電壓調(diào)整方式 | 自動調(diào)整 | ||
| 電壓調(diào)整率 | ±1% | ||
| 勵磁方式 | 無刷自勵 | ||
| 相數(shù) | 3相4線 | ||
| 接法 | Y | ||
| 絕緣等級 | H | ||
| 防護等級 | IP21 | ||
| 環(huán)境溫度 | 40℃ | ||
| 控制器 | 科邁MRS10NT | ||
| 啟動方式 | 自動/手動/停止 | ||
| 自啟動時間(S) | 5 ～ 60（可調(diào)） | ||
| 顯示的參數(shù) | 油壓、水溫、相電壓、線電壓、相電流、頻率；各相有功、無功功率；總有功、無功功率，總視在功率、功率因數(shù)，同步鐘點指示、歷史運行啟示錄、故障記錄、運行時間等 | ||
| 配置 | 大屏幕LCD帶背包、可選中英文顯示，輕觸按鈕操作；具有實時日歷、時鐘及運行時間累積功能 | ||
| 保險與安全裝備 | 具有過壓、欠壓、過流、超功率低油壓、高水溫、急停、超速、欠停、頻率超限、啟動失敗、自啟動、遠程監(jiān)控等保護功能。 | ||
備注：也可以定制60HZ發(fā)電機組。
三、機組主要技術(shù)特點及安全性保證措施
3.1進氣隔離技術(shù)
采用燃氣和空氣隔離的進氣技術(shù)，空氣經(jīng)增壓器壓氣后進入左、右進氣管，燃氣由各缸燃氣閥獨立供氣。空氣和燃氣在進入發(fā)動機缸內(nèi)混合，在進氣管內(nèi)沒有空氣和燃氣的混合燃氣，防止了進氣管的回火放炮，保證了進氣系統(tǒng)的運行安全。
3.2 純空氣掃氣技術(shù)
采用純空氣對燃燒室掃氣的技術(shù)，避免了未燃燒的混合燃氣進入排氣管，防止排氣管爆燃放炮，保證排氣系統(tǒng)、增壓器的運行安全（在電站運行現(xiàn)場，機組的運行平穩(wěn)性及聲音和天然氣機組一樣）；同時，由于只有空氣而沒有燃氣掃氣，減少了燃氣的損失，提高了燃氣發(fā)電的利用效率。
3.3 自動控制空燃比技術(shù)
自動控制空燃比，確保機組運行在最合理的空燃比范圍，保障機組穩(wěn)定運行，減少人工的干預(yù)，同時提高了發(fā)動機的燃燒做功效率。
3.4 抗爆震技術(shù)
采用大能量點火系統(tǒng)、降低壓縮比、中冷技術(shù)和空燃比控制技術(shù)，抑制了氫氣的爆震。
3.5 機組轉(zhuǎn)速
機型轉(zhuǎn)速為1000r/min，相對于1500r/min 高速機，降低了機械部件運動沖擊，延長了機組的使用壽命，減少了配件消耗，保證了用戶長期運行的效益。
3.6 機組自動化
機組自動化程度高，人工操作和維修強度低，運行成本低。
3.7 電站廠房通風(fēng)設(shè)計及安全性保證
發(fā)電機房安裝軸流風(fēng)機強制通風(fēng)，防止有毒氣體和可燃氣體在機房內(nèi)積聚;發(fā)電機房內(nèi)配置可燃氣體、有毒氣體報警裝置，與機房軸 流風(fēng)機聯(lián)動，報警后觸發(fā)軸流風(fēng)機啟動進行強制通風(fēng)，保證機房內(nèi)可燃氣體、有毒氣體含量不超標(biāo)，滿足安全要求。
氫氣的密度是所有氣源中最低的，遠遠低于空氣，在開放式空間其擴散性非常好，因而，只要通風(fēng)設(shè)計合格，其安全性高于天然氣。
發(fā)動機設(shè)計有特殊的進排氣結(jié)構(gòu)，發(fā)動機汽缸外沒有可燃混合燃氣，由此保證了發(fā)動機的本質(zhì)安全。
四、氣體成分要求
高氫機組氣源要求：在距離機組燃氣進氣調(diào)壓閥或機組配套壓縮機前 1m 內(nèi)：焦?fàn)t煤氣溫度 10℃～40℃；壓力 0.20 MPa 至 0.30MPa,壓力變化速率≤1kPa/min；粉塵粒度≤5μm，粉塵含量≤30mg/Nm3； 總硫含量≤400mg/Nm3，H2S≤200mg/Nm3；總水分含量≤40g/Nm3，無 明顯游離水；NH3≤20mg/Nm3；焦油含量≤20mg/Nm3；苯含量≤4g/Nm3； 萘含量≤100g/Nm3；總鹵素化合物含量≤100mg/Nm3；燃氣中 H2 體積含量≤100%、≥30%，熱值變化率≤5%/min。
五、應(yīng)用案例工程
山東某焦?fàn)t煤氣發(fā)電站，燃氣含氫氣 60%至 75%，電站采用10臺新設(shè)計的 500kW 氫氣發(fā)電機組，替換原有機組，發(fā)電效率提升到32%至 35%，解決了機組回火放炮現(xiàn)象，提高了機組運行的安全性。
六、合作方式
1、設(shè)備銷售（暫不執(zhí)行）
根據(jù)客戶氣源情況與能源需要，提供適應(yīng)氣源特性的發(fā)電機組及周邊設(shè)備，給用提供冷熱電等能源，減少用戶的能源支出，減少有害氣體的排放，為用戶創(chuàng)造價值。也可提供技術(shù)指導(dǎo)、運行維護等服務(wù)。
2、項目投資
由客戶提供氣源，我公司負責(zé)電站設(shè)計、建設(shè)、機組設(shè)備投資和電站運維服務(wù)等。收益可根據(jù)具體投入情況進行合理分配。
3、改造升級
市場上運行的煉化尾氣發(fā)電機組，大多采用老式預(yù)混合進氣方式，存在以下問題：
（1）進氣管充滿空氣和燃氣的混合氣，容易造 成進氣管回火放炮，無法保證進氣系統(tǒng)的運行安全；
（2）采用混合氣掃氣，混合燃氣進入排氣管后，排氣管容易放炮，無法保證排氣系 統(tǒng)、增壓器的運行安全；
（3）由于采用混合燃氣掃氣，一部分燃氣 進入了排氣系統(tǒng)，造成燃氣損失，降低了燃氣發(fā)電的效率，同時造成 排氣溫度過高，降低了排氣管、增壓器的使用壽命。
針對已有電站的老式機組，提供改造方案，提升機組性能，保證機組運行安全。同時，可提供技術(shù)指導(dǎo)、運行維護等服務(wù)。
