燃气式增压机烟气加热三甘醇脱水再生工艺研究

燃气式增压机烟气余热的合理利用有助于降低天然气集输站场能耗。通过现场实测典型增压脱水站内燃气式增压机的烟气参数,评估其烟气余热利用潜力,提出利用增压机烟气加热再生三甘醇的节能改造方案。建立HYSYS模型,分析改造方案的适应性。采用现金流量法,评价改造方案的经济性。研究结果表明:①燃气式增压机烟气火用值为重沸器所需热负荷的11倍,可为三甘醇富液再生提供足够热量;②重沸器温度和三甘醇循环量的变化对增压机烟气利用率的影响较小,在不同运行工况下,改造方案均具有良好的适应性;③改造方案投资回收期随增压脱水站处理规模的增大而缩短,当站场处理规模大于169×10⁴ m³/d时,静动态投资回收期可控制在1年以内,在节能减排的同时可获得显著经济效益。研究成果为气田增压脱水站的节能改造提供了一种新的思路。      

燃气发电机烟气和缸套水余热综合利用的研究与应用

我国油气站点,尤其是无网电的边远站点,为消除伴生气的排放,实现伴生气的利用,对于天然气发电的使用愈发广泛。根据测试发电燃气只有33%的热量用来发电,约有42%的热量通过高温烟气排空,燃气发电机产生的高温烟气和缸套水如何高效回收利用,满足节能、安全、环保的要求已成为相关领域关注的重点。华北油田分公司第四采油厂永清气处理站有2台1 200 kW燃气发电机组,发电功率约为800～900 kW。该站由燃气蒸汽锅炉提供热能满足生产和生活用热,动力采用济柴2台1 200 kW天然气发电机并网发电,发电机烟气和缸套水的热量未回收,热损失大。烟气和缸套水余热回收工艺和镍基钎焊热管余热锅炉在永清站的现场应用,可将燃气热效率提高到70%,替代或降低燃气锅炉的负荷。结果表明燃气发电机烟气和缸套水的余热回收综合利用,2022年1季度减少燃气使用30×10⁴m³,创效约60万元。取得了良好的经济效益。     

压缩机烟气余热回收技术在集气站伴热系统中的应用

苏里格气田是典型的"三低"气田,集气站生产工艺以压缩机增压后进行天然气外输,压缩机排烟温度为370～400℃时,直接排放到大气中既造成了大量热源浪费,产生热污染。为提高压缩机烟气余热能源利用率,减少环境污染,结合集气站用热情况,对余热回收工艺技术进行了分析比较,提出了有针对性的余热回收解决方案。根据余热利用项目的运行效果,做出经济效益和社会效益技术分析,并对集气站压缩机的余热回收利用前景进行了展望。     

长输管道烟气余热回收应用前景

燃气轮机烟气的温度一般高达500℃,直接排放到大气中既造成了大量热源浪费,又产生热污染,传统的回收方式利用率较低、经济效益有限。为提高燃驱压缩机能源利用率,减少环境污染,研究了目前燃气轮机烟气利用现状,提出有机朗肯循环余热回收用于发电或作为动力驱动小功率压缩机的方法,实现节约能源、提高能源利用率的目的,分析了其经济效益和社会效益,并对燃驱压气站的余热回收利用前景进行了展望。     

液化天然气冷能回收系统的设计与优化分析

液化天然气(LNG)在气化过程中释放的冷能通常未被有效利用。提出了制冷与发电相结合的LNG冷能回收系统,可以有效地回收LNG冷能。该系统的结构包括两级有机朗肯循环(ORC)、空调(AC)和直接膨胀循环(DEC)。利用HYSYS软件,对系统性能进行了模拟分析,采用遗传算法(GA)对系统中四元混合工质(甲烷、乙烷、丙烷和异丁烷)配比、蒸发压力、冷凝压力和一级膨胀压力进行了优化,随后对优化方案进行了经济性评价。结果表明,两级ORC最佳的四元混合工质配比(质量分数)前级为28.9%、57.3%、5.5%和8.3%,后级为0.4%、20.3%、56.4%和22.9%。优化方案中,系统的净输出功率可达218.28 kW,LNG冷能利用率、热效率和(火用)效率分别为54.69%、20.89%和41.18%。系统具有良好的经济可行性,经济收益可达160.30×10⁴ CNY,设备的总投资成本为1215.91×10⁴ CNY,平均能源成本为0.63 CNY/(kW·h),预计7.59 a内可收回投资成本。     

ORC低温热水发电技术在芳烃项目上的应用

介绍了某炼化公司芳烃项目采用有机朗肯循环(ORC)发电技术,利用现有装置低温余热产生的热水进行发电的情况,并分析了项目节能降耗效果和经济效益。ORC低温热水发电技术的成功应用,为解决炼化企业的低温余热回收问题提供了一个可供选择的解决方案。     

采用复合相变换热器技术回收CFB锅炉烟气余热

采用复合相变换热器（FXH）回收CFB锅炉尾部烟气余热,代替原汽轮机2。低压加热器抽汽加热凝结水,并利用Matlab软件对烟气余热系统进行了热力仿真计算。改造后的运行结果表明,锅炉排烟温度从150～155℃降低至120℃,节省的抽汽可增加发电量175．284×10^4（kW·h）／a,供电标煤耗降低1．323g／（kW·h）,锅炉热效率提高1．85个百分点,改造静态投资回收期约为2．3a;FXH的进口烟气温度不宜超过150℃,所选燃煤的烟气露点温度在108—114℃较适宜。     

芳烃联合装置低温余热综合利用

介绍ORC发电技术现状及其在芳烃联合生产装置上的应用,并对其适用范围、设备构造与选择、工况、介质要求及相关介质数据等作了相应说明。通过对芳烃联合生产装置低温工艺余热回收利用的原状和现状进行对比,可知ORC发电技术在投入使用后5.78 a就可以收回全部投资成本。利用该技术,可以提高能源回收利用率,具有良好的经济效益和社会效益。     

靖边气田喷射器和压缩机组合增压新工艺

中国石油长庆油田公司靖边气田目前采用的压缩机增压工艺存在着高压气井能量利用率低、压缩机长期处于低载荷运行等突出问题。为此,在对靖边气田现有压缩机站运行现状及喷射器应用实践进行分析的基础上,提出了利用喷射器和压缩机进行组合来增压的新模式。喷射增压可以充分利用高压气源的能量,实现低压气井增压,再与压缩机组合应用,可以明显提高增压站的能量利用效率。采用数值仿真技术对喷射器和压缩机组合应用模式进行了模拟计算,结果表明,该组合应用模式可以实现3个方面的应用效果：①对高压气井节流浪费的部分能量进行利用,可提升能量利用效率;②进一步降低被引射的低压井井口压力,可提高低压气井的最终采收率;③可减少压缩机低载荷运行时间,延长压缩机使用寿命,降低压缩机维护成本。结论认为,该工艺在气田增压稳产的中后期具有良好的经济效益和广阔应用前景。     

新疆油田天然气压缩机余热利用技术研究与应用

新疆油田天然气压缩机以天然气为燃料压缩天然气增压外输,当机组排烟温度为370~400℃时,烟气余热未经回收利用,使排烟损失较大;同时缸体冷却水余热通过风冷器直接排放,造成压缩机组综合热能利用率低。结合处理站用热情况,对余热回收工艺技术进行了分析比较,提出了有针对性的余热回收解决方案。采用余热锅炉回收高温烟气余热,产生的蒸汽用于原油掺热;采用烟气冷凝器回收低温烟气余热用来加热锅炉补水;采用水-水换热器替代风冷器回收缸体冷却水余热,最大限度地回收压缩机余热;并根据余热利用项目的运行效果,做出经济技术分析。     

含硫烟气余热智能相变回收系统性能实验研究

为掌握含硫烟气余热智能相变回收系统的运行特性,设计并搭建了性能测试实验台,测试了烟气热负荷率、LiBr溶液质量浓度和循环泵频率等参数对系统运行特性的影响.结果表明:系统热回收系数随烟气热负荷率的增大呈线性增长;系统火用效率随烟气热负荷率的增大而减小,但火用效率较小,仅约为0.15～0.20,表明该系统不适用于做功,而适...     

发电厂烟气开采天然气水合物过程能效模拟

利用发电厂烟道气(以下简称烟气,主要成分为CO_2与N_2)开采天然气水合物(以下简称水合物)是一种安全、环保的方法,但目前对于该开采方法的能耗及能效情况仍缺乏深入的研究。为此,建立了一种烟气开采水合物的流程:烟气通过增压注入到水合物储层,储层中的水合物一部分发生热分解,另一部分与烟气置换得到CH_4-CO_2-N_2混合气,再经膜组件分离除去N_2得到提浓后的CH_4-CO_2混合气,最后将CH_4-CO_2混合气输送至原发电厂发电。进而采用Aspen Plus软件对这一过程进行了模拟,分析了不同注入压力下烟气置换过程的采注比、置换采出CH_4的比例以及整个过程的能耗与能效。结果表明:(1)烟气开采水合物过程的主要能耗在增压注入阶段,注入压力的增加会导致增压阶段与膜分离阶段的能耗相应增加,但在一定程度上也可提高压力能回收率;(2)注入压力在5~16 MPa条件下,烟气置换过程的采注比为0.03~0.26,置换采出CH_4的比例为19.9%~56.2%,烟气开采水合物全过程的单位能耗为2.15~1.05(k W·h)/kgCH_4,能源投入回报值(EROI)介于7.2~14.7。结论认为:在5~10 MPa范围内增加注入压力可有效地提高烟气开采水合物过程的能效。     

天然气净化厂余压发电项目温室气体减排潜力研究

目的 以西南油气田公司天然气净化总厂引进分厂的天然气余压发电项目为例,分析了天然气余压发电项目减少温室气体排放的潜力。方法 利用温室气体国家核证自愿减排量(CCER)方法学CMS-025-V01废能(废气/废热/废压)回收利用,分析天然气余压发电不同工况下的温室气体排放量。结果 利用天然气余压发电,预计最高每年发电量为418.73×10⁴ kW·h,最高每年温室气体减排量为2 393 t。结论 天然气净化厂余压发电项目既能对净化厂生产提供电力供应,又能减少能源消耗和温室气体排放。     

催化裂化联合装置节能降耗改进措施

针对某公司催化裂化联合装置（包括140万t/a催化裂化、30万t/a气体分馏、8万t/a甲基叔丁基醚、产品精制等4套装置）存在能耗较大的问题,分析了联合装置能耗情况,并提出节能优化改进措施。结果表明:联合装置能耗主要包括循环水、电、低压蒸汽、中压蒸汽和除盐水;采取装置联合热直供优化（催化柴油直供柴油加氢装置、催化汽油直供汽油加氢装置）、换热流程优化（分馏塔塔顶油气热量利用、分馏塔塔顶循环油热量利用、分馏塔一中段油热量利用）的节能改进措施,该联合装置可节约蒸汽21.5 t/h、循环水126.0 t/h、电214.7 kW·h,经济效益可达2 718.78万元/a,投资回报期为0.6个月。     

基于LNG气化分段模型的低温动力循环火用分析

构建LNG低温朗肯循环发电系统是冷能利用的主要方式之一。为了提高LNG冷能回收效率,根据LNG气化特性,笔者提出了冷能的分段利用模型,并采用火用分析的方法对低温朗肯循环各环节的火用损失进行了分析,得出如下结论：①LNG气化曲线存在较为明显的分段规律,为建立高效的冷能发电循环提供了基础;②LNG低温朗肯循环发电系统的火用损失主要集中在换热设备当中,因而系统的优化重点应放在对于换热设备尤其是冷凝器的优化上,减少平均换热温差能有效降低换热器的传热不可逆损失;③对LNG按不同温度段进行回收利用,构建梯级循环发电系统,能有效减小循环冷火用损失,提高LNG冷能回收效率。根据LNG气化特性构建的梯级循环流程较单极循环流程而言,总的冷火用损失显著减少,冷火用利用效率提高了16.2%。     

油气田在用燃气轮机系统的热力学分析及改进建议

目前油气田在用的燃气轮机系统实际运行指标（热效率及火用效率）与设计数值相差很大，使燃气轮机系统的性能未能得到充分发挥，达不到预期的经济效益，限制了燃气轮机在油气田的进一步推广。为此，对油气田在用燃气轮机的运行特性进行分析，其主要问题是余热锅炉运行时间短、负荷率低。根据燃气轮机热电联产系统特点，给出了热力学分析（能量平衡分析和火用分析）方法、评价准则及计算公式。利用实测运行参数，对一油气田在用燃气轮机系统进行了运行工况下的热力学分析。测算分析结果表明，该系统运行效率偏离设计值较远，运行效率较低。在各子系统的能量损失分布中，余热锅炉能损系数最大；火用损分布中，燃烧室火用损系数最大，其次为余热锅炉，表明燃气轮机的燃烧室和余热锅炉为系统能量利用的薄弱环节，为重点改造对象。建议扩大集中供热范围、采用余热发电和循环蒸气回注等提高运行效率的措施。     

基于闪蒸循环的冷热电联供系统的热力学及(火用)分析

为对不同温度区间的低温余热及LNG冷能实现梯级利用并回收CO₂,提出了一种基于闪蒸循环的冷热电联供系统。对该系统设备及循环模块的热力性能、(火用)经济与(火用)环境进行了分析。结果表明,闪蒸循环中蒸发压力为4.5 MPa、蒸发温度为115°C、一级膨胀压力为800 kPa、分离器进口干度值为0.2时,该联供系统性能最佳,其净输出功、热效率、(火用)效率、LNG冷(火用)效率和CO₂捕集量分别为488.27 kW、61.290%、68.050%、69.530%和853.78 kW。此外,换热器与有机朗肯循环模块具有进一步降低成本与环境影响的潜力。     

炼油厂低温热发电与第二类吸收式热泵技术的应用评价

介绍了低温热发电技术和第二类吸收式热泵技术的基本原理与应用案例,包括低温热有机朗肯循环发电,第二类吸收式热泵制取低压蒸汽、供暖热水。基于热效率和火用效率的分析评价表明,提升低温热的能级是两类技术的共性特征,这两类技术的热效率均偏低。从热效率和火用效率角度分析,第二类吸收式热泵技术优于低温热发电技术;从产品能源能级角度分析,低温热发电技术优于第二类吸收式热泵技术。当低温热供给温度高于110℃时,推荐低温热发电技术;低温热供给温度高于110℃、且全厂低压蒸汽不足时,推荐第二类吸收式热泵产低压蒸汽技术;低温余热资源供给温度高于110℃、且存在冬季供暖工况,或存在大量低温热阱时,推荐第二类吸收式热泵制取热媒水技术。