滕　林，陳　燕，高　超（山東省龍福油頁(yè)巖綜合利用有限公司,山東　煙臺(tái)　265700）

油母頁(yè)巖氣體綜合利用技術(shù)研究

滕林，陳燕，高超
（山東省龍福油頁(yè)巖綜合利用有限公司,山東煙臺(tái)265700）

摘要：油母頁(yè)巖氣發(fā)電機(jī)組根據(jù)油母頁(yè)巖氣體特點(diǎn)，應(yīng)用雙碟閥電控混合器、TEM全電子管理系統(tǒng)等技術(shù)，合理、安全的利用油頁(yè)巖干餾過(guò)程中產(chǎn)生的可燃放散尾氣，并通過(guò)燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組發(fā)電，實(shí)現(xiàn)油母頁(yè)巖氣利用的重大突破。

關(guān)鍵詞：油母頁(yè)巖氣;燃?xì)鈾C(jī)組;發(fā)電技術(shù);余熱利用;氣體脫硫

1　引言

在油頁(yè)巖綜合利用過(guò)程中產(chǎn)生約15000m3/h的低熱值油母頁(yè)巖氣體，該部分氣體原處理方式為直接燃燒后排空，該種處理方式不僅造成資源浪費(fèi)，更對(duì)周?chē)諝猸h(huán)境造成較大污染。為解決該問(wèn)題，龍福公司通過(guò)建設(shè)24臺(tái)500KW/H的油母頁(yè)巖氣發(fā)電機(jī)組充分利用可燃性放散尾氣，充分發(fā)揮廢氣余熱的最大效益，實(shí)現(xiàn)了資源綜合利用。

2　內(nèi)燃機(jī)燃用油母頁(yè)巖氣的可行性

油母頁(yè)巖氣體內(nèi)含有的CH4、CO、CnHm、H2共占到34.4%左右，其熱值為1400kcаl/m3，完全可以作為內(nèi)燃機(jī)燃料。

3　油母頁(yè)巖氣發(fā)電技術(shù)

3.1油母頁(yè)巖氣機(jī)組原理。

油母頁(yè)巖氣機(jī)組利用12V190柴油機(jī)組為基礎(chǔ)，它將原來(lái)的利用柴油泵和噴油嘴將柴油霧化后壓燃改為利用火花塞將油母頁(yè)巖氣體點(diǎn)燃做功，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。

3.2油母頁(yè)巖氣發(fā)電技術(shù)

（1）雙碟閥電控混合器技術(shù)。電控混合器的空氣通道與空氣濾清器連接，燃?xì)馔ǖ琅c燃?xì)膺M(jìn)氣管線連接?？諝馔ǖ琅c燃?xì)馔ǖ栏髟O(shè)一碟門(mén)，碟門(mén)在步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變進(jìn)入混合器的空氣和燃?xì)獾牧?；?）電子調(diào)速系統(tǒng)。電子調(diào)速系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)的指揮系統(tǒng)，根據(jù)安裝在齒圈的轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)，通過(guò)速度控制器、轉(zhuǎn)速微調(diào)電位器調(diào)整執(zhí)行器開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速/額定轉(zhuǎn)速、負(fù)載及負(fù)載調(diào)速率的控制；（3）TEM電子管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、智能采集模塊、步進(jìn)電機(jī)控制器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、傳感器、控制軟件組成。該系統(tǒng)通過(guò)采集發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)工作過(guò)程中的運(yùn)行參數(shù)，分析、計(jì)算、手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié)電控混合器燃?xì)?、空氣碟門(mén)的開(kāi)度，控制混合氣體的濃度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)組的控制。

3.3安全技術(shù)管理措施

（1）電控方面。發(fā)電機(jī)組擁有完善的安全措施，通過(guò)TEM電子管理系統(tǒng)分別對(duì)機(jī)組每個(gè)缸的缸、排溫、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速、功率、電壓、電流、功率因數(shù)、頻率等進(jìn)行自動(dòng)采集、顯示，實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)電機(jī)組的超速、油壓低、油溫高、水溫高、缸溫高、排溫高等保護(hù)。

（2）燃?xì)夥矫?。發(fā)電機(jī)組供氣管路中安裝有絲網(wǎng)過(guò)濾器、阻火器、燃?xì)怆妱?dòng)碟閥等安裝保護(hù)裝置。

3.4主要操作程序及注意事項(xiàng)

3.4.1主要操作程序

（1）啟動(dòng)。將控制屏上各個(gè)開(kāi)關(guān)置于正確位置，通過(guò)TEM電子管理系統(tǒng)調(diào)整燃?xì)?、空氣碟門(mén)開(kāi)度，先手搖機(jī)油泵泵油，后啟用電動(dòng)預(yù)供油泵泵油，直至機(jī)油壓力表指示為0.1MΡа以上，打開(kāi)燃?xì)怆妱?dòng)蝶閥，啟動(dòng)機(jī)組。

（2）運(yùn)轉(zhuǎn)。待機(jī)組預(yù)熱過(guò)程完成后，使機(jī)組在額定狀態(tài)下運(yùn)行。待水溫、油溫達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)溫度——40℃以上，再觀察機(jī)組各儀表指示是否正常，若機(jī)組各儀表指示正常，則并網(wǎng)發(fā)電。

（3）停機(jī)。停機(jī)過(guò)程需要兩個(gè)副職司機(jī)，其中一名按照逆時(shí)針?lè)较蚓徛{(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)速微調(diào)”旋鈕，同時(shí)調(diào)整“電壓整定”旋鈕，保證功率因數(shù)在0.8左右；另一名則及時(shí)逐一關(guān)閉燃?xì)獾T(mén)、降低轉(zhuǎn)速，待機(jī)組功率降至40kW左右時(shí)，迅速按下“分閘”按鈕，機(jī)組運(yùn)行將回轉(zhuǎn)至額定轉(zhuǎn)速，運(yùn)行幾分鐘后，再將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于“怠速”位置，保證機(jī)組的使用壽命。

3.4.2主意事項(xiàng)

（1）副職司機(jī)要調(diào)整好空燃比，防止燃?xì)馊紵怀浞衷斐膳艧煿軣龤鹿剩?/p>

（2）機(jī)組運(yùn)行中，油壓逐漸減低時(shí)，應(yīng)及時(shí)檢查機(jī)油高度、機(jī)油調(diào)壓閥，檢查呼吸器是否打藍(lán)煙，檢查機(jī)油濾芯、離心率有無(wú)金屬粉末，防止出現(xiàn)拉瓦、捅機(jī)體等重大惡性事故；

（3）當(dāng)機(jī)組一側(cè)出現(xiàn)排溫異常時(shí)，依次檢查空氣進(jìn)氣壓力、節(jié)氣門(mén)同步性、燃?xì)膺M(jìn)氣壓力，及時(shí)調(diào)整機(jī)組工況，保證機(jī)組正常、高效運(yùn)行；

（4）按要求及時(shí)調(diào)整氣門(mén)間隙，檢查氣門(mén)凸頭有無(wú)斷裂，檢查氣門(mén)挺桿有無(wú)磨損，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)更換；

（5）當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)單缸運(yùn)行、排溫異常時(shí)，及時(shí)停機(jī)，檢查并排除是否為機(jī)械故障，防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大。

4　余熱資源回收利用

4.1尾氣余熱一次利用

由于油母頁(yè)巖氣發(fā)電的燃料利用率只有40%左右，年產(chǎn)蒸汽量3萬(wàn)噸，除了用于產(chǎn)工藝用汽、冬季采暖外，充分發(fā)揮瓦斯熱值的最大效益，實(shí)現(xiàn)了資源綜合利用，符合國(guó)家“十一五”資源綜合利用指導(dǎo)意見(jiàn)的相關(guān)要求。

4.2尾氣余熱二次利用

經(jīng)過(guò)余熱鍋爐的尾氣溫度高達(dá)350-400攝氏度，通過(guò)空氣熱換器將空氣加熱，加熱后的空氣溫度高達(dá)150-200攝氏度，利用加熱后的空氣將半焦皮帶等潮熱場(chǎng)所進(jìn)行加熱烘干，保證了設(shè)備的安全運(yùn)行。

5　氣體脫硫

燃?xì)饷摿颍簩捰蛷S產(chǎn)生的油母頁(yè)巖氣體經(jīng)三次精處理后，再經(jīng)羅茨風(fēng)機(jī)加壓進(jìn)入ΡDS濕法脫硫系統(tǒng)，脫除氣體中的硫化氫；再進(jìn)入活性炭過(guò)濾罐，對(duì)氣體中殘存的脫硫液進(jìn)行過(guò)濾后進(jìn)入儲(chǔ)氣柜穩(wěn)壓；經(jīng)穩(wěn)壓后氣體再進(jìn)入最后一級(jí)管道旋流板捕霧器和電捕焦油器進(jìn)行進(jìn)一步精處理，此時(shí)氣體質(zhì)量完全達(dá)到機(jī)組要求，進(jìn)入機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。

6　技術(shù)成果及效益分析

6.1實(shí)現(xiàn)了資源綜合利用，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

節(jié)能是我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針，而充分利用油母頁(yè)巖氣體資源進(jìn)行發(fā)電和生產(chǎn)蒸汽則是一種主要發(fā)展方向，更加符合能源的梯級(jí)利用原則。

6.2節(jié)能減排效益明顯，具有良好的環(huán)保效益

油母頁(yè)巖氣體綜合利用的實(shí)施，不僅能降低企業(yè)生產(chǎn)成本和生產(chǎn)能耗，對(duì)原來(lái)廢棄的余熱資源加以回收利用，更能有效地節(jié)約能源，減少環(huán)境污染，提升企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力，提高生產(chǎn)效率，改善工作環(huán)境，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，減少污染物的排放，具有良好的環(huán)保效益。

7　結(jié)語(yǔ)

我國(guó)油頁(yè)巖資源豐富，用途也廣泛，不僅可以提煉燃料油，而且可以利用其產(chǎn)生的燃?xì)膺M(jìn)行發(fā)電，具有良好的利用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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