促進能源高效利用 煙氣余熱利用獲新突破
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】海上油氣電站是海上油氣開發(fā)平臺地重要設(shè)施，承擔(dān)著為整個平臺提供電力的重要任務(wù)，被譽為海上平臺的“心臟”。然而，這個“心臟”卻存在著一些小問題。由于，其工作原理是通過燃燒油氣等燃料產(chǎn)生電能，再通過電網(wǎng)系統(tǒng)分配給平臺上的各個用電單元，確保平臺生產(chǎn)、生活活動的順利進行。因此，整個過程中會排放大量地高溫?zé)煔?溫度可以達到500攝氏度)。一方面，這些煙氣中還存在著一大部分能量沒有被利用到；另一方面這些煙氣是整個開發(fā)平臺主要的碳排放源之一，不處理好會對環(huán)境產(chǎn)生壓力。因此，如何處理并運用這些高溫?zé)煔猓蔀槠脚_發(fā)展中地一個重要難題。
而解決這一問題地關(guān)鍵便是海上高溫?zé)煔庥酂岚l(fā)電裝置。這是一種利用電站運行產(chǎn)生的高溫?zé)煔庥酂嶙鳛闊嵩吹哪茉蠢迷O(shè)備。其基本的工作原理是回收高溫?zé)煔猓缓髮⑵渲械臒崮苻D(zhuǎn)化為電能，從而提升能源的利用率，實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。
不過這一裝置的開發(fā)并不算容易。一方面，由于海上平臺空間有限，且對設(shè)備的重量有嚴格要求，因此裝置需要高度集成化和輕量化，這一定程度上還增加了提升裝置發(fā)電功率的難度；另一方面，海上環(huán)境復(fù)雜多變，對設(shè)備的安全性和可靠性也有更高的要求。
而就在最近，我國交付了全球首套5兆瓦級海上高溫?zé)煔庥酂岚l(fā)電裝置，標(biāo)志著我國海上油氣電站在煙氣余熱利用方面再次收獲巨大突破。
據(jù)悉，該裝置由中國船舶集團有限公司第七一一研究所聯(lián)合中國海洋石油集團有限公司設(shè)計研制。裝置采用了有機朗肯循環(huán)(ORC)發(fā)電技術(shù)回收高溫?zé)煔庥酂徇M行發(fā)電。
根據(jù)科技日報采訪報道的內(nèi)容，整個工作流程是“先利用導(dǎo)熱油回收高溫?zé)煔鉄崃浚缓蟾邷貙?dǎo)熱油進入ORC發(fā)電裝置，把液態(tài)環(huán)戊烷有機工質(zhì)加熱成氣態(tài)。接著，環(huán)戊烷氣體膨脹驅(qū)動透平膨脹機轉(zhuǎn)動，進而帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)發(fā)電。”簡單來說，ORC扮演的就是“搬運工”的角色，循環(huán)運輸熱能，將低品位的熱能轉(zhuǎn)換成高品位的電能或機械能。而之所以采用環(huán)戊烷，則是因為其具備更好的熱穩(wěn)定性與高效熱轉(zhuǎn)換能力，能夠更有效的回收500℃的高溫?zé)煔?常用有機工質(zhì)只能應(yīng)對250℃以內(nèi)的低溫余熱)。
根據(jù)測試結(jié)果顯示，加裝高溫?zé)煔庥酂岚l(fā)電裝置后，電站的余熱綜合利用效率從30%—35%提升至60%—70%，預(yù)計投用后每年能夠提供0.4億千瓦時的發(fā)電量，約等于3萬戶家庭的年用電量。與此同時，投用后，20年預(yù)計可節(jié)省天然氣消耗約3億立方米，平均每年預(yù)計能減少碳排放量4萬噸。
值得一提的是，吸取海上油氣電站高溫?zé)煔庥酂岚l(fā)電裝置的開發(fā)經(jīng)驗，研究團隊下一步還將推進燃氣動力船用高溫?zé)煔庥酂岚l(fā)電裝置的開發(fā)，相信隨著研究的進一步推進，“雙碳”目標(biāo)將離我們越來越近。
本文資料來源：科技日報
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