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促進(jìn)能源高效利用 煙氣余熱利用獲新突破
2024年09月05日 13:34:15
來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：5580
海上油氣電站是海上油氣開發(fā)平臺(tái)地重要設(shè)施，承擔(dān)著為整個(gè)平臺(tái)提供電力的重要任務(wù)，被譽(yù)為海上平臺(tái)的“心臟”。然而，這個(gè)“心臟”卻存在著一些小問題。由于，其工作原理是通過(guò)燃燒油氣等燃料產(chǎn)生電能，再通過(guò)電網(wǎng)系統(tǒng)分配給平臺(tái)上的各個(gè)用電單元，確保平臺(tái)生產(chǎn)、生活活動(dòng)的順利進(jìn)行。
【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(tái)地重要設(shè)施，承擔(dān)著為整個(gè)平臺(tái)提供電力的重要任務(wù)，被譽(yù)為海上平臺(tái)的“心臟”。然而，這個(gè)“心臟”卻存在著一些小問題。由于，其工作原理是通過(guò)燃燒油氣等燃料產(chǎn)生電能，再通過(guò)電網(wǎng)系統(tǒng)分配給平臺(tái)上的各個(gè)用電單元，確保平臺(tái)生產(chǎn)、生活活動(dòng)的順利進(jìn)行。因此，整個(gè)過(guò)程中會(huì)排放大量地高溫?zé)煔?溫度可以達(dá)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(gè)開發(fā)平臺(tái)主要的碳排放源之一，不處理好會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生壓力。因此，如何處理并運(yùn)用這些高溫?zé)煔?，成為平臺(tái)發(fā)展中地一個(gè)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(yùn)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?，然后將其中的熱能轉(zhuǎn)化為電能，從而提升能源的利用率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。
不過(guò)這一裝置的開發(fā)并不算容易。一方面，由于海上平臺(tái)空間有限，且對(duì)設(shè)備的重量有嚴(yán)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(duì)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(guó)交付了全球首套5兆瓦級(jí)海上高溫?zé)煔庥酂岚l(fā)電裝置，標(biāo)志著我國(guó)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(guó)船舶集團(tuán)有限公司第七一一研究所聯(lián)合中國(guó)海洋石油集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)研制。裝置采用了有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)發(fā)電技術(shù)回收高溫?zé)煔庥酂徇M(jìn)行發(fā)電。
根據(jù)科技日?qǐng)?bào)采訪報(bào)道的內(nèi)容，整個(gè)工作流程是“先利用導(dǎo)熱油回收高溫?zé)煔鉄崃?，然后高溫?dǎo)熱油進(jìn)入ORC發(fā)電裝置，把液態(tài)環(huán)戊烷有機(jī)工質(zhì)加熱成氣態(tài)。接著，環(huán)戊烷氣體膨脹驅(qū)動(dòng)透平膨脹機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電。”簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，ORC扮演的就是“搬運(yùn)工”的角色，循環(huán)運(yùn)輸熱能，將低品位的熱能轉(zhuǎn)換成高品位的電能或機(jī)械能。而之所以采用環(huán)戊烷，則是因?yàn)槠渚邆涓玫臒岱€(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(jī)工質(zhì)只能應(yīng)對(duì)250℃以內(nèi)的低溫余熱)。
根據(jù)測(cè)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(jì)投用后每年能夠提供0.4億千瓦時(shí)的發(fā)電量，約等于3萬(wàn)戶家庭的年用電量。與此同時(shí)，投用后，20年預(yù)計(jì)可節(jié)省天然氣消耗約3億立方米，平均每年預(yù)計(jì)能減少碳排放量4萬(wàn)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(yàn)，研究團(tuán)隊(duì)下一步還將推進(jìn)燃?xì)鈩?dòng)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(jìn)一步推進(jìn)，“雙碳”目標(biāo)將離我們?cè)絹?lái)越近。
本文資料來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)
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