燃气发动机余热回收改造及分析

燃气发动机余热回收改造及分析

李志

杭州华电能源工程有限公司 浙江 杭州 310030

摘要：近年来，我国科技发展日新月异，为各领域事业的改革与创新提供了强大的动力，使我国各领域事业不断改善传统的发展面貌，迎来了新的发展契机，同时也为我国内燃机设备的电气自动化发展提供了有利的保障，其中内燃机设备电气自动化改造及维护备受人们关注。内燃机作为社会发展不可或缺的一项机械设备，对人们的生产生活具有重要的意义和深远的影响，同时也为国家的经济发展发挥着潜在的作用，但是内燃机设备在长期运行中必然会出现各种问题，如果不能及时对其进行改造与维护必将造成巨大的损失，因此，在社会主义现代化建设的新时期，加强内燃机设备电气自动化改造及维护势在必行。

关键词：燃气发动机；余热回收；改造

引言

在煤层气开发利用领域，燃气发动机作为驱动压缩机运转的原动机，使用范围广泛。发动机燃烧燃气做功时，仅有约一半的能量是有效功率，另外大部分能量随着发动机排放高温烟气白白散失掉。因此，对发动机高温烟气余热进行回收利用，可以提高能源利用率，实现节能降耗，具有极大的发展前景。

1内燃机设备电气自动化改造及维护的意义

随着我国经济社会的不断发展，社会需求日益增高，人们的生活水平及生活质量也得到了显著的提升，对各方面的要求也越来越高，因此，人们对机电设备的性能也就提出了更高的要求，内燃机是促进我国工业发展的重要支柱，在新时期的发展中，只有加强对内燃机设备电气自动化的改造及维护才能从根本上优化内燃机设备的整体性能，保障内燃机设备的高效运行，提升内燃机设备使用的安全系数，降低内燃机设备的损耗及能源消耗，延长内燃机设备的使用寿命，从而全面提升企业的生产效率，加快我我国生产建设的全面发展，更好地推动我国的经济建设。

2改造原因

李庄首站站内共有3台燃气发动机驱动型压缩机。燃气发动机采用美国卡特彼勒G3606型发动机，每小时消耗燃气为300Nm3，发动机废气通过消音器后直接排入大气中，出口烟气温度高达350~500℃，热量白白散失掉，造成极大的浪费。另一方面，为确保生活热水供应和冬季供暖，需要开启一台锅炉。锅炉夏季供应热水需要每天45Nm3的燃气，冬季供暖情况下每天需要400~450Nm3的燃气。为此，决定对首站发动机烟气的余热进行回收，回收的热量直接供生活热水和冬季的供暖。这样不仅节省燃料消耗，还减少了污染排放。

3改造方案选择与实施

3.1前期准备

定义了中小型电力载体试验方法第二部分(GB/ T1477. 2-2017)的试验要求，热脉冲模式，建立了热冲击试验建设的开关方案，了解了实验装置的全部功能。整个系统中机械、液压、气动和电气系统之间的相应协调关系，例如运动顺序、运动条件和机械组件的链条件。列示所有信号元件和输出元件选取PLC模型，以指定系统输入元件的模型数目(例如。b .温度传感器、液位传感器、接近开关等。)和原始元件(例如。b .继电器、触点、电磁阀、报警指示灯、指示灯等。)并设置I/o点数以选择PLC型号。绘制阶梯、指定I/o点标识、设计外部PLC布线图和电气阶梯。编写可编程程序控制(PLC)并调试仿真。编写人机接口程序(HMI)并与SPS共同调试。准备重组所需的元件，并为下一步做好准备。

3.2流程设计

该站有3台机器组，计划重组2台，以便在修理该组时可以使用1合1备用电源，确保不间断的热水供应。在发动机烟雾探测器的前面插入额外的热增益，在计数器两侧安装阀门，设计计数器的副管路，并在副管路上安装阀门。调节温度传感器，打开反馈阀，当罐温度达到设定值时关闭反馈阀，并确保系统安全运行。

3.3热冲击系统基础知识

1)在石油公司(全速)的最大机械位置安装接近开关，以识别试验标准中的条件。2)对于热循环(标准例1)，电磁阀1和3打开，电磁阀2和4关闭，加热水箱热水循环进入驱动系统，水循环温度迅速上升，电机温度根据试验标准的要求下降到90° C以上。3)冷循环条件(电磁阀2和4在2处缺省打开，电磁阀1和3关闭，冷水引入冰箱进入驱动系统，水温迅速冷却，发动机温度低于试验标准。4)冰箱由冷却水供应7 ~ 10°c的冷水循环。5)加热水箱的热水蒸发逐渐减少，使电磁阀5在重力作用下进行充水和自然水的设计。6)在加热水箱中安装水表，实际上是测量地下水水位高度和监测加热水箱水面以供水的水表。7)加热水箱内安装加热装置，不将发动机水温加热到试验形式以达到标准。8)在加热水箱中安装温度传感器(PLC模拟量)，例如。b .加热水箱的水温超过或接近测试形状，停止加热。如果水温仍然快速上升，电磁阀5将被迫打开冷水，这样热水就不会开始沸腾了。9)在电机输出端的出口处安装温度传感器。

3.4更换节能电机。

将节能电机更换为节能电机，与常规电机相比，节能电机效率提高1-3%，并与高效节能水泵相结合，以提高系统运行效率。符合IEC60034-30国际标准的IEC60034-30，即i3型号的三极电动机效率，其转速由测量输入功率损失分析确定(根据GB/ T1032-2012 11.3中的规定)。选择业界领先的节能现场引擎。

3.5现场调试

安装后，机械工程师必须在

3.6改造后运行情况

燃气发动机余热回收工程共计改造2台机组，改造后，燃气发动机运行平稳。只开1台机组，循环水箱温度维持在65~75℃之间，供暖进水温度为70℃左右，回水温度在55℃左右。另外，原有锅炉房锅炉供水出口加装了手动阀门，作为供暖的备用系统，防止2台机组同时故障时供暖中断。系统电动阀开启温度可以自由调整，对供暖温度进行设置。

结束语

综上所述，随着社会主义现代化建设进程的日益加快，我国各领域面临的发展机遇与挑战也愈加明显，加快改革与创新是实现发展的关键所在。电气自动化技术是现代化社会发展的产物，其对社会发展的重要性也越来越突出，因此，人们必须要拥有与时俱进的发展理念，提高对内燃机设备电气自动化改造与维护的重视，加强对内燃机设备电气自动化改造与维护的探究，及时发现内燃机设备电气自动化中存在的问题，并积极探索出内燃机设备电气自动化改造及维护的有效策略，只有这样，才能使电气自动化技术在内燃机设备中得以安全稳定运行，提升电气自动化技术在内燃机设备中的应用效果。

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