油母頁巖氣體綜合利用技術研究

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

油母頁巖氣體綜合利用技術研究

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

摘要：油母頁巖氣發電機組根據油母頁巖氣體特點，應用雙碟閥電控混合器、TEM全電子管理系統等技術，合理、安全的利用油頁巖干餾過程中產生的可燃放散尾氣，并通過燃氣內燃發電機組發電，實現油母頁巖氣利用的重大突破。

關鍵詞：油母頁巖氣;燃氣機組;發電技術;余熱利用;氣體脫硫

1　引言

在油頁巖綜合利用過程中產生約15000m3/h的低熱值油母頁巖氣體，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，更對周圍空氣環境造成較大污染。為解決該問題，龍福公司通過建設24臺500KW/H的油母頁巖氣發電機組充分利用可燃性放散尾氣，充分發揮廢氣余熱的最大效益，實現了資源綜合利用。

2　內燃機燃用油母頁巖氣的可行性

油母頁巖氣體內含有的CH4、CO、CnHm、H2共占到34.4%左右，其熱值為1400kcаl/m3，完全可以作為內燃機燃料。

3　油母頁巖氣發電技術

3.1油母頁巖氣機組原理。

油母頁巖氣機組利用12V190柴油機組為基礎，它將原來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巖氣體點燃做功，從而使發動機驅動發電機運轉的目的。

3.2油母頁巖氣發電技術

（1）雙碟閥電控混合器技術。電控混合器的空氣通道與空氣濾清器連接，燃氣通道與燃氣進氣管線連接。空氣通道與燃氣通道各設一碟門，碟門在步進電機的驅動下轉動，從而改變進入混合器的空氣和燃氣的量；（2）電子調速系統。電子調速系統是發動機的指揮系統，根據安裝在齒圈的轉速傳感器信號，通過速度控制器、轉速微調電位器調整執行器開度，實現對發動機的怠速/額定轉速、負載及負載調速率的控制；（3）TEM電子管理系統。該系統由工業控制計算機、智能采集模塊、步進電機控制器、步進電機驅動器、傳感器、控制軟件組成。該系統通過采集發動機、發電機工作過程中的運行參數，分析、計算、手動或自動調節電控混合器燃氣、空氣碟門的開度，控制混合氣體的濃度，從而實現對燃氣發動機組的控制。

3.3安全技術管理措施

（1）電控方面。發電機組擁有完善的安全措施，通過TEM電子管理系統分別對機組每個缸的缸、排溫、潤滑系統、冷卻系統、轉速、功率、電壓、電流、功率因數、頻率等進行自動采集、顯示，實現了對發電機組的超速、油壓低、油溫高、水溫高、缸溫高、排溫高等保護。

（2）燃氣方面。發電機組供氣管路中安裝有絲網過濾器、阻火器、燃氣電動碟閥等安裝保護裝置。

3.4主要操作程序及注意事項

3.4.1主要操作程序

（1）啟動。將控制屏上各個開關置于正確位置，通過TEM電子管理系統調整燃氣、空氣碟門開度，先手搖機油泵泵油，后啟用電動預供油泵泵油，直至機油壓力表指示為0.1MΡа以上，打開燃氣電動蝶閥，啟動機組。

（2）運轉。待機組預熱過程完成后，使機組在額定狀態下運行。待水溫、油溫達到標準溫度——40℃以上，再觀察機組各儀表指示是否正常，若機組各儀表指示正常，則并網發電。

（3）停機。停機過程需要兩個副職司機，其中一名按照逆時針方向緩慢調節“轉速微調”旋鈕，同時調整“電壓整定”旋鈕，保證功率因數在0.8左右；另一名則及時逐一關閉燃氣碟門、降低轉速，待機組功率降至40kW左右時，迅速按下“分閘”按鈕，機組運行將回轉至額定轉速，運行幾分鐘后，再將轉換開關置于“怠速”位置，保證機組的使用壽命。

3.4.2主意事項

（1）副職司機要調整好空燃比，防止燃氣燃燒不充分造成排煙管燒毀事故；

（2）機組運行中，油壓逐漸減低時，應及時檢查機油高度、機油調壓閥，檢查呼吸器是否打藍煙，檢查機油濾芯、離心率有無金屬粉末，防止出現拉瓦、捅機體等重大惡性事故；

（3）當機組一側出現排溫異常時，依次檢查空氣進氣壓力、節氣門同步性、燃氣進氣壓力，及時調整機組工況，保證機組正常、高效運行；

（4）按要求及時調整氣門間隙，檢查氣門凸頭有無斷裂，檢查氣門挺桿有無磨損，發現異常及時更換；

（5）當機組出現單缸運行、排溫異常時，及時停機，檢查并排除是否為機械故障，防止事故進一步擴大。

4　余熱資源回收利用

4.1尾氣余熱一次利用

由于油母頁巖氣發電的燃料利用率只有40%左右，年產蒸汽量3萬噸，除了用于產工藝用汽、冬季采暖外，充分發揮瓦斯熱值的最大效益，實現了資源綜合利用，符合國家“十一五”資源綜合利用指導意見的相關要求。

4.2尾氣余熱二次利用

經過余熱鍋爐的尾氣溫度高達350-400攝氏度，通過空氣熱換器將空氣加熱，加熱后的空氣溫度高達150-200攝氏度，利用加熱后的空氣將半焦皮帶等潮熱場所進行加熱烘干，保證了設備的安全運行。

5　氣體脫硫

燃氣脫硫：將煉油廠產生的油母頁巖氣體經三次精處理后，再經羅茨風機加壓進入ΡDS濕法脫硫系統，脫除氣體中的硫化氫；再進入活性炭過濾罐，對氣體中殘存的脫硫液進行過濾后進入儲氣柜穩壓；經穩壓后氣體再進入最后一級管道旋流板捕霧器和電捕焦油器進行進一步精處理，此時氣體質量完全達到機組要求，進入機組進行發電。

6　技術成果及效益分析

6.1實現了資源綜合利用，具有較高的經濟效益和社會效益

節能是我國經濟和社會發展的一項長遠戰略方針，而充分利用油母頁巖氣體資源進行發電和生產蒸汽則是一種主要發展方向，更加符合能源的梯級利用原則。

6.2節能減排效益明顯，具有良好的環保效益

油母頁巖氣體綜合利用的實施，不僅能降低企業生產成本和生產能耗，對原來廢棄的余熱資源加以回收利用，更能有效地節約能源，減少環境污染，提升企業綜合競爭力，提高生產效率，改善工作環境，減輕勞動強度，減少污染物的排放，具有良好的環保效益。

7　結語

我國油頁巖資源豐富，用途也廣泛，不僅可以提煉燃料油，而且可以利用其產生的燃氣進行發電，具有良好的利用價值。

參考文獻：

[1]李建華,曹祖賓.世界各國油頁巖的組成及綜合利用[J].遼寧化工,2007(02).

[2]游君君,葉松青,劉招君,王云喆.油頁巖的綜合開發與利用[J].世界地質,2004(03).