海上平臺煙氣余熱利用分析與工藝優化

張雨 賀相軍

作者簡介：張雨（1993-），工程師，從事海洋石油平臺設計和建造工作，zy165416@163.com。

引用本文：張雨，賀相軍.海上平臺煙氣余熱利用分析與工藝優化[J].化工機械，2024，51（3）：470-476.

DOI：10.20031/j.cnki.0254?6094.202403020

摘 要 依托南海某在建鉆采平臺，從工藝原理、工藝流程、有機工質的選擇、安全性、能源節約及降低二氧化碳排放等方面進行分析，論證有機朗肯循環（Organic Rankine Cycle，ORC）技術在海上平臺應用的可行性。根據能量梯級利用原則，設計一套優化的煙氣-導熱油-熱用戶系統，利用透平廢熱實現ORC發電、生產系統加熱及溴化鋰制冷的熱電冷聯產系統。

關鍵詞 海洋平臺 有機朗肯循環 余熱回收 有機工質 能量梯級利用

中圖分類號 TE53?? 文獻標志碼 A?? 文章編號 0254?6094（2024）03?0470?07

Analysis and Optimization of Flue Gas Waste Heat

Utilization on Offshore Platform

ZHANG Yu， HE Xiang?jun

（Offshore Oil Engineering Co.， Ltd.）

Abstract?? Basing on a drilling platform under construction in the South China Sea， the feasibility of applying Rganic Rankine Cycle （ORC） technology in the offshore platform was discussed from the process principle， process flow， organic working medium selection， safety， energy saving and reduction of carbon dioxide emission. According to the principle of energy cascade utilization， a set of optimized flue gas?heat transfer oil?heat user system was designed to establish a turbine waste heat?based cogeneration system which boasting of ORC power generation， production system heating and lithium bromide refrigeration.

Key words??? offshore platform， ORC， waste heat recovery， organic working medium， energy cascade utilization

以海洋平臺為代表的離岸能量系統通常使用燃氣輪機作為供電設備，天然氣在燃氣透平電站燃燒后得到高溫煙氣，其能量只有30%被用于發電，剩余的70%能量隨透平煙氣排放，形成中高溫（200～600 ℃）余熱資源[1，2]，具有排放量大、持續穩定、利用價值高的特點，對其有效且低成本地利用是降低能耗、提高能效、削減溫室效應的重要手段[3，4]。

對于高溫余熱，通常通過換熱裝置轉化為供熱裝置的熱源，但國內海上平臺余熱回收過程中煙氣利用方式[火][用]損失較大，僅用于加熱生產水和原油，排煙溫度較高，生產過程中產生的大量廢熱未被充分、有效回收利用就直接排放至環境中。余熱發電技術有助于減少化石能源消耗、緩解大氣污染物排放，在工業余熱和新型能源的開發利用中具有廣闊的應用前景[5]。……