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[企业新闻] 意高加速度丨沼气直燃案例分享

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发表于 2023-10-8 20:47:22 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
沼气直燃案例分享
Direct burning of methane

前言
随着《中华人民共和国环境保护法 》、《中华人民共和国大气污染防治法》等法律法规的实施,近几年各地大力建设垃圾焚烧发电厂进行垃圾处理。在垃圾处理过程中,会产生大量的渗滤液。由于渗滤液含有大量的有机物及微生物,其发酵分解会产生的沼气,不仅会对环境产生污染,而且沼气中含有的甲烷是一种可燃气体,遇到明火可能会引起爆炸,造成严重的人身伤害。

01
沼气处理方案

沼气回渣坑
该方案通过管道将沼气输送至垃圾储坑,再由一次风机将垃圾储坑内的空气抽进焚烧炉处理。这种方式易造成环境污染,而且沼气在泄露的风险,沼气达到爆炸极限遇到明火可能会引起爆炸,因此,存在极大的安全隐患。

沼气发电
该方案可以回收沼气热量,系统复杂,故障率较高,前期投入成本、运营成本高。

火炬燃烧
其主要用途是当燃烧器停运时,进行沼气处理,火炬燃烧其将沼气热量浪费掉,故沼气火炬不常使用。
上述1、3种沼气处理方案在目前垃圾发电厂项目中,应用广泛。
生活垃圾焚烧厂沼气在渗滤液处理系统厌氧过程中产生,主要由CH4、CO2、N2、H2S、CO)组成,还包括一些微量成分,其危害主要是加剧温室效应,发生爆炸和火灾等安全事故。沼气各成分体积分数为CH4 50~70%、CO2 30~45%、H2S <0.5%,其他气体<5%。沼气低位热值为:16100~23300 kJ/Nm3(参考换算热值:20MJ/Nm3),是一种较理想的气体燃料。故目前沼气主流处理方式为沼气入炉燃烧器和沼气直燃燃烧器

沼气入炉燃烧器
该方案可以回收沼气热量,增加入炉热量,且通过燃烧器燃烧,运行稳定、可靠。但沼气燃烧器停运需要投入冷却风。耗电而且增加热损失。

沼气直燃燃烧器
该方案可以回收沼气热量,减少加热一次风蒸汽使用量,且通过燃烧器燃烧,运行稳定、可靠。节省下来的蒸汽可以直接用来发电。

02
项目简介

项目1
益阳市北部片区生活垃圾焚烧发电厂项目,项目总规模为日处理生活垃圾600吨,经研究决定,按300Nm/h进行选型,锅炉单侧布置一台直燃加热空预器。
项目2
益阳市西部片区生活垃圾焚烧发电厂项目,项目总规模为日处理生活垃圾500吨,经研究决定,按200Nm/h进行选型,相应配套1台锅炉1台套沼气直燃空气预热器。

03
沼气直燃工艺流程

1、渗滤液在厌氧罐内发酵分解产生沼气, 经罗茨增压风机系统输送至沼气直燃系统,沼气经过与空气配比进入一次风管道直接燃烧,实现加热一次风,从而实现降低使用蒸汽的目的。
2、沼气直燃系统正常运行时,渗滤液产生的沼气进入沼气直燃系统燃烧;沼气直燃系统待机运行时,沼气进入火炬系统处理;
项目难点
如何在有限空间安装沼气直燃燃烧器
由于本项目的实施前,现场已完成焚烧炉及一次风风管安装建设。导致我司的沼气直燃燃烧器安装环境十分有限,面临施工难度大幅增加。
因此我司充分考虑现场情况,设计出一款结构紧凑、性能稳定的沼气直燃燃烧器。该燃烧器具有体积小、效率高、安全可靠等特点,能够满足现场安装要求。同时,该燃烧器的使用能够降低使用蒸汽量,节约能源,提高经济效益。
在设计过程中,我司技术人员充分考虑燃烧器运行的安全性和稳定性,采取了一系列安全措施,如安装沼气泄漏报警装置、安全切断阀等,确保了沼气直燃系统的安全运行。
由于沼气产量不稳定,冬夏沼气产量差一点大,为满足该工况,我司沼气直燃燃烧器做到超宽负荷调节比,达到1:10。
为了保证沼气直燃燃烧器的安装和使用效果,我司还进行了严格的测试和调试。在测试过程中,对燃烧器的各项性能指标进行了全面检测,如燃烧效率、燃烧稳定、点火成功率等,确保其符合相关标准和要求。
此外,该系统还具有安全、环保、高效、节能等优点,为项目提供了优秀的能源解决方案。

04
沼气直燃经济效益分析

沼气直燃经济效益分析
本项目将一次风从常温20℃加热到220℃,需要沼气流量为1018Nm/h。本项目沼气实际产量为251Nm/h,沼气直燃燃烧器按照额定流量251Nm/h运行,预计可节省2097kg/h主蒸汽。根据1吨主蒸汽可以发200kw·h的电量,预计每小时可多发电419kw·h。
设置沼气直燃系统,按其每年运行时间≥8000h,每年电厂可以多发电335.2万kw·h。按电厂上网电价0.5元/kw·h计算,每年可以为电厂带来167.6万元的经济收益。按垃圾电厂运营年限为30年,沼气直燃系统可为电厂带来5028万的经济收益。

05
项目现场运行情况

经过意高(Eacoon)工程团队在现场施工、安装及调试,该沼气直燃系统已经顺利投入使用。现场测试各项参数满足现场及设计要求。
整套沼气直燃系统以 DCS 系统为主控中心,DCS 电脑画面集中显示直接空气预热器腔室温度、热风温度、沼气阀位、助燃风阀位及各种报警参数,简化现场控制,集中盘面,减少故障点,提高可靠性。
通过自动调节沼气直燃燃烧器的空气与沼气比例,使燃烧器负荷在30%至100%范围内稳定运行。在一定时间段内,通过控制沼气直燃燃烧器的沼气比例,测试其30Nm3/h超低沼气量能稳定运行。
同时,现有运维人员反馈,投入沼气直燃燃烧器后,焚烧炉冷态起炉时,焚烧炉升温至850℃可为项目节省2吨以上的柴油投入,节省1.5万元直接经济。
沼气直燃系统投入运行运行至今,意高(Eacoon)售后服务团队特联系业主方,回访使用效果。业主方对意高产品高度赞扬,并签发了使用及验收证明。
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