兰炭煤气发电技术探究

兰炭煤气是清洁的民用燃料和工业燃料，近些年来在陕西省榆林市的金属镁生产过程中，均采用中温兰炭煤气作为加热燃料，并获得良好的效果。

兰炭煤气用于发电有三种方式，分别为蒸汽机发电、燃气轮机发电和内燃机发电。

（1）兰炭煤气用于蒸汽机发电，是将兰炭煤气作为蒸汽锅炉燃料燃烧，产生高压蒸汽，蒸汽进入汽轮机驱动发电机发电（图5-2）。此技术成熟、运行可靠、单机效率高，是我国焦化企业采用最多的发电技术。蒸汽发电机组由锅炉、凝汽式汽轮机和发电机组成。

图5-2　蒸汽机发电流程

目前在榆林市生产兰炭的企业，已广泛应用中温兰炭煤气进行蒸汽机发电，如一座年产60×104 t兰炭的工厂，利用剩余的煤气约6.0×104 Nm3／h，可配套2×15 MW发电机组。将低温兰炭煤气用作发电燃料，在实际生产中1.5 m3兰炭煤气可发电1 kW·h。

（2）燃气-蒸汽联合循环发电是将燃气轮机和蒸汽轮机组合起来的一种发电方式。燃气轮机的叶轮式压缩机从外部吸收空气，压缩后送入燃烧室，同时气体燃料喷入燃烧室与高温压缩空气混合，在定压下进行燃烧，燃料的化学能在燃气轮机的燃烧器中通过燃烧转化为烟气的热能，高温烟气在燃气轮机中做功，带动燃气轮机发电机组转子转动，使烟气的热能部分转化为推动燃气轮机发电机组转动的机械能，燃气轮机发电机组转动的部分机械能通过带动发电机磁场在发电机静子中旋转转化为电能。做功后的中温烟气在余热锅炉中与水进行热交换将其热能转化为蒸汽的热能，蒸汽膨胀做功，将热能转换为机械能，汽轮机带动发电机，将机械能转化为电能，再经配电装置由输电线路送出（图5-3）。(www.xing528.com)

该技术具有效率高、投资小、占地少、回收周期短的特点，同时它还具有启动迅速、运行稳定、故障率低、维修工作量小、结构简单、灵活方便、自动化程度高、燃料适应范围广等特点。

图5-3　燃气-蒸汽联合循环发电系统示意图

榆林神木孙家岔焦化工业园区内，某兰炭生产厂将兰炭煤气用于燃气-蒸汽联合循环发电的设计方案见表5-2。

表5-2　项目基本构成