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燃氣發(fā)動機廢氣余熱的回收利用

文檔作者：陳鍵材謝作旺郭景芳蔣晶晶張麗萍文檔來源： 1．冀東油田油氣集輸公司；2．冀東油田質(zhì)量安全環(huán)保處		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年05月12日
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環(huán)保·安呈／Envoironment Protection·Security
燃氣發(fā)動機廢氣余熱的回收利用
陳鍵材’ 謝作旺 郭景芳 蔣晶晶 張麗萍
(1．冀東油田油氣集輸公司；2．冀東油田質(zhì)量安全環(huán)保處)
摘要 針對目前的燃氣發(fā)動機廢氣余熱回收再利用問題，冀東油田油氣處理廠對燃氣發(fā)動
機余熱回收利用技術(shù)進行了研究，分析比較了幾種主要的余熱回收應(yīng)用方式，根據(jù)實際情況選
出比較經(jīng)濟實用的回收方式， 對燃氣發(fā)動機廢氣余熱回收利用的經(jīng)濟性和實用性進行探討。通
過實踐應(yīng)用，對燃氣發(fā)動機廢氣余熱進行回收利用可收到顯著的經(jīng)濟效益，達到了節(jié)能減排的
目的。
關(guān)鍵詞燃氣發(fā)動機廢氣余熱回收節(jié)能
D0l：10．3969／{．i ssr1．2095—1493．2013．002．017
近年來，隨著對經(jīng)濟效益、能源利用和環(huán)境保
護認識的進一步加深，天然氣作為清潔能源被普遍
利用，燃氣發(fā)動機在各行業(yè)的使用量也大幅增加；
然而，燃氣發(fā)動機排放的廢氣余熱幾乎和有用功率
相當，這是一個巨大的能源浪費。據(jù)資料顯示， 占
燃氣發(fā)動機燃料近55％熱值的廢氣余熱和冷卻水余
熱資源基本上被白白浪費掉。目前，隨著國內(nèi)能源
供應(yīng)日益緊張，節(jié)能降耗、提高能源利用率越來越
被重視，廢氣余熱回收利用是一種必然趨勢。
1 發(fā)動機廢氣余熱回收利用技術(shù)及應(yīng)用
燃氣發(fā)動機廢氣余熱回收利用技術(shù)是通過余熱
回收設(shè)備將發(fā)動機尾氣所含的熱量進行回收，將其
變?yōu)榭捎媚茉矗瑢崿F(xiàn)變廢為寶的一種手段，是提高
能源利用率、降低生產(chǎn)成本、保護環(huán)境最直接、經(jīng)
濟的渠道之一。雖然我國對廢氣余熱回收技術(shù)的研
究起步相對較晚，但國內(nèi)也已經(jīng)有相當多的企業(yè)機
構(gòu)進行了廢氣余熱回收設(shè)備的研發(fā)，很多已在能
源、化工等領(lǐng)域進行了實踐應(yīng)用。
目前，發(fā)動機廢氣余熱回收利用技術(shù)主要有以
下幾種應(yīng)用：
1)通過廢氣渦輪將能量輸出，從而提供動
力。主要是通過渦輪來帶動其他設(shè)備，從而實現(xiàn)能
量的轉(zhuǎn)移。應(yīng)用較多的是通過增壓渦輪對發(fā)動機的
進氣進行增壓，借助廢氣中的一部分能量來提高發(fā)
動機的進氣壓力， 以改善發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟
第一作者簡介：陳鍵材，2007年畢業(yè)于西安石油大學(xué)，從事設(shè)備管
理工作，E--mail：cjc一09@126．eom，地址：河北省唐山市唐?？h冀
東油田油氣集輸公司，063200。
性，同時減少廢氣熱量的排放。目前，該技術(shù)在工
業(yè)用活塞發(fā)動機以及在汽車上都已經(jīng)得到了應(yīng)用。
2)利用發(fā)動機廢氣余熱進行發(fā)電。一種方法
是利用廢氣余熱將水加熱成為高溫高壓蒸汽推動汽
輪機做功，帶動發(fā)電機發(fā)電；另一種方法是利用溫
差發(fā)電技術(shù)進行發(fā)電。溫差發(fā)電是利用兩種連接起
來的導(dǎo)電體或半導(dǎo)體的塞貝克效應(yīng)(Seebeck
Effect)，將熱能轉(zhuǎn)換成電能的一種技術(shù)。溫差發(fā)電
技術(shù)利用率較低，其能量轉(zhuǎn)換效率低，所用熱電轉(zhuǎn)
換材料昂貴，成本極高。對內(nèi)燃機電站廢氣進行溫
差發(fā)電的研究表明，對于一個10 MW的機組，排氣
溫度為370 c(=，煙氣流量60 000 m ／h，采用溫差發(fā)
電扣除掉維持系統(tǒng)自身運行的冷卻水泵消耗功率后
可以得到160 kW 的功率，轉(zhuǎn)換效率為3．88％ 。溫
差發(fā)電技術(shù)在國外有廣泛的研究，國內(nèi)研究不多，
技術(shù)應(yīng)用不夠成熟，主要應(yīng)用于航天、軍事和遠洋
探索等領(lǐng)域。
3)利用發(fā)動機廢氣余熱制冷。主要有吸收式
制冷和吸附式制冷兩種：吸收式制冷是利用廢氣余
熱作為完成制冷循環(huán)的動力；吸附式制冷是利用某
些物質(zhì)在一定溫度、壓力下能吸附某種氣體或水蒸
氣，在另一種溫度及壓力下又能把它釋放出來的特
性來實現(xiàn)制冷。相比之下，吸收式制冷的熱利用率
相對較高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高；吸附式制冷結(jié)構(gòu)
簡單，造價低，但熱利用率相對較低。
4)對發(fā)動機廢氣余熱進行回收，為其他介質(zhì)
獲取所需熱源，主要是通過換熱設(shè)備將廢氣的余熱
轉(zhuǎn)換成其他介質(zhì)所需要的熱量，如目前利用率較高
的獲取蒸汽、熱水等， 以供生活用熱水、采暖等，
2nl 3年第己期石油石化節(jié)能I 49
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