瓦斯发电厂生产工艺流程培训讲义.docx

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瓦斯发电厂生产工艺流程培训讲义

兰花大宁瓦斯发电厂

1、工艺流程

常规电厂

1、电能产生的过程

生物能（植物化石）—热能—蒸汽内能—机械能—电能

2、燃料：

煤粉/煤矸石；工作介质：

水蒸汽

主要设备：

球磨机/破碎机、锅炉、汽轮机、发电机、并网设备、保护设备、控制设备。

3、锅炉：

锅炉是由锅和炉两部分组成。

4、锅：

指汽包、水冷壁（管子）、联箱/集箱等设备组成；

5、炉：

就是炉膛（燃烧的地方）

6、画图简介

7、4、汽轮机:

画图简介

瓦斯发电厂

1、电能产生过程：

生物能—热能—机械能—电能

2、燃料:

瓦斯气/煤层气（CH4）、工作介质：

高温空气

主要设备：

气柜、预处理设备、燃气内燃机、发电机

辅助设备：

余热锅炉、汽轮机、发电机

3、气柜：

分干式气柜和湿式气柜，它们区别就是密封介质不同。

干式气柜的密封介质：

麻绳和油；湿式气柜的密封介质：

水。

4、预处理设备：

除尘设备（过滤器）、除湿设备（冷干机）、增压设备（罗茨风机）

5、内燃机

利用图简介

6、余热锅炉：

利用燃机燃烧后的尾气，产生过热蒸汽，推动汽轮机旋转，汽轮机再带动发电机转子旋转，定子切割磁力线产生电能。

画预热锅炉简图

7、全厂工艺流程：

二、预处理

设备工作原理及工艺流程

预处理设备组成及作用

设备组成

补液泵、冷却水箱、循环水泵、制冷机组、初级过滤器（50微米）、换热器、罗茨风机、精密过滤器（1微米）、阻火器、瓦斯储气罐。

1、补液泵：

为换热机组的冷却循环水进行补水。

2、冷却水箱：

冷却循环水进行补水的临时存储容器。

3、循环泵：

保持换热机组用冷却循环水不间断的进行循环吸热。

4、冷却机组：

冷却换热机组的循环水。

5、过滤器：

过滤瓦斯气中的粉尘等杂质。

6、换热机组：

冷却瓦斯气。

7、阻火器：

防止回火。

8、储气罐：

启稳压作用。

压缩机对制冷剂进行加压，制冷剂的温度和压力同时升高，然后经过冷却水或者风扇对高温高压的制冷剂进行冷却，使其液化。

液化后的高压制冷剂经过节流阀后，在蒸发器内迅速汽化，汽化过程要吸收大量热量，而将循环水冷却。

然后制冷剂再回到压缩机，重复上一循环。

罗茨风机工作原理

罗茨风机为容积式风机，输送的风量与转速成正比，三叶型叶轮每转动一次由两个叶轮进行3次吸、排气，与两叶型相比，气体脉动较小，负荷变化较小，机械强度高，噪音低，振动也小。

在两根平行的轴上设有两个叶轮，叶轮与椭圆型机箱内孔面及各叶轮三者之间始终保持微小的间隙，

由于叶轮互为反方向匀速旋转，使箱体与叶轮包围着的一定量的气体由吸入侧输送的排出一侧。

按工作原理风机分：

容积式风机和离心式风机。

容积式风机：

通过改变流体的体积来输送流体。

离心式风机：

是利用惯性离心力来输送流体。

预处理相关介绍

1、在厂区南侧瓦斯抽放站内已建有2座储气柜，一座湿式，一座干式，用来储存煤层气；它们的容量都是1.5万立方米，一个气柜的瓦斯气够全厂燃机工作一个小时。

2、目前从储气柜出来的煤层气参数如下：

CH450.56%O28.87%

N240.37%CO20.2%

相对湿度≥100%含尘量<30mg/Nm3

温度常温压力1.62-3.23kPa低热值18027.37kJ/Nm3

随着矿井煤层的不断开采，煤层气CH4浓度会有所下降。

发电机组所需的煤层气总量为18640Nm3/h（CH4＝40%），考虑到损耗及负荷波动等因素，预处理系统的额定处理能力为18640×1.25=23300Nm3/h（CH4＝40%）。

结合燃机资料及矿井开采过程中煤层气的实际抽放情况，预处理系统的最大处理能力为24856×1.25=31070Nm3/h（CH4＝30%）,

最小处理能力为14912×1.25=18640Nm3/h（CH4＝50%）。

储气柜出口隔断阀之后煤层气压力约为1.62-3.23kPa，在预处理系统进口处压力约为0.62～2.23kPa。

根据燃机厂家提供的资料，经过预处理后的煤层气应能满足以下条件：

压力：

14～32kPa（压力最大波动率10%）温度：

5～45℃

湿度：

<80%

杂质:

<10μm

三、燃气内燃机

设备及相关系统介绍

内燃机工作原理

1、画图，利用滑块摇臂原理解释。

2、内燃机的四冲程：

☆进气冲程：

由于曲轴的旋转，活塞从上止点（topdeadcenter）向下止点（bottomdeadcenter）运动，这时排气门关闭，进气门打开。

☆压缩冲程：

曲轴继续旋转，活塞从下止点向上止点运动，这时进气门和排气门都关闭，气缸内成为封闭容积，可燃混合气受到压缩，压力和温度不断升高，当活塞到达上止点时压缩行程结束。

做功冲程：

作功冲程包括燃烧过程和膨胀过程，在这一冲程中，进气门和排气门仍然保持关闭。

当活塞位于压缩行程接近上止点（即点火提前角）位置时，火花塞产生电火花点燃可燃混合气，可燃混合气燃烧后放出大量的热使气缸内气体温度和压力急剧升高，高温高压气体膨胀，推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械功，除了用于维持发动机本身继续运转外，其余用于对外作功。

排气冲程：

当作功接近终了时，排气门开启，进气门仍然关闭，靠废气的压力先进行自由排气，活塞到达下止点再向上止点运动时，继续把废气强制排出到大气中去，活塞越过上止点后，排气门关闭，排气行程结束。

观看四冲程动态图F:

\工作\道依茨发动机工作原理.第二版.exe

润滑系统

发动机工作时，各运动零件均以一定的力作用在另一个零件上，并且发生高速的相对运动，有了相对运动，零件表面必然要产生摩擦，加速磨损。

为了减轻磨损，减小摩擦阻力，延长使用寿命，发动机上都必须有润滑系（lubricationsystem）。

1、润滑系统的作用

●清洗作用：

机油在润滑系内不断循环，清洗摩擦表面，带走磨屑和其它异物；

●冷却作用：

机油在润滑系内循环还可带走摩擦产生的热量，起冷却作用；

●密封作用：

在运动零件之间形成油膜，提高它们的密封性，有利于防止漏气或漏油；

●防锈蚀作用：

在零件表面形成油膜，对零件表面起保护作用，防止腐蚀生锈；

●液压作用：

润滑油还可用作液压油，如液压挺柱，起液压作用；

●减震缓冲作用：

在运动零件表面形成油膜，吸收冲击并减小振动，起减震缓冲作用。

2、润滑方式

◆由于发动机各运动零件的工作条件不同，对润滑强度的要求也就不同，因而要相应地采取不同的润滑方式。

常用的润滑方式有下列三种形式：

●压力润滑（fullpressureoiling）:

利用机油泵,将具有一定压力的润滑油源源不断地送往摩擦表面。

例如，曲轴主轴承、连杆轴承及凸轮轴轴承等处承受的载荷及相对运动速度较大，需要以一定压力将机油输送到摩擦面的间隙中，方能形成油膜以保证润滑。

这种润滑方式称为压力润滑。

●飞溅润滑（splashoiling）:

利用发动机工作时运动零件飞溅起来的油滴或油雾来润滑摩擦表面的润滑方式称为飞溅润滑。

这种润滑方式可使裸露在外面承受载荷较轻的气缸壁，相对滑动速度较小的活塞销，以及配气机构的凸轮表面、挺柱等得到润滑。

●定期润滑：

发动机辅助系统中有些零件则只需定期加注润滑脂（黄油）进行润滑，例如水泵及发电机轴承就是采用这种方式定期润滑。

近年来在发动机上采用含有耐磨润滑材料（如尼龙、二硫化钼等）的轴承来代替加注润滑脂的轴承。

3、润滑油

◆发动机的润滑剂有润滑油和润滑脂，润滑油习惯上称为机油。

◆机油的粘度随温度变化而变化，温度高则粘度小，温度低则粘度大，因此，要根据季节选用不同牌号的润滑油。

润滑系的组成及油路

1、组成

◆曲轴箱呼吸器、机油冷却器、机油滤清器、注油口、油标尺、排油阀、底座油箱（油底壳）、机油泵（齿轮驱动）、预润滑油泵等。

◆润滑系统中润滑油的容量：

2200L，润滑油的消耗量：

0.31g/kw.h

⏹一个由发动机驱动的润滑油泵向主轴轴承、曲轴轴承、活塞、正时齿轮、凸轮轴承和阀门摇杆机构提供润滑油。

⏹发动机机油泵主要由三个齿轮和减压阀构成，由发动机前齿轮室的齿轮驱动。

发动机油泵通过吸油盘和弯管从底座油箱吸取机油。

吸油盘装有滤网，过滤机油。

减压阀控制经过机油泵加压后的发动机机油压力。

如果压力过高，减压阀将打开，允许部分机油直接流回油箱。

⏹活塞为喷射冷却。

⏹机油滤清器使机油在充分流动时实现连续过滤。

机油滤清器易于更换，在滤清器座内设有一个弹簧式旁路阀，保证滤清器被堵时润滑油的供应不被中断。

⏹应提供一个安装在发动机上的水冷润滑油冷却器，冷却器设有旁通阀，当冷却器阻力增大时，允许机油直接润滑发动机。

⏹排油管应配置关闭阀门，并连接到发动机组的基架上。

预润滑

⏹预润滑的后冷却油泵装在机组底盘架上，用作预润滑和后冷却涡轮增压器。

⏹预润滑泵为齿轮泵结构，通过电动机的联轴器进行驱动。

泵和电动机通过法兰套牢固相连。

⏹嵌入式限压阀只作为安全阀使用。

在机组的机座上安装预润滑泵并铺设管道。

⏹预润滑泵有两种功能：

1、预润滑/重新润滑

每次起动之前预润滑发动机，每次关闭之后重新进行润滑。

2、换油时抽出润滑油

换油时，使用预润滑泵将废油从油底壳中抽入废油容器内。

为此，必须将预润滑泵后方导管内的三通旋塞阀从“预润滑”位置转至“抽吸油”位置。

⏹冷却系（coolingsystem）的主要功用是把受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。

⏹冷却系按照冷却介质不同可以分为风冷和水冷，如果把发动机中高温零件的热量直接散入大气而进行冷却的装置称为风冷系。

而把这些热量先传给冷却水，然后再散入大气而进行冷却的装置称为水冷系。

由于水冷系冷却均匀，效果好，而且发动机运转噪音小，目前多采用水冷。

⏹缸套冷却水泵（电机驱动、离心式）、节温器、中冷器水泵（电机驱动、离心式）、中冷器节温器、水箱式散热器、外置水箱电动风扇、膨胀水箱等。

⏹缸套水容量：

570L，中冷水容量：

51L。

⏹发动机拥有外置电机驱动的两个水泵和两套冷却系统，一是缸套水冷却系统，另一是独立水循环后冷却系统。

缸套水冷却系统包括：

高温节温器、单独的进水和出水套、电机驱动的缸套水泵。

循环后冷却系统包括：

高温节温器、外置电机驱动水泵。

⏹冷却系统起动前，应充满50%水和50%乙二醇的防冻液和水的溶液，并进行泄漏检测。

⏹发动机上应配置一个独立的外置散热器。

散热器应是水平芯轴、分箱设计、电动机驱动的风扇。

在环境温度43℃时的现场条件下，散热器的尺寸应能够向发动机缸套水和独立水循环后冷却回路提供足够的冷却能力。

油水预热机组

⏹功能

⏹电机停机状态下，安装在预热机组内的电子循环泵使循环的电机水流经电子连续式加热器和电机冷却水循环。

同时向电机水传递恒定的热量。

通过可在0°C至80°C范围内调节的嵌入式调节恒温器预选所需的温度。

⏹重新接通电机之后，预热机组将自动断开。

同时安装在机组内的止回阀关闭。

电机再次停机和超出预选温度之后，重新向电机输送恒定的热量。

⏹作为限制器安装的调节恒温器的设置范围为10°C至120°C，将其用作安全调节器。

防止预热机组温度过高。

可在两个加热等级之间切换电子式水预热机组。

⏹润滑油预热用于更好的对发动机进行预润滑和最佳的启动性能。

为保证改善润滑油的质量、延长润滑油的使用时间在系统中集成了机油精滤器。

在发动机停止工作时，利用循环泵将润滑油从润滑油池中抽取出来，经热交换器和机油精滤器过滤再回送到机体内。

热交换器与冷却液预热装置连接。

当发动机工作时，一部分润滑油经减压阀减压后输入机油精滤器中过滤。

安装旁路阀以防止因润滑油滤清器过度脏污而导致润滑油中断流动。

1润滑油精滤器2旁通阀3减压阀4循环泵5