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促進能源高效利用 煙氣余熱利用獲新突破
2024年09月05日 13:34:15
來源：化工儀器網 作者：小王 點擊量：5563
海上油氣電站是海上油氣開發平臺地重要設施，承擔著為整個平臺提供電力的重要任務，被譽為海上平臺的“心臟”。然而，這個“心臟”卻存在著一些小問題。由于，其工作原理是通過燃燒油氣等燃料產生電能，再通過電網系統分配給平臺上的各個用電單元，確保平臺生產、生活活動的順利進行。
【化工儀器網 行業百態】海上油氣電站是海上油氣開發平臺地重要設施，承擔著為整個平臺提供電力的重要任務，被譽為海上平臺的“心臟”。然而，這個“心臟”卻存在著一些小問題。由于，其工作原理是通過燃燒油氣等燃料產生電能，再通過電網系統分配給平臺上的各個用電單元，確保平臺生產、生活活動的順利進行。因此，整個過程中會排放大量地高溫煙氣(溫度可以達到500攝氏度)。一方面，這些煙氣中還存在著一大部分能量沒有被利用到；另一方面這些煙氣是整個開發平臺主要的碳排放源之一，不處理好會對環境產生壓力。因此，如何處理并運用這些高溫煙氣，成為平臺發展中地一個重要難題。
而解決這一問題地關鍵便是海上高溫煙氣余熱發電裝置。這是一種利用電站運行產生的高溫煙氣余熱作為熱源的能源利用設備。其基本的工作原理是回收高溫煙氣，然后將其中的熱能轉化為電能，從而提升能源的利用率，實現節能減排的目的。
不過這一裝置的開發并不算容易。一方面，由于海上平臺空間有限，且對設備的重量有嚴格要求，因此裝置需要高度集成化和輕量化，這一定程度上還增加了提升裝置發電功率的難度；另一方面，海上環境復雜多變，對設備的安全性和可靠性也有更高的要求。
而就在最近，我國交付了全球首套5兆瓦級海上高溫煙氣余熱發電裝置，標志著我國海上油氣電站在煙氣余熱利用方面再次收獲巨大突破。
據悉，該裝置由中國船舶集團有限公司第七一一研究所聯合中國海洋石油集團有限公司設計研制。裝置采用了有機朗肯循環(ORC)發電技術回收高溫煙氣余熱進行發電。
根據科技日報采訪報道的內容，整個工作流程是“先利用導熱油回收高溫煙氣熱量，然后高溫導熱油進入ORC發電裝置，把液態環戊烷有機工質加熱成氣態。接著，環戊烷氣體膨脹驅動透平膨脹機轉動，進而帶動發電機旋轉發電。”簡單來說，ORC扮演的就是“搬運工”的角色，循環運輸熱能，將低品位的熱能轉換成高品位的電能或機械能。而之所以采用環戊烷，則是因為其具備更好的熱穩定性與高效熱轉換能力，能夠更有效的回收500℃的高溫煙氣(常用有機工質只能應對250℃以內的低溫余熱)。
根據測試結果顯示，加裝高溫煙氣余熱發電裝置后，電站的余熱綜合利用效率從30%—35%提升至60%—70%，預計投用后每年能夠提供0.4億千瓦時的發電量，約等于3萬戶家庭的年用電量。與此同時，投用后，20年預計可節省天然氣消耗約3億立方米，平均每年預計能減少碳排放量4萬噸。
值得一提的是，吸取海上油氣電站高溫煙氣余熱發電裝置的開發經驗，研究團隊下一步還將推進燃氣動力船用高溫煙氣余熱發電裝置的開發，相信隨著研究的進一步推進，“雙碳”目標將離我們越來越近。
本文資料來源：科技日報
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