金驹煤电化公司研发的《新型余热循环发电技术的研究与应用》项目,荣获2025年山西省电力创新二等优秀成果,该技术成功实现回收利用低品质热源发电,有效解决了企业能源利用率低的难题。
金驹煤电化公司所属11座瓦斯厂站均配置余热锅炉。其中,6座装机容量较小的厂站,其锅炉在非供暖季无法有效利用余热,导致部分设备停运,造成大量热能浪费。如何高效利用这部分余热,成为了公司需要攻克的技术难题。
为攻克这一难题,该公司技术团队选定三水沟瓦斯电站作为试点,全力研发新型余热循环发电技术。此技术采用“有机朗肯循环”原理,选用沸点低的有机物质“五氟丙烷”替代水作为循环介质,从而实现对低温低压余热的有效利用。
运行过程中,低温低压的液态五氟丙烷进入预热器和蒸发器,将压力0.8MPa、温度175℃的低品质热源转化为高温高压,带动感应发电机发电。发电后,高温高压蒸汽又变为低压蒸汽,再通过冷凝器变回液态,实现循环使用。
为使技术效果达到最佳,技术团队还对系统设计进行了两处优化:冷水系统采用EC风扇,相比常规风机,耗电少、噪音低,节省能源;将饱和蒸汽产生的凝结水全部回收再利用,使整个系统无需额外消耗水,进一步提升了资源利用率。
特别是该技术填补了省内同类型瓦斯发电企业的技术空白,相较于传统蒸汽轮机对热源温度、压力的高要求,本技术热效率更高。运行数据也充分验证了技术成效,三水沟瓦斯电站新型朗肯循环发电设备投运前,厂用电率超过4.5%;设备投运未满负荷时,厂用电率降至3.5%;设备满负荷运行时,厂用电率可再降低2个百分点。
目前,该技术年均可发电约80万千瓦时,创造年经济效益30多万元。该技术彻底解决了非供暖季低品质热源闲置问题,实现锅炉蒸汽利用率100%,达到“零污染、零排放”的环保目标,有效破解了低浓度瓦斯发电行业资源利用率低的关键问题。此外,该技术还同步获得计算机软件著作权1项、国家实用新型专利1项。