油母页岩气体综合利用技术研究

滕　林，陈　燕，高　超（山东省龙福油页岩综合利用有限公司,山东　烟台　265700）

油母页岩气体综合利用技术研究

滕林，陈燕，高超
（山东省龙福油页岩综合利用有限公司,山东烟台265700）

摘要：油母页岩气发电机组根据油母页岩气体特点，应用双碟阀电控混合器、TEM全电子管理系统等技术，合理、安全的利用油页岩干馏过程中产生的可燃放散尾气，并通过燃气内燃发电机组发电，实现油母页岩气利用的重大突破。

关键词：油母页岩气;燃气机组;发电技术;余热利用;气体脱硫

1　引言

在油页岩综合利用过程中产生约15000m3/h的低热值油母页岩气体，该部分气体原处理方式为直接燃烧后排空，该种处理方式不仅造成资源浪费，更对周围空气环境造成较大污染。为解决该问题，龙福公司通过建设24台500KW/H的油母页岩气发电机组充分利用可燃性放散尾气，充分发挥废气余热的最大效益，实现了资源综合利用。

2　内燃机燃用油母页岩气的可行性

油母页岩气体内含有的CH4、CO、CnHm、H2共占到34.4%左右，其热值为1400kcаl/m3，完全可以作为内燃机燃料。

3　油母页岩气发电技术

3.1油母页岩气机组原理。

油母页岩气机组利用12V190柴油机组为基础，它将原来的利用柴油泵和喷油嘴将柴油雾化后压燃改为利用火花塞将油母页岩气体点燃做功，从而使发动机驱动发电机运转的目的。

3.2油母页岩气发电技术

（1）双碟阀电控混合器技术。电控混合器的空气通道与空气滤清器连接，燃气通道与燃气进气管线连接。空气通道与燃气通道各设一碟门，碟门在步进电机的驱动下转动，从而改变进入混合器的空气和燃气的量；（2）电子调速系统。电子调速系统是发动机的指挥系统，根据安装在齿圈的转速传感器信号，通过速度控制器、转速微调电位器调整执行器开度，实现对发动机的怠速/额定转速、负载及负载调速率的控制；（3）TEM电子管理系统。该系统由工业控制计算机、智能采集模块、步进电机控制器、步进电机驱动器、传感器、控制软件组成。该系统通过采集发动机、发电机工作过程中的运行参数，分析、计算、手动或自动调节电控混合器燃气、空气碟门的开度，控制混合气体的浓度，从而实现对燃气发动机组的控制。

3.3安全技术管理措施

（1）电控方面。发电机组拥有完善的安全措施，通过TEM电子管理系统分别对机组每个缸的缸、排温、润滑系统、冷却系统、转速、功率、电压、电流、功率因数、频率等进行自动采集、显示，实现了对发电机组的超速、油压低、油温高、水温高、缸温高、排温高等保护。

（2）燃气方面。发电机组供气管路中安装有丝网过滤器、阻火器、燃气电动碟阀等安装保护装置。

3.4主要操作程序及注意事项

3.4.1主要操作程序

（1）启动。将控制屏上各个开关置于正确位置，通过TEM电子管理系统调整燃气、空气碟门开度，先手摇机油泵泵油，后启用电动预供油泵泵油，直至机油压力表指示为0.1MΡа以上，打开燃气电动蝶阀，启动机组。

（2）运转。待机组预热过程完成后，使机组在额定状态下运行。待水温、油温达到标准温度——40℃以上，再观察机组各仪表指示是否正常，若机组各仪表指示正常，则并网发电。

（3）停机。停机过程需要两个副职司机，其中一名按照逆时针方向缓慢调节“转速微调”旋钮，同时调整“电压整定”旋钮，保证功率因数在0.8左右；另一名则及时逐一关闭燃气碟门、降低转速，待机组功率降至40kW左右时，迅速按下“分闸”按钮，机组运行将回转至额定转速，运行几分钟后，再将转换开关置于“怠速”位置，保证机组的使用寿命。

3.4.2主意事项

（1）副职司机要调整好空燃比，防止燃气燃烧不充分造成排烟管烧毁事故；

（2）机组运行中，油压逐渐减低时，应及时检查机油高度、机油调压阀，检查呼吸器是否打蓝烟，检查机油滤芯、离心率有无金属粉末，防止出现拉瓦、捅机体等重大恶性事故；

（3）当机组一侧出现排温异常时，依次检查空气进气压力、节气门同步性、燃气进气压力，及时调整机组工况，保证机组正常、高效运行；

（4）按要求及时调整气门间隙，检查气门凸头有无断裂，检查气门挺杆有无磨损，发现异常及时更换；

（5）当机组出现单缸运行、排温异常时，及时停机，检查并排除是否为机械故障，防止事故进一步扩大。

4　余热资源回收利用

4.1尾气余热一次利用

由于油母页岩气发电的燃料利用率只有40%左右，年产蒸汽量3万吨，除了用于产工艺用汽、冬季采暖外，充分发挥瓦斯热值的最大效益，实现了资源综合利用，符合国家“十一五”资源综合利用指导意见的相关要求。

4.2尾气余热二次利用

经过余热锅炉的尾气温度高达350-400摄氏度，通过空气热换器将空气加热，加热后的空气温度高达150-200摄氏度，利用加热后的空气将半焦皮带等潮热场所进行加热烘干，保证了设备的安全运行。

5　气体脱硫

燃气脱硫：将炼油厂产生的油母页岩气体经三次精处理后，再经罗茨风机加压进入ΡDS湿法脱硫系统，脱除气体中的硫化氢；再进入活性炭过滤罐，对气体中残存的脱硫液进行过滤后进入储气柜稳压；经稳压后气体再进入最后一级管道旋流板捕雾器和电捕焦油器进行进一步精处理，此时气体质量完全达到机组要求，进入机组进行发电。

6　技术成果及效益分析

6.1实现了资源综合利用，具有较高的经济效益和社会效益

节能是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，而充分利用油母页岩气体资源进行发电和生产蒸汽则是一种主要发展方向，更加符合能源的梯级利用原则。

6.2节能减排效益明显，具有良好的环保效益

油母页岩气体综合利用的实施，不仅能降低企业生产成本和生产能耗，对原来废弃的余热资源加以回收利用，更能有效地节约能源，减少环境污染，提升企业综合竞争力，提高生产效率，改善工作环境，减轻劳动强度，减少污染物的排放，具有良好的环保效益。

7　结语

我国油页岩资源丰富，用途也广泛，不仅可以提炼燃料油，而且可以利用其产生的燃气进行发电，具有良好的利用价值。

参考文献：

[1]李建华,曹祖宾.世界各国油页岩的组成及综合利用[J].辽宁化工,2007(02).

[2]游君君,叶松青,刘招君,王云喆.油页岩的综合开发与利用[J].世界地质,2004(03).