(华北石化长城润滑油技术支持中心 孙莎莎)
1、 什么是煤层气?
煤层气是指储存在煤层中以甲烷为主要成分,主要吸附在煤基质颗粒表面,部分游离在煤孔中或溶解在煤层水中的烃类气体。它是煤的伴生矿产资源,是一种非常规的天然气,是近10年来在世界上崛起的清洁、优质的能源和化学原料。俗称瓦斯,热值为通用煤2-5倍,1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤的热值与天然气相当,可与天然气混合,燃烧后非常干净,几乎不产生任何废气。它是一种很好的工业、化工、发电和居民生活燃料。
2、 煤层气发电形式
山西沁水盆地是世界上储量最大的高煤阶煤气田之一,也是中国唯一探明的全煤层煤气田。沁水盆地煤层气资源储量约为6.85万亿立方米,可采煤层气资源1.59万亿立方米,占全国煤层气资源总量的11%.47%。山西晋城市位于沁水盆地腹部,煤层气含气块主要分布在长河以西、芦苇河以北沁水东部和阳城北部。
根据对现有瓦斯发电厂运行情况的调查,现阶段瓦斯发电技术成熟的技术主要包括:
燃气锅炉带蒸汽轮机发电
燃气锅炉带蒸汽轮机发电是传统的火电机组形式,技术成熟,运行可靠。但缺点是工艺复杂,施工周期长,必须消耗大量水资源,占地面积大,管理人员多,能源利用效率低,一般不到20%。因此,目前规划的瓦斯电站基本不采用这种装机形式。
燃气轮机发电
燃气轮机是一种以空气和天然气为工质的旋转热发动机。余热锅炉可与蒸汽轮机联合循环发电。虽然系统复杂,占地面积增加,但可以大大提高天然气的利用效率。2004年以前,以矿井瓦斯为燃料的电站主机大多采用燃气轮机,仅限于采矿瓦斯浓度高的矿井。近年来,这种装机形式的应用逐渐减少。
3.燃气内燃机发电
随着瓦斯发电技术的发展,燃气内燃机开始成为瓦斯发电的主要设备,余热锅炉也可与蒸汽轮机联合循环发电。虽然系统复杂,但可以大大提高燃气的利用效率。该机组要求进气压力低,适用于瓦斯浓度范围广,甲烷体积百分比为6%以上都可以使用,因此气体内燃机在气体发电中得到了越来越广泛的应用。为了提高能源利用率,气体内燃机发电机组从最初的简单气体循环发电发展到气体蒸汽联合循环发电,现在逐渐向联合循环发电加热电冷联合供电系统发展。
目前,由于煤层气的安全运输和储存仍难以解决,大多数煤层气在开采后直接发电,采用内燃机发电的形式,电站形式灵活,投资成本低。
3、 润滑煤层气发电设备
煤层气发电厂的主要设备包括:气柜、管道系统、预处理设备、燃气内燃机、发电机、输变电设备等。燃气内燃机是核心设备之一。
目前,国内运行的煤层气内燃发电机组包括进口机组和国内机组,由原柴油发动机或天然气发动机制造商进行技术改造和创新。国内制造商主要包括山东盛动集团、山东绿环电力设备有限公司、济南柴油机有限公司、潍坊华泉电力机械有限公司、淄博柴油机总公司、康达新能源设备有限公司等生产柴油机发动机的公司。国内机组技术成熟,运行可靠,单机容量大~700kW机组;但近年来,胜动集团的2500kW大功率瓦斯发电机组也已成功应用。
国外瓦斯发电设备制造商主要包括美国卡特彼勒、奥地利颜巴赫、英国能源、德国道依茨、日本三菱重工等。进口机组成熟可靠,单机容量1500台~2000kW机组。
长城燃气发动机油包括:尊龙T300柴油机油和SAE 40固定燃气发动机油和SAE 40长寿命固定燃气发动机油,在CAT应用于瓦克夏、济柴等多种机型。
四、燃气发动机油在瓦斯发电行业的应用
1、长城SAE 山西某煤电化公司应用40长寿命固定燃气发动机油
山西某煤电化公司是山西发展电力产业链的龙头企业之一。卡特彼勒G3520是其下属的四家瓦斯电厂C100多台发电机组。公司电厂是世界上最大的燃料发电厂,总装机容量120兆瓦,年发电量约8.每年使用煤矿瓦斯14亿度.8亿立方米(折纯)。2015年11月29日,长城SAE 金驹的卡特彼勒G3520,40长寿固定燃气发动机油C到目前为止,发电机组已经进行了3300多小时的运行试验,油品的所有性能指标正常,设备运行状态稳定。
2、长城SAE 新疆泽普达新天然气热电公司应用40长寿命固定燃气发动机油
瓦克夏A是新疆某天然气热电公司的天然气发电机组T27发动机,输出功率2220kW2010年12月,长城SAE瓦克夏发电机组对40长寿命固定燃气发动机油和某品牌燃气发动机油进行对比试验。实验结果表明,长城品牌长寿命固定燃气发动机油满足瓦克夏AT27天然气发电机组的润滑技术要求换油周期为2500小时。