(華北石化長城潤滑油技術支持中心 孫莎莎)
1、 什么是煤層氣?
煤層氣是指儲存在煤層中以甲烷為主要成分,主要吸附在煤基質顆粒表面,部分游離在煤孔中或溶解在煤層水中的烴類氣體。它是煤的伴生礦產資源,是一種非常規的天然氣,是近10年來在世界上崛起的清潔、優質的能源和化學原料。俗稱瓦斯,熱值為通用煤2-5倍,1立方米純煤層氣的熱值相當于1.13kg汽油、1.21kg標準煤的熱值與天然氣相當,可與天然氣混合,燃燒后非常干凈,幾乎不產生任何廢氣。它是一種很好的工業、化工、發電和居民生活燃料。
2、 煤層氣發電形式
山西沁水盆地是世界上儲量最大的高煤階煤氣田之一,也是中國唯一探明的全煤層煤氣田。沁水盆地煤層氣資源儲量約為6.85萬億立方米,可采煤層氣資源1.59萬億立方米,占全國煤層氣資源總量的11%.47%。山西晉城市位于沁水盆地腹部,煤層氣含氣塊主要分布在長河以西、蘆葦河以北沁水東部和陽城北部。
根據對現有瓦斯發電廠運行情況的調查,現階段瓦斯發電技術成熟的技術主要包括:
燃氣鍋爐帶蒸汽輪機發電
燃氣鍋爐帶蒸汽輪機發電是傳統的火電機組形式,技術成熟,運行可靠。但缺點是工藝復雜,施工周期長,必須消耗大量水資源,占地面積大,管理人員多,能源利用效率低,一般不到20%。因此,目前規劃的瓦斯電站基本不采用這種裝機形式。
燃氣輪機發電
燃氣輪機是一種以空氣和天然氣為工質的旋轉熱發動機。余熱鍋爐可與蒸汽輪機聯合循環發電。雖然系統復雜,占地面積增加,但可以大大提高天然氣的利用效率。2004年以前,以礦井瓦斯為燃料的電站主機大多采用燃氣輪機,僅限于采礦瓦斯濃度高的礦井。近年來,這種裝機形式的應用逐漸減少。
3.燃氣內燃機發電
隨著瓦斯發電技術的發展,燃氣內燃機開始成為瓦斯發電的主要設備,余熱鍋爐也可與蒸汽輪機聯合循環發電。雖然系統復雜,但可以大大提高燃氣的利用效率。該機組要求進氣壓力低,適用于瓦斯濃度范圍廣,甲烷體積百分比為6%以上都可以使用,因此氣體內燃機在氣體發電中得到了越來越廣泛的應用。為了提高能源利用率,氣體內燃機發電機組從最初的簡單氣體循環發電發展到氣體蒸汽聯合循環發電,現在逐漸向聯合循環發電加熱電冷聯合供電系統發展。
目前,由于煤層氣的安全運輸和儲存仍難以解決,大多數煤層氣在開采后直接發電,采用內燃機發電的形式,電站形式靈活,投資成本低。
3、 潤滑煤層氣發電設備
煤層氣發電廠的主要設備包括:氣柜、管道系統、預處理設備、燃氣內燃機、發電機、輸變電設備等。燃氣內燃機是核心設備之一。
目前,國內運行的煤層氣內燃發電機組包括進口機組和國內機組,由原柴油發動機或天然氣發動機制造商進行技術改造和創新。國內制造商主要包括山東盛動集團、山東綠環電力設備有限公司、濟南柴油機有限公司、濰坊華泉電力機械有限公司、淄博柴油機總公司、康達新能源設備有限公司等生產柴油機發動機的公司。國內機組技術成熟,運行可靠,單機容量大~700kW機組;但近年來,勝動集團的2500kW大功率瓦斯發電機組也已成功應用。
國外瓦斯發電設備制造商主要包括美國卡特彼勒、奧地利顏巴赫、英國能源、德國道依茨、日本三菱重工等。進口機組成熟可靠,單機容量1500臺~2000kW機組。
長城燃氣發動機油包括:尊龍T300柴油機油和SAE 40固定燃氣發動機油和SAE 40長壽命固定燃氣發動機油,在CAT應用于瓦克夏、濟柴等多種機型。
四、燃氣發動機油在瓦斯發電行業的應用
1、長城SAE 山西某煤電化公司應用40長壽命固定燃氣發動機油
山西某煤電化公司是山西發展電力產業鏈的龍頭企業之一。卡特彼勒G3520是其下屬的四家瓦斯電廠C100多臺發電機組。公司電廠是世界上最大的燃料發電廠,總裝機容量120兆瓦,年發電量約8.每年使用煤礦瓦斯14億度.8億立方米(折純)。2015年11月29日,長城SAE 金駒的卡特彼勒G3520,40長壽固定燃氣發動機油C到目前為止,發電機組已經進行了3300多小時的運行試驗,油品的所有性能指標正常,設備運行狀態穩定。
2、長城SAE 新疆澤普達新天然氣熱電公司應用40長壽命固定燃氣發動機油
瓦克夏A是新疆某天然氣熱電公司的天然氣發電機組T27發動機,輸出功率2220kW2010年12月,長城SAE瓦克夏發電機組對40長壽命固定燃氣發動機油和某品牌燃氣發動機油進行對比試驗。實驗結果表明,長城品牌長壽命固定燃氣發動機油滿足瓦克夏AT27天然氣發電機組的潤滑技術要求換油周期為2500小時。