目前，我國(guó)的小型焦化廠數(shù)目眾多，華北地區(qū)尤為突出。這些小型焦化廠又多是用電大戶，由于許多廠區(qū)地處偏辟，電力供應(yīng)比較緊張，經(jīng)常的停限電直接影響到正常生產(chǎn)。另一方面，焦?fàn)t生產(chǎn)焦碳過(guò)程中所副產(chǎn)的焦?fàn)t煤氣全部排空，浪費(fèi)了能源，污染了環(huán)境。解決這一問(wèn)題的途徑有很多，據(jù)我們調(diào)研，應(yīng)用小型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電技術(shù)在我國(guó)日趨成熟，已有多家用戶，是一種較好的解決方案。本文以某廠煤氣發(fā)電站為例來(lái)闡述這一問(wèn)題的解決方法。

1　企業(yè)概況　　
　　該廠為部屬機(jī)修總廠自辦焦化廠。生產(chǎn)規(guī)模為7×105 t／a焦碳，另有4×105 t／a的焦化廠即將投產(chǎn)，合計(jì)總產(chǎn)量11×105 t／a焦碳，日產(chǎn)煤氣4×10m3（熱值為17．5 MJ／m3），目前這部分煤氣全部排空。
　　總廠現(xiàn)有采暖面積9×105 m2，有2臺(tái)鍋爐，1臺(tái)10 t／h，1臺(tái)6．5 t／h用于供熱、采暖。加上生產(chǎn)工藝用煤，全廠年耗煤量6 000 t。此外，焦化廠另有2臺(tái)4 t／h鍋爐供工藝及采暖用汽，其中1臺(tái)備用。

2　發(fā)電方案
2．1　發(fā)電方案的確定
　　國(guó)產(chǎn)小型燃?xì)廨啓C(jī)近10 a得到較大的發(fā)展。主要生產(chǎn)廠家黎明發(fā)動(dòng)機(jī)公司和南方動(dòng)力機(jī)械公司，均為航空改型發(fā)動(dòng)機(jī)。其主要型號(hào)如下：
機(jī)組型號(hào)　  　WZ5G1　WJ5G1　WJ6G1　WP6G1

額定功率／kW　1100　 1250 　2000　 4050

　　同時(shí)，隨著煤氣化工藝的逐步完善，小型燃?xì)鈾C(jī)已在煤氣化工程中被應(yīng)用。這種發(fā)電方式就是以小型燃?xì)廨啓C(jī)為主機(jī)設(shè)備代替常規(guī)的鍋爐——汽輪機(jī)蒸汽發(fā)電。
2．2　發(fā)電容量的確定
　　本工程為節(jié)能技術(shù)改造工程。本著充分利用現(xiàn)有條件，保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的原則，實(shí)行以煤氣定電。該廠產(chǎn)焦?fàn)t煤氣量4×105 m3／d，平均1 600～2 000 m3／h，其熱值17．5 MJ／m3。按機(jī)組發(fā)電熱效率21．5％計(jì)算，可利用煤氣發(fā)電1 500～2 200 kW。本工程發(fā)電容量定為2 000 kW。
2．3　工程系統(tǒng)

　　可以看出，工程主要由3大部分構(gòu)成，即凈化系統(tǒng)、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)和余熱鍋爐供熱系統(tǒng)。
2．4　主體設(shè)備介紹
2．4．1　小型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組
    小型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組都是由航空發(fā)動(dòng)機(jī)改裝的。單獨(dú)發(fā)電時(shí)，機(jī)組發(fā)電熱效率為21．5％。 

型號(hào)：QDE20型

額定功率：2 000 kW

最大功率：2 200 kW

輸出電壓：6．5 kV

設(shè)計(jì)煤氣耗量：1．02 m3／kW·h（平均值）　　

渦輪后溫度：約450℃

2．4．2　余熱鍋爐
工作壓力：0．8 MP　　

額定出力：6．5 t／h

3　燃機(jī)燃料供應(yīng)
3．1　使用的燃料為焦?fàn)t煤氣，熱值不低于1 600 kJ／m3，供氣壓力為35．7 Pa，經(jīng)增壓后壓力為0．89～0．9 MPa。
3．2　煤氣成分見(jiàn)表1。
　　                  表1　煤氣成分
組成　　CO2　O2　CO　CH4　H2　CmHn　N2　Q／（MJ·m－3）

成分／％0．19 0．5 6．6 23．4 62 3 5，7 17．5
3．3　煤氣雜質(zhì)含量對(duì)燃機(jī)有較大影響，煤氣中含有殘余的芳香烴、焦油等物質(zhì)易在噴頭積炭，堵塞噴頭煤氣孔，造成功率下降，嚴(yán)重的將腐蝕噴嘴，造成穿孔，燃燒室火焰不均勻，燃?xì)廨啓C(jī)放炮。煤氣中的H2S，S含量過(guò)多，也易腐蝕葉輪，影響機(jī)組壽命。所以應(yīng)在搞清煤氣中氨，H2S、S、萘、焦油等雜質(zhì)含量基礎(chǔ)上，采取相應(yīng)措施。
3．4　焦化廠生產(chǎn)周期性決定了焦?fàn)t煤氣流量的周期性變化。燃機(jī)額定耗氣量恰好在供氣波動(dòng)范圍內(nèi)，這樣供氣不穩(wěn)定將影響穩(wěn)定發(fā)電。因此，可以建設(shè)一個(gè)（1～2）×105m3氣柜，間接供氣。一則可以穩(wěn)定供氣，保證發(fā)電，二則調(diào)節(jié)方便，供氣靈活。

4　環(huán)保和節(jié)能效果　　
　　電站未建立前，焦?fàn)t煤氣直接排放到大氣中，其污染程度可想而知。電站建立后，通過(guò)多級(jí)除塵，其排煙污染物濃度大大降下，改善了環(huán)境。
　　2 000 kW節(jié)能電站建成后，排入大氣的4×105m3／d焦?fàn)t煤氣全部回收作為電站燃機(jī)燃料，按全廠總熱效率70％計(jì)（其中發(fā)電熱效率21．5％，產(chǎn)汽熱效率48．5％ ），可年發(fā)電14 000萬(wàn)kW·h，年供汽量45．5萬(wàn)t。年節(jié)約標(biāo)煤4 888 t左右。

5　經(jīng)濟(jì)效益分析　　
　　電站總投資900萬(wàn)元。千瓦投資4 500元。年發(fā)電量14 000萬(wàn)kW·h，按廠用電率20％，電價(jià)0．3元／kW·h計(jì)，年供電收入336萬(wàn)元。年供汽量45．5萬(wàn)t，按0．8 MPa蒸氣熱價(jià)25元／t計(jì)算，供汽收入114萬(wàn)元。全年全廠合計(jì)收入450萬(wàn)元。扣除各項(xiàng)開(kāi)支，年創(chuàng)效益200萬(wàn)元以上，投資回收期4．5 a左右。