浅谈钢铁公司自备电厂燃气_蒸汽联合循环发电技术_CCPP_

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天津冶金

２００７年第５期

总第１４３期

新技术讲座

浅谈钢铁公司自备电厂燃气—蒸汽联合循环发电技术（ＣＣＰＰ）——

我国大、中型钢铁企业一般都建有自备电厂，负责向工厂供热与供电。自备电厂燃用本厂富裕煤气，提高钢铁厂供电的可靠性，降低用电成本，对节能、环保、提高全厂经济效益都起到良好作用，所以自备电

厂往往是钢铁厂的重要组成部分，也是钢铁厂重要的利润增长点。

１什么是ＣＣＰＰ

ＬＰ

ＩＰ

旁路阀

ＨＰ

增速齿轮

煤气冷却器

煤气

混合器

增压机

汽机

ＳＴ

发电机

ＧＥ

ＡＣ燃机

ＧＴ

ＨＲＳＧ

ＧＣ

凝汽器

余热锅炉

滤清器

烟囱

空气

焦炉煤气

高炉煤气母管

凝结水泵图１

高炉煤气发电典型系统原理图

ＣＣＰＰ（ＣｏｍｂｉｎｅｄＣｙｃｌｅＰｏｗｅｒＰｌａｎｔ）即燃气－蒸汽联合循环发电。其工作原理工艺流程详见图１，钢铁厂

别在低热值煤气发电中，煤气压缩机比较大。众所周知，余热锅炉加蒸汽轮机发电是常规技术，ＣＣＰＰ的技

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浅谈钢铁公司自备电厂燃气－蒸汽联合循环发电技术（ＣＣＰＰ）

表１

主要低热值煤气燃气轮机机型

三菱

川崎ＡＢＢ

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项目单位ＧＥ

ＭＢ９００１ＦＡ，９ＦＡ

６Ｂ多筒合成气

新比隆

ＭＷ－７０１Ｄ多筒增热高炉煤气（９６５－１３９０）×４．１８

ＭＷ－２．５１多筒

高炉煤气或混合煤气（７００－１８００）××４．１８

ＧＴ１１Ｎ２单筒高炉煤气

ＰＧＴ１０Ｂ单筒合成气

燃烧器煤气热值人口温度压比单循环出力联合循环出力排气温度单循环效率联合循环效率运转时间

多筒天然气

／ｋＪ／ｍ３／℃／ｋＷ／ｋＷ／℃／％／％ｈ／ａｍｇ／Ｌ

表２

８０００×４．１８１３２７１４．７２５５６００６１０３６．５

１３２０×４．１８１１４０２１．９５００００５２５３４．４

７８０×４．１８１１５８１５．４

７３５０１４１３０００

１１５０

１２４８００１４９０００

３２０００６７４００

１４５００５４０

４８８３４．２

＞４６

８０００４２

１４５ＭＣＣＰＰＡＢＢ１１Ｎ２１ＬＢＴＵ１Ｇ＋１Ｇ＋１ＨＲＳＣ

１４５高炉煤气

４５．５２７５００

８０００６０

３０

ＮＯ２０

国内低热值煤气ＣＣＰＰ的主要设计参数

项目机型机组组成公称能力／ＭＷ燃料

煤气热值／ｋＪ／ｍ３年发电量／１０８ｋＷ ｈ厂用电率／％年送电量／１０８ｋＷ ｈ年供热量／１０４蒸汽年供热量／ＧＪ发电标煤耗／ｋｇ／ｋＷ ｈ供热标煤耗／ｋｇ／ＧＪ年用煤气量／１０９ｍ３

发电加供热年均设计热效率／％５０ＭＷＣＣＰＰ

６Ｂ１Ｇ＋２Ｓ＋１ＨＲＳＤ

５０混合煤气

少、定员少、建设周期短等优点。ＣＣＰＰ使用清洁燃料，基本上无烟尘污染，ＮＯｘ的产生水平也大大低于烧锅炉的常规电厂，一般达到４０ｍｇ／Ｌ以下的水平，所以

ＣＣＰＰ也是对环保很有益的技术。

２２．１

钢铁厂建设ＣＣＰＰ的技术要点机型选择

机型的选择主要是根据钢铁厂富裕煤气的性质

３０９８～３５１６

９．４０５３．０９．１２３６６．６（最大１８０ｔ／ｈ）

１．９６６

０．２７８（０．２３５供热时）

３８．６９２．７１６０．６１３３４×４．１８

４．３４２．２４．２５１．７８４０．２９２３９．２２０．６９３９８４．７来作机型选择。单烧高炉煤气的ＣＣＰＰ只有ＡＢＢ与三菱两种机型，单机容量都比较大。从技术成熟程度和设备可选性来说，ＩＧＣＣ技术在世界上已经用得比较广泛，与此相近的合成气或混合煤气的燃气轮机可选范围要广些。大容量的可选ＧＥ或三菱的机型，５０ＭＷ左小容量的可选择右的可选ＧＥ与南汽合作的６Ｂ机型。

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究发现，富余煤气的量是随着煤气副产与使用过程的变化而变化的，宏观上符合统计学正态分布的规律。

时，最好还有其它的煤气缓冲用户。例如，宝钢除

ＣＣＰＰ吸收高炉煤气之外，还有粉煤与煤气混烧的电厂锅炉在吸收富裕煤气，工厂才能真正做到高炉煤气基本不放散。

ＣＣＰＰ除用少量轻柴油做启动燃料外（有的使用外来蒸汽对轮机冲动，使蒸汽轮机兼做启动器），基本上以煤气为单一燃料，所以富余煤气能支撑多大能力的

２．３处理好热、电之间的关系

钢铁厂也是消耗蒸汽的大户，除转炉与加热炉汽

ＣＣＰＰ要作符合正态分布规律的分析计算。首先，要作出符合实际的钢铁厂全厂煤气平衡表，找出统计学计算的特征数据：均值和偏差，并作出富余煤气随时间的分布曲线，找出能满足ＣＣＰＰ全年运转时间要求（如

化冷却及烧结余热锅炉能回收少量蒸汽外，钢铁厂的蒸汽主要靠电厂或锅炉房生产。自备电厂往往热电联产，运行原则以热定电：即在满足全厂供蒸汽的基础背压发电上尽量多发电。ＣＣＰＰ可采用抽汽发电机组、机组来生产蒸汽，也可采用双压或多压锅炉（直接从锅炉产低压蒸汽），或用中压蒸汽减温、减压等技术手段来生产蒸汽。

热电联产能明显提高电厂热效率，在既有ＣＣＰＰ又有锅炉房的钢铁厂里，蒸汽生产首先应发挥ＣＣＰＰ

８０００ｈ）的煤气量，见图２，然后根据所选ＣＣＰＰ机组热电转换效率确定机组容量。机组容量选择过大，富余煤气不足，机组运行时间缩短，机组作业率降低，机组容量选择过小又会造成煤气放散。实践证明上述确定容量的方法是正确的。

Ｑ／（ｍ／ｈ）

３

＋３σ

煤气量座标

的供汽能力，以提高全厂的供热效率。例如，通钢原有烧煤气单一供热的锅炉房，技术改造增建５０ＭＷ的热电联产的ＣＣＰＰ，ＣＣＰＰ投产后，通钢蒸汽主要由

＋２σ＋σ

富余煤气均值

未利用煤气量

ＣＣＰＰ提供，原有锅炉房的生产负荷可降至最低，平时为发挥ＣＣＰＰ的汽机能力补充生产点中压蒸汽，只有在冬季ＣＣＰＰ供热能力不够时才加大老锅炉房的生产能力。这样ＣＣＰＰ基本上只用了老锅炉房的煤气，加上部份原来放散的煤气就可满足全厂供热需要，并每年

ＣＣＰＰ额定用气量

μ

－σ

未利用煤气量

多发了４．２５亿ｋＷｈ的电力。从这里可以看到，用新技术调整钢铁厂动力设备结构，将单独供热的锅炉房改成高效热电联产ＣＣＰＰ的诱人的经济效益。

用煤气量

－２σ２．４轴制问题

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的灵活性上不如其它方案。

通钢ＣＣＰＰ是三轴式的。燃气轮机一根轴，包括

料，热电转换效率提高到４５．５２％。２００２年通化钢铁集团公司采用国内设计，在高炉煤气中掺入少量焦炉煤气的低热值煤气作燃料，只从美国ＧＥ公司购买了燃气轮机的关键部件，建成了一套公称容量５０ＭＷ …… 此处隐藏：2467字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……