【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的 64%，機(jī)組不能做到滿發(fā)滿供 ，也 不能滿足供蒸汽的要求。 熱效率約為 30% 。單位投資為 4000 元 /kW 左右。 三 、 采用燃?xì)廨?機(jī) 聯(lián)合 循環(huán) 熱電聯(lián) 產(chǎn) 方式 裝機(jī)容量 ，外供蒸汽 80t/h。 從工作原理上看，燃?xì)廨啓C(jī)無疑是最適合焦化煤氣利用的工藝技術(shù)之一 :燃 10 氣輪機(jī)是從飛機(jī)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)演變而來的，它通過軸流壓氣機(jī)將空氣壓縮，高壓空氣在燃燒室與燃料混合燃燒，燃?xì)饧彼倥蛎浲苿?dòng)動(dòng)力渦輪旋轉(zhuǎn)做功驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，因?yàn)槭切D(zhuǎn)持續(xù)做功，可以利用熱值比較低的燃料氣體。 燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)生的廢熱煙氣溫度高達(dá) 450～ 550℃，可以通過余熱鍋爐再次回收熱能轉(zhuǎn)換蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)再發(fā)電，構(gòu)成燃?xì)廨啓C(jī) — 蒸汽輪機(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，綜合發(fā)電效率可以達(dá)到 45～ 50%，一些大型機(jī)組甚至可以超過 55%，如果采用熱電聯(lián)供，綜合熱效率可達(dá)到 75%以上。燃油和燃天然氣的聯(lián)合循環(huán)電廠在國(guó)內(nèi)外都有上千套運(yùn)行，對(duì)于燃料為焦?fàn)t煤氣，國(guó)內(nèi)企業(yè)已經(jīng)開始有所嘗試，并取得不少的經(jīng)驗(yàn)。 采用燃?xì)廨啓C(jī)的優(yōu)勢(shì)相對(duì)比較多；首先 設(shè)備的可用性和可靠性較高，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組綜合利用率一般可保持在 90%以上；再有 就是發(fā)電額定出力穩(wěn)定性好，一般不會(huì)減少，甚至因?yàn)槿剂线M(jìn)氣量增加而有所增加； 第三， 聯(lián)合循環(huán)電廠又具有環(huán)保性能好，無飛灰，排污少，占地少，耗水量少，操作人員精簡(jiǎn)，建設(shè)周期短，見效快等特點(diǎn) ， 因此采用燃?xì)?— 蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠本身就是一項(xiàng)節(jié) 能舉措，也是一個(gè)節(jié)能項(xiàng)目 ,是目前國(guó)家大力提倡的最好的節(jié)能途徑。 但是，燃?xì)廨啓C(jī)燃料進(jìn)氣壓力要求比較大；越是發(fā)電效率高的機(jī)組，燃料 (COG)進(jìn)氣壓力越高，需使用煤氣壓縮機(jī)來壓縮煤氣，壓縮煤氣要消耗大量的能量，提高了廠用電率，影響到電廠的實(shí)際輸出功率；某些機(jī)型甚至要消耗燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組 12～ 14%的功率，對(duì)于聯(lián)合循環(huán)項(xiàng)目可能是 10～ 15%的輸出功率，采用聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)比較復(fù)雜，總投資也比較大，同時(shí)汽輪機(jī)搬遷也比較困難。 焦?fàn)t煤氣在國(guó)際上主要?dú)w類為高氫燃料，燃?xì)廨啓C(jī)在我國(guó)焦?fàn)t煤氣利用上已經(jīng)有不少成功的嘗試，根據(jù) 滕氏 能源本項(xiàng)目 提供的焦?fàn)t煤氣資料，本項(xiàng)目采用燃?xì)廨啓C(jī)的方式情況如下： 裝機(jī)容量 (以發(fā)電機(jī)計(jì) )： ,實(shí)際 發(fā)電量 ，外供電量，外供蒸汽 80t/h。 根據(jù)焦?fàn)t煤氣氣量 及 熱值，可選用 3 臺(tái) 32MW 等級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)組和一臺(tái)（高壓 、 475℃、,低壓 、 220℃、 ）。 該方案可滿足 滕氏能源下屬 用電和用汽的要求 。 優(yōu)點(diǎn)： 11 ● 實(shí)際 發(fā)電容量達(dá) ， 熱效率為 %（含外 供蒸汽） 。 ● 單位裝機(jī)千瓦投資少（ 5356 元 /kW）、 電廠建設(shè)周期短，投資回收周期短。 ● 機(jī)組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、啟動(dòng)迅速、運(yùn)行穩(wěn)定、故障率低、維修工作量小、靈活方便、自動(dòng)化程度高。 ● 占地面積小 ● 水消耗量小， LM2500+G4 燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組每臺(tái)機(jī)組需要的冷卻水循環(huán)量約250t/h。（消耗量約為 、大氣溫度 25～ 40℃）。 缺點(diǎn)： ● 燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)供機(jī)組需按制造廠家要求進(jìn)行定期的維護(hù)檢查工作，燃?xì)廨啓C(jī)大修需返制造廠修理，燃料進(jìn)氣壓力要求高，需增設(shè)煤氣增壓裝置。 各發(fā)電方式 比較表 項(xiàng)目 方式 一 方式 二 方式 三 裝機(jī)型 式 蒸汽輪機(jī) 燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī) 燃?xì)廨啓C(jī) 額定功率 66087kW 78750kW 118938kW 機(jī)組自用耗電率 12% 6% % 外供電能力 58157kW 74025kW 104832kW 裝機(jī)臺(tái)數(shù) 3+3 臺(tái)套 63 臺(tái)套 3+3+1臺(tái)套 外供蒸汽 80t/h 不能供蒸汽只能供熱水 80t/h 結(jié)論： 通過以上三個(gè)方式的比較 ，綜合各方面條件，方式三在燃?xì)夤?yīng)保證情況下，其組合方式較優(yōu)，較合適地應(yīng)用于本項(xiàng)目；因此 本報(bào)告推薦選用方式三，并以此方式進(jìn)行本報(bào)告的研究分析論證。 . 燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組 選擇 燃?xì)廨啓C(jī)是一種以空氣及燃?xì)鉃楣べ|(zhì)、靠連續(xù)燃燒燃料做功的旋轉(zhuǎn)式熱力發(fā)動(dòng)機(jī) ,主要結(jié)構(gòu)有三部分： （空氣壓縮機(jī)）； ； (動(dòng)力渦輪 )。其工作原理為：軸流式壓氣機(jī)從外部吸收空氣 ,壓縮后送入燃燒室 ,同時(shí)燃料（氣體或液體燃料）也噴入燃燒室與高溫壓縮空氣混合 ,在受控方式下進(jìn)行定壓燃燒。生成的高溫高壓煙氣進(jìn)入透平膨脹做功 ,推動(dòng)動(dòng)力葉片高速旋轉(zhuǎn) ,從而使得轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)做功 ,轉(zhuǎn)子做功的大部分（現(xiàn)時(shí)情況下約 2/3左右）用于驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī) ,另約 1/3的功率被輸出用來驅(qū)動(dòng)機(jī)械設(shè)備 ,如發(fā)電機(jī)、泵、壓縮機(jī)等。透平出來的煙氣溫度大約 540℃ ,通常被排入大氣中或再加利用（如利用余熱鍋爐進(jìn)行聯(lián)合循 12 環(huán)）。 燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組構(gòu)成聯(lián)合循環(huán)，熱電聯(lián)供廣泛應(yīng)用于世界各地，機(jī)組普遍采用天然氣， LPG，柴油，重油作為燃料，采用煤氣化技術(shù)的 IGCC燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電在國(guó)內(nèi)外也有應(yīng)用的例子。應(yīng)用高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣進(jìn)行聯(lián)合循環(huán)發(fā)電在我國(guó)也有一些項(xiàng)目應(yīng)用。 由于焦?fàn)t煤氣采用燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電起步相對(duì)較晚，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)相對(duì)較少，加上可燃用焦?fàn)t煤氣的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組普遍為國(guó)外機(jī)組，總投資費(fèi)用 和 維護(hù)維修費(fèi)用相對(duì)較高，機(jī)組運(yùn)行管理水平要求 也 較高，因此以前的焦?fàn)t煤氣 綜合利用 普遍采用鍋爐 +汽輪機(jī)的發(fā)電、供熱模式，相比而言總投資額度低 ， 但這種方式能源利用率低，排放污染高，嚴(yán)重地浪費(fèi)了能源和污染了環(huán)境。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)能力的增強(qiáng)，對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和節(jié)能減排作為國(guó)策來加以重視。因此國(guó)內(nèi)一些有見識(shí)、經(jīng)濟(jì)實(shí)力強(qiáng)的焦化企業(yè)對(duì)焦?fàn)t煤氣 綜合利用 采用高效率 、 低排放的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組聯(lián)合循環(huán)開始進(jìn)行嘗試和建設(shè)運(yùn)行。 受 滕氏能源 委托，和業(yè)主共同對(duì)國(guó)內(nèi)外燃?xì)廨啓C(jī)生產(chǎn)廠商的適宜于焦?fàn)t煤氣發(fā)電的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行認(rèn)真 的 調(diào)研 ,從燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的系統(tǒng)參數(shù)、消耗的煤氣量， 煙 氣排放指標(biāo) 、 機(jī)組可靠性和可維護(hù)性 、 操作性和自 動(dòng)化程度 、發(fā)電效率 及 機(jī)組性價(jià)比等 多 方面綜合評(píng)定， 對(duì)于 GE公司的 LM2500+G4(RC318)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組和索拉公司 大力神 T130機(jī)組進(jìn)行了全面的比較，下面整理了兩種機(jī)型的方案對(duì)比 。 GE 公司的 LM2500+G4(RC318)燃?xì)廨啓C(jī) 發(fā)電機(jī)組是屬于航改型發(fā)電機(jī)組，設(shè)計(jì)緊湊 ,燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組是完全高度集成化 ,箱裝體結(jié)構(gòu)，適合于露天布置，出廠就可以安裝，對(duì) 用戶 而言， 僅需建設(shè)設(shè)備基礎(chǔ)等 。系統(tǒng)包括燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、控制系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)、滑油系統(tǒng)和啟動(dòng)系統(tǒng) 等 。 LM2500+G4(RC318) 型燃?xì)?輪機(jī)是雙軸發(fā)動(dòng)機(jī)，由一個(gè)燃?xì)獍l(fā)生器和一個(gè)六級(jí)低速動(dòng)力渦輪組成。用通過軸 封 并延伸至排氣收集器的彈性聯(lián)軸器將軸功率傳遞到熱端驅(qū)動(dòng)設(shè)備 (發(fā)電機(jī) )做功。燃?xì)獍l(fā)生器由一個(gè)變幾何形狀的壓縮機(jī)、一個(gè)常規(guī)環(huán)形燃燒室、一個(gè)高壓渦輪、一個(gè)附件齒輪箱，控制系統(tǒng)及其附件組成。3000rpm 的動(dòng)力渦輪是一個(gè)六級(jí)低壓渦輪，匹配耦合到燃?xì)獍l(fā)生器，由燃?xì)獍l(fā)生器驅(qū)動(dòng)。 13 采用 LM2500+G4(RC318) 型燃?xì)廨啓C(jī)，電廠裝機(jī)容量 (以發(fā)電機(jī)計(jì) )： ,實(shí)際發(fā)電量 ，外供電量 ，外供蒸汽 80t/h。根據(jù) 焦?fàn)t煤氣氣量及熱值，可選用 3臺(tái) 32MW 等級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)組和一臺(tái) 機(jī)配置 3 臺(tái)雙壓余熱鍋爐（高壓 、 475℃、 ,低壓 、 220℃、）。 根據(jù)本項(xiàng)目的實(shí)際情況，燃?xì)廨啓C(jī)也可以選擇美國(guó)索拉 公司 生產(chǎn)的大力神T130 機(jī)組 。 大力神 130 發(fā)電機(jī)組是應(yīng)用在工業(yè)發(fā)電的設(shè)計(jì)緊湊的發(fā)電設(shè)備 ,發(fā)電機(jī)機(jī)組是完全高度集成化 ,系統(tǒng)包括燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、控制系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)、滑油系統(tǒng)和啟動(dòng)系統(tǒng)。大力神 130燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)是單軸、軸流式的 ,其輸出齒輪箱 ，包括輔助驅(qū)動(dòng)齒輪 ,安裝在透平進(jìn)氣端的部分 ,出力 (ISO 標(biāo)準(zhǔn)狀況 )15MW。根據(jù)本項(xiàng)目所提供的煤氣量，可以 配置 6 臺(tái)大力神 T130 機(jī)組。 采用索拉 T130 燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)配置方案如下：裝機(jī)容量 (以發(fā)電機(jī)計(jì) )： 115MW,實(shí)際發(fā)電量 ，外供電量 ，外供蒸汽 80t/h。根據(jù)焦?fàn)t煤氣氣量及熱值，可選用 6 臺(tái) 大力神 T130 燃?xì)廨啓C(jī)組和一臺(tái) 機(jī)配置 6 臺(tái)雙壓余熱鍋爐（高壓 、 435℃、 20t/h,低壓 、 178℃、） ,同樣 也可以 滿足 該方案可滿足滕氏能源下屬用電和用汽的要求。 綜合以上兩種燃?xì)廨啓C(jī)配置方案，考慮到最終系統(tǒng)效率和可靠性以及投資運(yùn)行管理成本諸多因素， LM2500+G4(RC318)燃?xì)廨啓C(jī)方案相比較而言機(jī)組效率稍高并且便于管理， 初步確定 選擇 GE 公司的 LM2500+G4(RC318)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組。 . 余熱鍋爐選擇 我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)余熱鍋爐自從 1988年開始制造和生產(chǎn)。余熱鍋爐的設(shè)計(jì)、制造、生產(chǎn)已具備相當(dāng)規(guī)模，并形成了部分專業(yè)制造廠家。 由于各用戶對(duì)余熱鍋爐的要求不同，因此同一型號(hào)的燃機(jī)可以配置不同型號(hào)的余熱鍋爐。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn) 的余熱鍋爐其綜合技術(shù)水平與國(guó)際基本同步，但設(shè)備價(jià)格至少比進(jìn)口設(shè)備便宜三分之一，因此完全可以選用由國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制造的設(shè)備。通過比較， 擬 選用無補(bǔ)燃型雙壓自然循環(huán)余熱鍋爐 ,其優(yōu)點(diǎn)如下： 自然循環(huán)余熱鍋爐的受熱面是豎式布置的，有利于露天布置時(shí)冬季管道的放空防凍。 自然循環(huán)余熱鍋爐不需要設(shè)置爐水循環(huán)泵，以及相應(yīng)的配電和控制，減 14 少了設(shè)備，同時(shí)運(yùn)行維護(hù)工作量也相對(duì)減小，故障率降低，綜合效益更好。 雙壓余熱鍋爐更加符合能量梯級(jí)利用的理論，有效地提高余熱的利用率，余熱利用率增加約 8～ 10%。 余熱鍋爐設(shè)備的配置包 括鍋爐本體及其管道、鋼架、進(jìn)排氣煙道、除氧器、給水泵、汽水系統(tǒng)、高、低壓加藥系統(tǒng)，系統(tǒng)集成度高，可采用露天布置。 如前所述，本項(xiàng)目焦?fàn)t煤氣 綜合 利用發(fā)電方案為 :選擇 3 臺(tái) GE 公司LM2500+G4(RC318)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組。 LM2500+G4(RC318)燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組在現(xiàn)場(chǎng)工況條件下 單臺(tái)燃機(jī)額定功率為 ，額定運(yùn)行工況耗用焦?fàn)t煤氣18650Nm3/h 臺(tái)，產(chǎn)生的尾氣煙氣量 ，燃機(jī)排煙溫度 ℃，熱值約為 505kJ/kg， 有相當(dāng)?shù)睦脙r(jià)值； 因此非常必要選擇余熱鍋爐，充分合理利 用該熱值，減少對(duì)環(huán)境的熱污染，使得以循環(huán)發(fā)電、熱電聯(lián)供。 為有效地達(dá)到熱電聯(lián)供的目的，對(duì)燃機(jī)煙氣熱值，熱值交轉(zhuǎn)換能力分析，綜合熱電聯(lián)供的要求，采用雙壓余熱鍋爐以提高排氣的能量利 用率，第一個(gè)壓力為次高溫次高壓系列，第二個(gè)壓力為外供蒸汽系列， 經(jīng)過計(jì)算分析比較，確定余熱鍋爐 參數(shù) 為 ：次高溫次高壓蒸汽蒸發(fā)量為 ，蒸汽壓力為 (a)、溫度 475℃和低壓蒸汽蒸發(fā)量為 ，蒸汽壓力為 (a)，溫度 220℃的雙壓、無補(bǔ)燃型自然循環(huán)鍋爐；以 1臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組配 1 臺(tái)余熱鍋爐較合理，即本項(xiàng)目共選擇 3 臺(tái)雙壓自然循環(huán)余熱鍋爐。 . 汽輪發(fā)電機(jī)組選擇 根據(jù)前述的熱負(fù)荷 以及熱負(fù)荷特性，公司熱負(fù)荷主要為生產(chǎn)熱負(fù)荷，常年用熱穩(wěn)定，波動(dòng)性小，但考慮外供和冬季取暖等因素，具有一定的變化率及用熱增長(zhǎng)，因此，綜合不同汽輪機(jī)運(yùn)行特性，本項(xiàng)目宜采用抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)組，余熱鍋爐低壓部分蒸汽供 安徽滕氏高端鑄造循環(huán)經(jīng)濟(jì)有限公司 及 安徽滕氏化工有限公司 使用，不足部分由汽輪機(jī)抽汽來供應(yīng) 。根據(jù)焦?fàn)t煤氣的平衡量，余熱鍋爐的蒸汽產(chǎn)量，合理配置機(jī)組，選用一臺(tái) 25MW 最為合理適宜 。 . 裝機(jī)規(guī)模和熱電聯(lián)產(chǎn)方案 根據(jù)對(duì)燃機(jī)、余熱鍋爐及汽輪發(fā) 電機(jī)組的選擇，本項(xiàng)目的裝機(jī)規(guī)模為： 3LM2500+G4(RC318)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組配 3 臺(tái)雙壓余熱鍋爐 (高壓 ， 、 475℃和低壓 ， 220℃， )+1 15 發(fā)電機(jī)組。 本項(xiàng)目建成后，發(fā)電功率 ，外供蒸汽量 80t/h；其中汽機(jī)約 MW，扣除自用部分電，對(duì)外供電 ，供熱 可 滿足 滕氏能源各子公司 的 供電、供熱要求。 . 熱、電平衡和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 根據(jù)確定的熱電聯(lián)供方案和裝機(jī)規(guī)模 ,本項(xiàng)目電熱平衡表如下： 序號(hào) 參 數(shù) 單位 數(shù) 值 備注 1 銘牌裝機(jī)功率 (以發(fā)電機(jī)計(jì) ) MW 3 ＋ 30＝ 2 發(fā)電總功率 MW 燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組 MW 3 C25 汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組 MW 3 鍋爐額定蒸汽量 t/h 3 (+)＝ 4 C25 汽機(jī)進(jìn)汽量 t/h 5 余熱功率供熱量 t/h 3 ＝ 6 汽機(jī)抽汽量 t/h 7 減溫 減壓汽量 t/h 0 8 對(duì)外供汽量 t/h 80 9 供電量 MW 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表如下； 序號(hào) 參 數(shù) 單位 數(shù)值 備注 1 總裝機(jī)功率 MW 2 鍋爐蒸發(fā)量 t/h 3 (+) 3 汽機(jī)進(jìn)汽量 t/h 4 對(duì)外供熱量 t/h 80 5 焦?fàn)t煤氣消耗量 Nm3/h 55950 6 年利用時(shí)數(shù) 小時(shí) 7500 7 焦?fàn)t煤氣消耗量 億 Nm3/a 8 年供熱量 萬 GJ 9 年發(fā)電量 萬 kWh 10 發(fā)電耗率 Nm3/kWh 11 自用電率 % 12 年供電量 萬度 13 全廠熱效率 % 16 . 運(yùn)行方式分析 根據(jù)主機(jī)選擇及熱電聯(lián)產(chǎn) 方 案 ,主機(jī)產(chǎn)品技術(shù)成熟 、 運(yùn)行可靠、連續(xù)穩(wěn)定；燃機(jī)、鍋爐、汽輪機(jī)組的年運(yùn)行時(shí)間都能