【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目可行性研究技術(shù)規(guī)定》及附件和《燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)電廠設(shè)計(jì)規(guī)定》要求,經(jīng)過各相關(guān)專業(yè)人員的資料分析、數(shù)據(jù)計(jì)算論證，編制了本可行性研究報(bào)告。. 主要結(jié)論（1） 能源得到合理利用，能源綜合利用效率高；項(xiàng)目組合方式、規(guī)模合理，符合國(guó)家行業(yè)產(chǎn)業(yè)政策。（2） 原料來源充足、交通運(yùn)輸及供水有保障，本項(xiàng)目廠址具備建廠條件。（3） 環(huán)保、勞動(dòng)安全、職業(yè)衛(wèi)生、消防等方面設(shè)計(jì)嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。（4） 本項(xiàng)目的興建，解決了企業(yè)自身的熱、電需求，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，投資回收期短。（5） 實(shí)現(xiàn)了資源的綜合利用，保護(hù)了環(huán)境，且具有良好的社會(huì)效益和環(huán)境效益。（6） 本項(xiàng)目主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：序號(hào) 項(xiàng)目名稱 數(shù) 值 單 位1 裝機(jī)鉻牌容量(以發(fā)電機(jī)計(jì)) MW2 發(fā)電總功率 MW3 動(dòng)態(tài)總投資 70380 萬元4 財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率 %55 回收期 年6 年運(yùn)行小時(shí)數(shù) 7500 小時(shí)7 年發(fā)電量 萬 kWh8 廠用電率 %9 年供電量 萬 kWh10 發(fā)電氣耗率 Nm3/kWh11 單位氣量發(fā)電量 kWh/ Nm312 小時(shí)耗氣量 55950 Nm3/h13 蒸汽產(chǎn)量 60 萬噸綜合各方面建設(shè)條件，本項(xiàng)目建設(shè)從技術(shù)上，經(jīng)濟(jì)上是可行的，建設(shè)也是十分必要的。 6第 2 章 熱負(fù)荷. 熱負(fù)荷現(xiàn)狀根據(jù)滕氏能源提供的資料，安徽滕氏高端鑄造循環(huán)經(jīng)濟(jì)有限公司、安徽滕氏化工有限公司各生產(chǎn)裝置需要的熱力介質(zhì)及烈山經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)其他企業(yè)總計(jì)熱需求量為 80t/h。. 熱負(fù)荷特性和用汽參數(shù)　高端鑄造及化工深加工的生產(chǎn)為三班制連續(xù)工作，兩者的熱電荷主要是工業(yè)用汽，晝夜用熱均勻，全年生產(chǎn)平衡穩(wěn)定，熱電荷波動(dòng)較小、用熱負(fù)荷較穩(wěn)定?！嵊脩艟鶠橹苯蛹訜?，用汽參數(shù)：壓力為 ，溫度≥飽和溫度(℃)，熱值為大于或等于 2767kJ/kg。因此．本項(xiàng)目供熱蒸汽設(shè)計(jì)參數(shù)為 ，280 ℃，供熱熱源為本項(xiàng)目聯(lián)合循環(huán)的余熱鍋爐低壓及汽輪機(jī)的抽氣，扣除本項(xiàng)目自用汽量后，本項(xiàng)目對(duì)外供熱能力：7090t/h。. 設(shè)計(jì)熱負(fù)荷　由于安徽滕氏高端鑄造循環(huán)經(jīng)濟(jì)有限公司、安徽滕氏化工有限公司用熱主要是工業(yè)用汽，晝夜用熱均勻，全年生產(chǎn)平衡穩(wěn)定，熱電荷波動(dòng)較小、用熱負(fù)荷較穩(wěn)定，為保證供熱的可靠性，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)額定熱負(fù)荷確定為 80t/h，并具有外供 90t/h蒸汽的能力。 7第 3 章 主機(jī)選擇和供熱方案. 發(fā)電方式選擇本工程設(shè)備選型以立足于國(guó)內(nèi)和國(guó)內(nèi)配套，國(guó)內(nèi)不能滿足要求的采用引進(jìn)設(shè)備為原則，根據(jù)目前淮北燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)項(xiàng)目煤氣供應(yīng)量以及安徽滕氏高端鑄造循環(huán)經(jīng)濟(jì)有限公司、安徽滕氏化工有限公司熱、電需求來確定本項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行發(fā)電方式的比較。經(jīng)調(diào)查和研究，相適應(yīng)的發(fā)電方式有如下三種。一、 燃?xì)忮仩t+蒸汽輪機(jī)發(fā)電、熱電聯(lián)供方式裝機(jī)容量：325MW 外供蒸汽 80t/h，這是一個(gè)非常傳統(tǒng)工藝方式，是國(guó)內(nèi)常規(guī)電廠模式。主要設(shè)備是燃?xì)馊紵?、鍋爐本體、化學(xué)水系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、蒸汽輪機(jī)、冷凝器、冷卻塔、發(fā)電機(jī)、變壓器和控制系統(tǒng)，工藝流程比較復(fù)雜。根據(jù)國(guó)內(nèi)煤氣鍋爐對(duì)燃料的要求：當(dāng)鍋爐燃料的發(fā)熱量≥，即可使鍋爐穩(wěn)定燃燒；根據(jù)長(zhǎng)源（淮北）焦化有限公司 120萬噸焦化廠提供的煤氣資料，完全可以滿足鍋爐穩(wěn)燃的要求。長(zhǎng)源（淮北）焦化有限公司 120萬噸焦化廠焦?fàn)t煤氣保證供應(yīng)量為 55950Nm3/h, 根據(jù)煤氣氣量、熱值，可選用三臺(tái) 100t/h高溫高壓燃?xì)忮仩t，按以熱定電原則，可選配三臺(tái) 25MW汽輪發(fā)電機(jī)組；在保證熱需求的前提下，機(jī)組總發(fā)電功率約 ；外供蒸汽 80t/h。優(yōu)點(diǎn)：● 對(duì)于燃料氣體要求比較低，只要燃?xì)馊紵髂軌虺惺艿臍怏w，一般都可以適應(yīng)，煤氣只需要有限的壓力，因而煤氣處理系統(tǒng)投資比較簡(jiǎn)單；電廠的運(yùn)行、8維修、管理等國(guó)內(nèi)都有一套可參考的成熟經(jīng)驗(yàn)，單位投資 5000元/kW 左右。缺點(diǎn)：● 工藝復(fù)雜，建設(shè)周期比較長(zhǎng)，永久性基礎(chǔ)，難以再移動(dòng)；● 鍋爐蒸發(fā)量大，化水處理規(guī)模亦要大； ● 機(jī)組占地面積大，投資相對(duì)較大；● 水消耗量大，機(jī)組需要的冷卻水循環(huán)量約 15000t/h（損失消耗量約為300t/h） ；● 廠房結(jié)構(gòu)、設(shè)備復(fù)雜、施工周期較長(zhǎng)；● 機(jī)組啟動(dòng)較慢，約需 4小時(shí)以上，且低負(fù)荷運(yùn)行對(duì)機(jī)組效率影響大。二、采用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電方式 裝機(jī)容量：63 臺(tái)1250kW =78750kW， 外供蒸汽：無燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的工作原理基本與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)無異，需要火花塞點(diǎn)火，由于內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)的核心區(qū)域工作溫度可以達(dá)到 1400℃，使其效率大大超過了蒸汽輪機(jī)，甚至燃?xì)廨啓C(jī)。燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的發(fā)電效率通常在 30%～40%之間，比較常見的機(jī)型一般可以達(dá)到 35% 。在使用焦?fàn)t煤氣時(shí)，由于煤氣的熱值不太穩(wěn)定，含氫量較大，雜質(zhì)含量較大，實(shí)際使用條件與設(shè)計(jì)值偏差較大，其發(fā)電效率一般在 25%左右甚至更低，進(jìn)口機(jī)組效率在 30%左右。目前我國(guó)已經(jīng)有幾家廠商可以提供相應(yīng)的機(jī)組，例如山東勝利油田勝動(dòng)機(jī)械廠，可以生產(chǎn) 500kW級(jí)燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)，并在中小型焦化廠得到大量應(yīng)用，但因其發(fā)電功率小僅 500kW，發(fā)電電壓低僅 380V，因此只能作為廠用電，無法并網(wǎng)外輸，無法大規(guī)模利用焦化煤氣，該公司正在研制 1000kW 級(jí)以上的機(jī)組，并網(wǎng)電壓也將有所提高。此外，國(guó)外的卡特彼勒和顔巴赫等公司也有相關(guān)技術(shù)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。9優(yōu)點(diǎn)：● 設(shè)備集成度高，安裝快捷。● 對(duì)氣體中的粉塵要求不高，● 基本不需要水。缺點(diǎn)：● 綜合熱效率低：雖然發(fā)電效率可達(dá) 30%，通常只有熱水而沒有蒸汽，無法同時(shí)滿足用戶用電和用蒸汽的要求?！?機(jī)組可用性和可靠性較低：從目前其它焦化廠使用的燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行情況來看，機(jī)組的穩(wěn)定性不高，運(yùn)行 100～200 小時(shí)就停機(jī)檢修，有時(shí)不得不采取增加發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)的辦法，來消除利用率低的影響。● 燃料的不同，對(duì)機(jī)組出力影響較大：一臺(tái) 500kW燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組當(dāng)燃用焦化煤氣時(shí)（4000kcal/m 3）,其出力僅為燃用天然氣時(shí)的 55%左右（280～320kW） 。● 單機(jī)容量?。耗壳皣?guó)內(nèi)生產(chǎn)的機(jī)組大多為 1000kW，燃用焦?fàn)t煤氣其出力僅為 600kW左右。● 氣缸、進(jìn)排氣閥、火花塞更換頻繁；● 需要頻繁更換機(jī)油，消耗材料比較大，● 內(nèi)燃機(jī)設(shè)備對(duì)焦化煤氣中的水分子含量和硫化氫比較敏感，可能導(dǎo)致硫化氫和水形成硫酸腐蝕問題，需要采取一些必要措施加以克服。建站投資情況：采用國(guó)產(chǎn)燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電主要是單機(jī)容量偏小，組成的臺(tái)數(shù)也多，500kW10級(jí)燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)只能以 380V等級(jí)并網(wǎng)，因此只能作為廠用電電源，還無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模利用焦化煤氣，同時(shí)也難以滿足大型設(shè)備的啟動(dòng)和運(yùn)行；機(jī)組對(duì)煤氣熱值要求高（熱值需穩(wěn)定，而焦化廠很難保證煤氣熱值不變化），因此機(jī)組適應(yīng)范圍小，稍有波動(dòng)，即影響機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。根據(jù)用戶實(shí)地考察的煤氣發(fā)電機(jī)組實(shí)際運(yùn)行情況，長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)發(fā)電功率僅能達(dá)到額定功率的 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)廨啓C(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?xì)廨啓C(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)狻羝?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，11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) C25（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)：● 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：12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13氣輪機(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)廨啓C(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)。采用 LM2500+G4(RC318) 型燃?xì)廨啓C(jī)，電廠裝機(jī)