【正文】 在采暖期，電廠蒸汽輪機(jī)作抽汽運(yùn)行，可提供最大 40t/h 的供熱用汽，此時(shí)，蒸汽輪機(jī)的發(fā)電功率為 。工業(yè)水系統(tǒng)為閉式循環(huán)系統(tǒng)，循環(huán)介質(zhì)采用除鹽水。連續(xù)排污擴(kuò)容器及定期排污擴(kuò)容器各設(shè)置一臺(tái)。4. 抽汽系統(tǒng)留有向煤氣凈化回收系統(tǒng)、全廠采暖系統(tǒng)供氣及將來(lái)向孝義市供熱的抽汽口，抽汽壓力 。2. 凝結(jié)水系統(tǒng)為適應(yīng)一拖一的運(yùn)行方式，每臺(tái)汽輪機(jī)設(shè)有三臺(tái)容量為 50%的凝結(jié)水泵，兩用一備。由于本工程總工期較短，則第（1）項(xiàng)中的考慮意義不太大，而對(duì)于第（2）項(xiàng)，由于余熱鍋爐采用了自然循環(huán)鍋爐，啟動(dòng)速度不能與燃?xì)廨啓C(jī)完全相匹配。因此，本工程擬采用單壓蒸汽循環(huán)方式。但本工程考慮帶基本負(fù)荷，因此，采用自然循環(huán)方式較為符合實(shí)際情況。因?yàn)殄仩t的換熱系數(shù)主要取決于煙氣側(cè)對(duì)管壁的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，強(qiáng)制循環(huán)只加速了管束內(nèi)水流速度，對(duì)改善水側(cè)的換熱系數(shù)是有利的，而對(duì)整個(gè)鍋爐的換熱系數(shù)影響不大。自然循環(huán)中的垂直管束結(jié)垢情況比強(qiáng)制循環(huán)中的水平管束均勻，不易造成塑性形變和故障，同時(shí)也減緩了結(jié)垢量高而使余熱鍋爐性能下降的問(wèn)題。自然循環(huán)余熱鍋爐與強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐的比較自然循環(huán)方式強(qiáng)制循環(huán)方式傳熱面積 相同 相同可用率 在燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行范圍內(nèi)的使用性 廣 窄水循環(huán)的自然平衡性 有 有限循環(huán)泵的設(shè)置 無(wú) 有外部耗功 無(wú) 有泵的耗功占地面積 較多 較少鋼結(jié)構(gòu)與管道 輕而多 重而少基礎(chǔ)和撐腳 輕而多 重而少安裝所需設(shè)備 輕 重運(yùn)行及維護(hù) 較易 較難從自然循環(huán)與強(qiáng)制循環(huán)這兩種循環(huán)方式對(duì)于余熱鍋爐的性能、價(jià)格和維護(hù)等方面的影響可以看出兩大類的余熱鍋爐各有其優(yōu)缺點(diǎn)和局限性。余熱鍋爐—汽輪機(jī)的產(chǎn)汽量、發(fā)電量、供熱量初步計(jì)算如下：燃機(jī)PG6561BLM6000PCSprintxlvi / 188型號(hào)余熱鍋爐蒸汽壓力 MPa MPa余熱鍋爐蒸汽溫度 450℃ 400℃余熱鍋爐蒸發(fā)量 74t/h 61 t/h余熱鍋爐給水溫度 104℃ 104℃余熱鍋爐排煙溫度 160℃ 160℃汽輪機(jī)蒸汽壓力 MPa 汽輪機(jī)蒸汽溫度 435℃ 390℃汽輪機(jī)容量 11MW汽輪機(jī)可外供蒸汽量 40 t/h 30 t/h供熱時(shí)發(fā)電量 一套機(jī)組聯(lián)合循環(huán)可供熱面積 36104㎡ 24104㎡一套機(jī)組聯(lián)合循環(huán)不供熱時(shí)發(fā)電量 一套機(jī)組聯(lián)合循環(huán)供熱時(shí)發(fā)電量 由此可知，從供熱的角度來(lái)看，PG6561B 在聯(lián)合循環(huán)時(shí)可滿足孝義市 70104m2 的供熱?？紤]到熱端溫差（指換熱過(guò)程中過(guò)熱器入口煙氣與過(guò)熱器出口過(guò)熱蒸汽之間的溫差）△TS=30～50 或更高，一般地，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度T4*=450～550℃時(shí)，蒸汽采用 或 的中壓或次高壓的初參數(shù)。該機(jī)組從冷態(tài)到額定負(fù)荷的起動(dòng)時(shí)間約 20分鐘，快速起動(dòng)時(shí)間為 10～15 分鐘。兩種機(jī)組的具體參數(shù)如下：燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組在 ISO 條件下的主要技術(shù)參數(shù)制造商 美國(guó)通用電氣 （ GE） 美國(guó)通用電氣 （GE ）燃機(jī)型號(hào) PG6561B LM6000PCSprint燃料 焦?fàn)t煤氣/柴油 焦?fàn)t煤氣 / 天然氣燃機(jī)出力（MW） （ISO 工況） 進(jìn)氣壓力 177。由于燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電廠高效xliii / 188低耗、啟動(dòng)快、調(diào)峰能力強(qiáng)、投資省、建設(shè)周期短以及環(huán)境污染少等一些主要性能指針明顯優(yōu)于同等功率等級(jí)的常規(guī)燃煤火電廠，故已被國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用。(7) 耗水量少燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)裝置所需水量?jī)H為常規(guī)燃煤電廠的 60%左右，特別適用于缺水地區(qū)。(5) 占地少，定員少燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)裝置的主機(jī)是箱裝模塊結(jié)構(gòu)，布局緊湊，既無(wú)常規(guī)火電廠的煤場(chǎng)、灰、渣堆場(chǎng)，又無(wú)輸煤系統(tǒng)，因此占地面積少，一般占地面積為相同等級(jí)容量常規(guī)燃煤電廠的 30～40%。(3) 啟動(dòng)快，運(yùn)行靈活聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)在熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)，1 小時(shí)內(nèi)能達(dá)滿負(fù)荷，冷態(tài)啟動(dòng)約 3小時(shí)內(nèi)可達(dá)滿負(fù)荷。其它主要設(shè)備選型見設(shè)備一覽表xli / 188第五章 熱電站本項(xiàng)目擬建燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)熱電站屬于煤氣凈化后的綜合利用部分，本項(xiàng)目將遵照國(guó)家有關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，將凈化回收后的煤氣送入燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電并供熱，除解決本工程全廠的生產(chǎn)、生活用電等需要以外，多余電力上網(wǎng)銷售。5. 精脫硫選用 Φ300015500 的 TG1 脫硫塔四臺(tái)，三臺(tái)脫硫，一臺(tái)再生。2. 脫硫采用 Φ700034720 的脫硫塔兩臺(tái)，內(nèi)裝輕瓷填料，這種填料具有表面積大、耐高溫、阻力小、投資省、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。 動(dòng)力供應(yīng)1. 儀表電源采用雙路交流 220V 供電，兩路互為備用，DCS 設(shè)置在線式不間斷供電電源（UPS ） ，蓄電池供電時(shí)間為 30 分鐘。盤裝儀表以國(guó)產(chǎn)儀表為主。4. 必要的物料和消耗定額計(jì)量控制系統(tǒng)。在氣體爆炸危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)，按防爆要求和工業(yè)衛(wèi)生規(guī)范要求設(shè)可燃?xì)鈞xxviii / 188體爆炸濃度下限檢測(cè)儀，報(bào)警接入 DCS 系統(tǒng)，警報(bào)按區(qū)設(shè)置，并采取相應(yīng)的聯(lián)鎖措施。除盤裝儀表外設(shè)置必需的就地顯示儀表?？刂普驹O(shè)于中央控制室或全廠總調(diào)度室，操作站設(shè)在車間控制室。從精脫硫工序來(lái)的凈煤氣做為燃?xì)廨啓C(jī)的燃料進(jìn)入氣柜儲(chǔ)存，穩(wěn)壓后送往焦?fàn)t氣壓縮工序。四臺(tái)精脫硫塔中三臺(tái)脫硫，一臺(tái)再生。此外，粗苯貯槽、焦油洗油貯槽上均設(shè)有泡沫液接管，用于貯槽化學(xué)泡沫消防使用。洗油在循環(huán)使用過(guò)程中質(zhì)量逐漸惡化，為保證洗油質(zhì)量采用洗油再生器將部分洗油再生，洗油再生量為循環(huán)洗油量的 %，用過(guò)熱蒸汽加熱，蒸出的輕組分油氣進(jìn)入脫苯塔，殘留在再生器底部的殘?jiān)湃霘堅(jiān)囟ㄆ谒屯簣?chǎng)。脫苯后的熱貧油從脫苯塔底部流出，自流入貧富油換熱器與富油換熱，將溫度降至 120℃左右，進(jìn)入貧油槽由貧油泵加壓送至貧油冷卻器分別被循環(huán)水和低溫水冷卻至 30℃左右，送洗苯塔循環(huán)噴淋洗滌煤氣。(3) 洗脫苯工序來(lái)自硫銨工序的粗煤氣，經(jīng)終冷塔上段的循環(huán)水和下段的低溫水換熱后，將煤氣由 55℃降至 27℃，然后進(jìn)入洗苯塔由下而上經(jīng)過(guò)洗苯塔填料層，與塔頂噴淋的貧油逆流接觸，煤氣中的苯被循環(huán)洗油吸收，再經(jīng)塔的捕霧段脫除霧滴后出洗苯塔，其中一部分送焦?fàn)t做回爐煤氣，一部分送粗苯管式爐作燃料，一部分送低溫水系統(tǒng)制冷機(jī)組作燃料，剩余煤氣送精脫硫工序進(jìn)一步凈化。從離心機(jī)卸出的硫銨結(jié)晶，由螺旋輸送機(jī)送至振動(dòng)流化床干燥器，并用被熱風(fēng)器加熱的空氣干燥，再經(jīng)冷風(fēng)機(jī)用冷風(fēng)冷卻后進(jìn)入硫銨貯斗，稱量、包裝送入硫銨成品庫(kù)。浮于再生塔頂部的硫泡沫則由再生塔頂部擴(kuò)大部分自流入硫泡沫槽，再由硫泡沫泵加壓后送至熔硫釜，用蒸汽加熱后，硫泡沫在熔硫釜內(nèi)澄清分離，熔硫釜上部排出的清液入溶液循環(huán)槽循環(huán)使用，熔硫釜下部排出的硫磺冷卻后裝袋外售。剩余 50%送精脫硫工序進(jìn)一步凈化。(2) 可儲(chǔ)備燃?xì)?，?dāng)制氣裝置發(fā)生暫時(shí)故障時(shí)，能保證一定程度的供氣。H2O 十 3H2Oxxxi / 188再生：Fe 2S32. 精脫硫ＨＰＦ濕法脫硫后的焦?fàn)t煤氣中的 H2S 含量為 200mg／Nm 3，不能滿足燃?xì)廨啓C(jī)的要求（燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)口煤氣含硫量小于 20 mg／Nm 3） ，為了進(jìn)一步脫除煤氣中的硫化氫，必須在粗苯工段后進(jìn)行精脫硫。管式爐脫苯具有粗苯回收率高、蒸汽消耗少、含酚廢水少、不受蒸汽壓力波動(dòng)影響、蒸餾和冷卻設(shè)備尺寸小、投資低等優(yōu)點(diǎn)。(3) 終冷、洗苯、脫苯工藝洗苯洗油基本上分為兩種：一種是石油洗油（即輕柴油） ，二是焦油洗油。該工藝沒(méi)有氨產(chǎn)品銷售困難的問(wèn)題，尾氣還可以作為低熱值燃?xì)夤┯脩?。近幾年工藝技術(shù)又有新突破。由于濃氨水作為農(nóng)用肥料貯運(yùn)、使用不便，一般北方地區(qū)不采用該流程。b. 硫磺品質(zhì)低，收率低。c. 廢液回兌配煤，簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)。工業(yè)實(shí)驗(yàn)表明：摻廢液后，煤氣中的 H2S 和 NH3 僅分別增加 1～1～2g/m 3，而 HCN 含量基本不變；回兌廢液僅增加煤的水分~%，其鹽類在爐內(nèi)熱裂解產(chǎn)生 H2S，絕大部分又進(jìn)入煤氣中，因此焦炭硫含量增加極少（一般為 ～％） ，焦炭強(qiáng)度和耐磨性無(wú)明顯變化。HPF 脫硫的廢液回兌到煉焦配煤中。這種工藝的共同優(yōu)點(diǎn)是脫硫效率高，但有不足之處，主要是硫的產(chǎn)品質(zhì)量低以及副反應(yīng)的結(jié)果產(chǎn)生不希望生成的鹽類如：硫氰酸鹽、硫代硫酸鹽和硫酸鹽等化合物，此含鹽廢液不允許直接外排，造成廢液處理的困難。5. 煤氣凈化回收系統(tǒng)設(shè)有煤氣輸送及回饋系統(tǒng)、脫硫及硫回收、硫銨、洗脫苯、油庫(kù)、精脫硫、煤氣穩(wěn)壓與儲(chǔ)存等工序。 工藝技術(shù)方案的選擇 工藝技術(shù)方案選擇原則1. 工藝技術(shù)充分體現(xiàn)規(guī)模效益、保護(hù)環(huán)境、利用當(dāng)?shù)亟範(fàn)t煤氣資源，保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下力求技術(shù)水準(zhǔn)適度先進(jìn)合理、穩(wěn)妥可靠。 表 31 主要產(chǎn)品方案表序號(hào) 產(chǎn)品名稱 產(chǎn)品規(guī)格 單位 備注1 硫磺 GB244992 t/a 32502 硫銨 t/a 277203 粗苯 YB/T502293 t/a 249504 凈煤氣 16720KJ/Nm3 103Nm3 4044715 電 103KWh 864667 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1. 粗苯粗苯質(zhì)量可達(dá)到 YB502293 標(biāo)準(zhǔn)中溶劑用質(zhì)量指針。熱電站裝機(jī)總?cè)萘?110MW，年最大發(fā)電總量 億度電，最大供熱能力 42MW，可為供熱 70 萬(wàn)平方米提供熱源。由此，可以預(yù)計(jì)呂梁地區(qū)缺電的形勢(shì)短期內(nèi)將難以改變，另一方面也說(shuō)明了呂梁地區(qū)電力市場(chǎng)銷售良好。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，孝義市 2022 年所需電力總?cè)萘?10 萬(wàn)千瓦，但實(shí)際僅有 60%可以滿足。 山西省 2022 年 2020 年最大發(fā)電負(fù)荷、發(fā)電量及最大負(fù)荷利用小時(shí)預(yù)測(cè)結(jié)果表單位： MW、億千瓦時(shí)、 hxxii / 188方案 項(xiàng)目 2022 年 2022 年 2022 年 2020 年發(fā)電量 926 1560 2400 3527發(fā)電負(fù)荷 13042 22609 35821 54262高負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) 7100 6900 6700 6500發(fā)電量 893 1374 1928 2580發(fā)電負(fù)荷 13400 19920 28770 39690中負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) 7100 6900 6700 6500發(fā)電量 877 1230 1570 1911發(fā)電負(fù)荷 12352 17826 23433 29400低負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) 7100 6900 6700 6500根據(jù)以上分析，如負(fù)荷水平采用中方案，則山西省 2022 年、2022年、2022 年、2020 年全社會(huì)發(fā)電量分別為89310137410 192810258010 8kWh，最高發(fā)電負(fù)荷分別為13400MW、 19920MW、28770MW 、39690MW 。 2022 年全省地縣兩級(jí)累計(jì)拉路限電 137027 條次，損失電量 108kWh，與 2022 年相比，拉路限電條次增加了 39304 條次，損失電量增加了108kWh， 2022 年全年平均限電負(fù)荷 1310MW。 2022 年、 2022 年、 2022 年、 2022 年山西省生產(chǎn)總值與上年相比，增長(zhǎng)率分別為%、 %、 %、 %，且逐年加快，四年平均增長(zhǎng)率為%， 2022 年生產(chǎn)總值完成 億元（當(dāng)年價(jià)），人均 GDP 達(dá)到 1100 美元。這一趨勢(shì)將會(huì)保持?jǐn)?shù)年。因此，項(xiàng)目的建設(shè)是可行的，也是必要的。6. 通過(guò)對(duì)本項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行預(yù)測(cè)，本項(xiàng)目建成投產(chǎn)后，企業(yè)年實(shí)現(xiàn)銷售收入 萬(wàn)元，銷售稅金及附加 萬(wàn)元，利潤(rùn)總額 萬(wàn)元。煤氣用于發(fā)電和供熱，環(huán)境效益顯著；其它化工產(chǎn)品市場(chǎng)銷路廣闊。煤氣凈化回收采用了 濕法脫硫、硫銨脫氨、洗油洗苯、干法精脫硫等工藝。 資金籌措本項(xiàng)目建設(shè)投資為 萬(wàn)元，全部由歐羅福公司投資，即 25%由歐羅福公司出資，75%由歐羅福公司在國(guó)際上融資 (目前已與 GECOFI集團(tuán)簽訂投資合作合同)。c）生產(chǎn)輔助設(shè)施、環(huán)保設(shè)施、公用生活設(shè)施包括蓄水池及綜合水泵站、給水設(shè)施、循環(huán)水設(shè)施、酚氰污水處理裝置；壓縮空氣站；中央配電所、維修間、綜合倉(cāng)庫(kù)、中心化驗(yàn)室、汽機(jī)房、主控樓、水處理車間、煤氣防護(hù)站等。發(fā)電和供熱：利用提取化工產(chǎn)品后的煤氣作為燃?xì)廨啓C(jī)燃料聯(lián)合循環(huán)發(fā)電并供熱，熱電站裝機(jī)總?cè)萘?114MW，年發(fā)電總量 億度電。項(xiàng)目分為兩部分，即焦?fàn)t煤氣提取化工產(chǎn)品部分和使用提取化工產(chǎn)品后的煤氣作為燃?xì)廨啓C(jī)燃料聯(lián)合循環(huán)發(fā)電并供熱部分。另外，由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，山西省已形成明顯的缺電局面，拉閘限電現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，晉北地區(qū)窩電狀況隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及省內(nèi)南北 500kV 主電網(wǎng)的形成已不復(fù)存在，而在今后 2～3 年也將出現(xiàn)缺電局面。由于呂梁地區(qū)電力緊缺，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，缺電已達(dá)數(shù)十萬(wàn)千瓦左右，成為當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)發(fā)展的一個(gè)瓶頸，所以將剩余煤氣進(jìn)行發(fā)電是一個(gè)非常好的選擇，為當(dāng)?shù)匕l(fā)展提供了強(qiáng)有力的電力保證，同時(shí)也是發(fā)展呂梁地區(qū)的必由之路。（2）發(fā)展地區(qū)工業(yè)，振興當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)孝義市處于全國(guó)最大的產(chǎn)煤大省－山西省，地理位置優(yōu)越，而且國(guó)內(nèi)主要的煉焦用煤產(chǎn)地多分布在周邊地區(qū)。xii / 188依據(jù)《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》中關(guān)于“新建工業(yè)企業(yè)和現(xiàn)有工業(yè)企業(yè)的技術(shù)改造，應(yīng)當(dāng)采取資源利用率高，污染物排放量少的設(shè)備和工藝。大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、提高能源綜合利用率。xi / 188山西省政府晉政辦發(fā)[2022]2 號(hào)檔強(qiáng)調(diào)指出：鼓勵(lì)發(fā)展新能源，節(jié)能降耗技術(shù)和工藝、擴(kuò)大煤矸石、礦井水和焦化煤氣的利用領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)潔凈生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)，在全國(guó)率先走出一條煤礦建設(shè)與資源綜合利用同步發(fā)展的新型工業(yè)發(fā)展道路。發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)也給當(dāng)?shù)丨h(huán)境治理帶來(lái)更大的難度，對(duì)此已引起國(guó)家和當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門、政府的重視。對(duì)這