【正文】 。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(wú)法同時(shí)滿足用戶用電和用蒸汽的要求?！?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/m3）,其出力僅為燃用天然氣時(shí)的55%左右（280～320kW）?！?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。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。單位投資為4000元/kW左右。從工作原理上看，燃?xì)廨啓C(jī)無(wú)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(lái)的，它通過(guò)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)。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(lái)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。根據(jù)焦?fàn)t煤氣氣量及熱值，（、475℃、,、220℃、）。優(yōu)點(diǎn)：● ，%（含外供蒸汽）?！?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。（、大氣溫度25～40℃）。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66087kW78750kW118938kW機(jī)組自用耗電率12%6%%外供電能力58157kW74025kW104832kW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(guò)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。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。透平出來(lái)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)）。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。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(lái)加以重視。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。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。用通過(guò)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。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)。根據(jù)焦?fàn)t煤氣氣量及熱值，（、475℃、,、220℃、）。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)。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。根據(jù)焦?fàn)t煤氣氣量及熱值，（、435℃、20t/h,、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。. 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)。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。通過(guò)比較，擬選用無(wú)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。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%。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。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(guò)計(jì)算分析比較，確定余熱鍋爐參數(shù)為：，(a)、溫度475℃，(a)，溫度220℃的雙壓、無(wú)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。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。本項(xiàng)目建成后，外供蒸汽量80t/h； MW，扣除自用部分電，供熱可滿足滕氏能源各子公司的供電、供熱要求。 當(dāng)三臺(tái)燃機(jī)及余熱鍋爐、汽輪機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，燃機(jī)及鍋爐以額定負(fù)荷出力，發(fā)電3，雙壓余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽量3(+)t/h；低壓蒸汽()直接供管網(wǎng)外輸，供熱不足部分由次高溫次高壓蒸汽經(jīng)汽輪機(jī)做功了的抽汽（，314℃，）抽至管網(wǎng)，此時(shí)25MW抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)組以熱定電運(yùn)行，出力21500kW。 . 推薦主機(jī)主要技術(shù)參數(shù). LM2500+G4(RC318)燃?xì)廨啓C(jī)LM2500+G4燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組在現(xiàn)場(chǎng)條件下的主要技術(shù)參數(shù)：制造商美國(guó)通用電氣（GE）燃機(jī)型號(hào)LM2500+G4燃料COG/輕柴油型式：輕型,雙軸燃機(jī)出力（MW）（Site工況）注水壓力177。燃?xì)廨啓C(jī)所配的發(fā)電機(jī)型號(hào)為Brush BDAX 7193ERH，是全封閉的水氣冷卻、兩極發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)包含一個(gè)無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)的永磁發(fā)電裝置，包括中性點(diǎn)接線箱和電氣接線箱。鍋爐的煙氣入口段由膨脹節(jié)和鍋爐進(jìn)口過(guò)渡煙箱組成，出口煙道由出口煙箱、膨脹節(jié)和煙囪組成。鍋爐主煙囪為滿足煙氣排放的要求，高度暫定為30m。除氧器：除氧用汽為除氧汽自帶受熱面提供，包含除氧水箱（除氧蒸發(fā)器汽包）、除氧頭、供汽及補(bǔ)汽、上水、補(bǔ)水和控制等相關(guān)附件。鍋爐的蒸汽出口母管上配備電動(dòng)隔離閥。余熱鍋爐：3臺(tái)形式：雙壓、無(wú)補(bǔ)燃型、自然循環(huán)水管鍋爐(自帶除氧器)序號(hào)參 數(shù)數(shù)值單位備注1額定高壓蒸發(fā)量t/h2額定高壓蒸汽壓力MPa3額定高壓蒸汽溫度475℃4額定低壓蒸發(fā)量t/h5額定低壓蒸汽壓力MPa6額定低壓蒸汽溫度220℃7進(jìn)口煙氣流量t/h8進(jìn)口煙氣溫度℃9給水溫度120℃10排煙溫度125℃11排煙阻力≤2000Pa%，一般來(lái)說(shuō)，采用雙壓余熱鍋爐比單壓余熱鍋爐余熱利用率提高8～10%，因此本項(xiàng)目采用雙壓余熱鍋爐也將提高余熱利用率約8%。經(jīng)過(guò)凈化處理后合格的焦?fàn)t煤氣儲(chǔ)存在焦化廠自身5萬(wàn)立方煤氣柜中，然后通過(guò)管網(wǎng)送至本廠區(qū)。初步凈化后焦?fàn)t煤氣中雜質(zhì)成分見表42：表42 焦?fàn)t煤氣雜質(zhì)成分表組分所占比例(g/Nm3)NH3H2S焦油灰塵15萘根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)的使用要求，在燃機(jī)啟動(dòng)及停機(jī)的時(shí)候需要使用0輕柴油作為燃料，輕柴油由油罐車運(yùn)至廠內(nèi)，廠內(nèi)設(shè)置2座60m3的油罐。. 燃料的消耗量. 燃油消耗量根據(jù)燃機(jī)供應(yīng)商的要求，燃機(jī)在啟動(dòng)及停機(jī)時(shí)使用輕柴油作為燃料，品質(zhì)需符合燃機(jī)“液體燃料規(guī)范”要求。因此，本工程需要啟動(dòng)點(diǎn)火油量很少，可直接從市場(chǎng)購(gòu)買。表44 LM2500+G4燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組在現(xiàn)場(chǎng)條件下的燃料需求項(xiàng)目單位工況1工況2工況3工況4環(huán)境溫度℃1301530輸出功率kW32677329383247928470燃料消耗量Nm179。燃機(jī)啟動(dòng)時(shí)需使用輕柴油啟動(dòng)，根據(jù)LM2500+G4燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組要求，在發(fā)電負(fù)荷升至30%負(fù)荷時(shí)可以進(jìn)行燃料切換，整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程大約在15分鐘左右時(shí)間內(nèi)完成，也可直接以輕柴油為燃料帶發(fā)電負(fù)荷。. 卸油系統(tǒng)本工程輕柴油采用汽車運(yùn)輸?shù)姆绞竭\(yùn)至廠內(nèi)，廠內(nèi)設(shè)置2座60m3的油罐。. 供油系統(tǒng)燃機(jī)供油系統(tǒng)共設(shè)置4臺(tái)供油泵，3用1備。供油泵出口管道采用母管制，在供油泵出口母管上設(shè)置一連接至油罐的壓力調(diào)節(jié)回路，回路上設(shè)置壓力調(diào)節(jié)閥，該閥門通過(guò)調(diào)節(jié)開度的方式自動(dòng)把管路中的壓力調(diào)整為設(shè)定值，這樣就可以給燃機(jī)提供壓力恒定的燃油。. 含油廢水處理系統(tǒng)在油泵房?jī)?nèi)設(shè)置一個(gè)1m3的污油池，用于收集油泵在安裝及運(yùn)行維護(hù)中產(chǎn)生的含油廢水及用于排放油罐底部沉積的污油。. 設(shè)備布置燃油系統(tǒng)設(shè)置有油泵房與油罐區(qū)兩個(gè)建筑物。油泵房采用單層布置。. 燃?xì)庀到y(tǒng)燃料系統(tǒng)包括燃?xì)饩幚硐到y(tǒng)、燃?xì)庠鰤合到y(tǒng)、過(guò)濾和計(jì)量系統(tǒng)等。NH3≤50mg/Nm179。（冬季），100mg/Nm179。氯1500PPM %重量百分比其他焦?fàn)t煤氣的成份對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行至關(guān)重要，其中萘、硫的含量會(huì)對(duì)煤氣壓縮機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)的安全運(yùn)行造成很大影響，硫的含量會(huì)同時(shí)對(duì)余熱鍋爐的運(yùn)行造成很大的影響，因此供應(yīng)給本項(xiàng)目的焦?fàn)t煤氣必須是符合燃機(jī)燃料規(guī)范要求的焦?fàn)t煤氣。本工程直接利用焦化廠自有5萬(wàn)立方的煤氣柜將長(zhǎng)源（淮北）焦化有限公司120萬(wàn)噸焦化廠供給的焦?fàn)t煤氣在煤氣柜匯集后集中供給燃機(jī)使用，在煤氣柜進(jìn)口設(shè)置一套箱式干法脫硫裝置，該裝置可以將煤氣含硫量降低后供至燃機(jī)使用，減少污染物排放，提高燃機(jī)壽命，減低設(shè)備維修。經(jīng)精處理后的焦?fàn)t煤氣進(jìn)入焦?fàn)t煤氣壓縮系統(tǒng)進(jìn)行壓縮增壓，滿足燃機(jī)對(duì)燃料的壓力和溫度的要求。. 燃?xì)庠鰤合到y(tǒng). 燃機(jī)對(duì)焦?fàn)t煤氣的使用要求單臺(tái)燃機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)工況下，燃料的消耗量為18650Nm3/h。燃機(jī)對(duì)焦?fàn)t煤氣燃料的壓力要求為：4137 Kpag (4086～4275 Kpag)。. 壓縮機(jī)機(jī)型的選擇燃?xì)鈮嚎s機(jī)形式主要有離心式壓縮機(jī)和往復(fù)式壓縮機(jī)兩種，兩種機(jī)型的主要特點(diǎn)對(duì)比見表45：表45 往復(fù)式壓縮機(jī)和離心式壓縮機(jī)特點(diǎn)對(duì)比表下游氣體不含油 運(yùn)行性能能可靠運(yùn)行運(yùn)行可靠運(yùn)行效率直接壓縮，效率高速度式，效率較低。優(yōu)點(diǎn)：主機(jī)數(shù)量少，運(yùn)行維護(hù)方便。方案二設(shè)置4臺(tái)往復(fù)式壓縮機(jī)，3用1備。缺點(diǎn)：主廠房尺寸較方案一大，土建費(fèi)用增加。往復(fù)式壓縮機(jī)類型為活塞式， 國(guó)內(nèi)活塞式壓縮機(jī)水平在70年代以前與國(guó)際水平基本相近，但是在近40年時(shí)間內(nèi)技術(shù)進(jìn)步的速度較慢?？傮w來(lái)說(shuō)，進(jìn)口活塞式機(jī)型比國(guó)產(chǎn)活塞式機(jī)型在技術(shù)質(zhì)量、可靠性、運(yùn)行性能上顯得有優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)的活塞式壓縮機(jī)可靠性低一些，轉(zhuǎn)速最高能達(dá)600轉(zhuǎn)/分，設(shè)備尺寸較大。進(jìn)口活塞式機(jī)型轉(zhuǎn)速最高可達(dá)1800轉(zhuǎn)/分，從而可以使設(shè)備尺寸緊湊，可以采用橇裝結(jié)構(gòu)，無(wú)須獨(dú)立廠房，可以露天布置，或采用敞篷式結(jié)構(gòu)，這樣消防要求降低很多。為保證壓縮介質(zhì)不泄漏，在氣缸與機(jī)身間應(yīng)增加中體，在氣缸側(cè)應(yīng)設(shè)有密封填料和前置密封結(jié)構(gòu)，并在氣缸側(cè)填料的低壓端設(shè)有排放管線，如有少量氣體泄漏，該管線可將泄漏氣體直接排放至低壓安全區(qū)；機(jī)身側(cè)需設(shè)有刮油環(huán)，可將絕大部分潤(rùn)滑油密封在機(jī)身內(nèi)，減少油耗，節(jié)約成本；煤氣壓縮機(jī)需設(shè)氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)，防止焦?fàn)t煤氣的泄露。. 焦?fàn)t煤氣壓縮機(jī)組參數(shù)的確定1) 焦?fàn)t煤氣壓縮機(jī)流量的確定單臺(tái)燃機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)工況下，燃料的最大耗量為18650Nm3/h。2) 焦?fàn)t煤氣壓縮機(jī)出口壓力的確定焦?fàn)t煤氣經(jīng)過(guò)壓縮后，主要的壓力損失如下：管路及閥門壓力損失：50 KPa焦?fàn)t煤氣精過(guò)濾器最大壓力損失：300 KPa其它壓力損失：30 KPa總壓力損失：380 KPa燃機(jī)對(duì)焦?fàn)t煤氣的壓力要求為： MPa(a)焦?fàn)t煤氣壓縮機(jī)出口壓力：+= MPa(a)取整，(a)。. 焦?fàn)t煤氣壓縮機(jī)技術(shù)參數(shù)1) 焦?fàn)t煤氣壓縮機(jī)主要技術(shù)規(guī)格型式：對(duì)稱平衡型往復(fù)式數(shù)量: 4臺(tái)介質(zhì)：焦?fàn)t煤氣額定排氣量（干基標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）：20000 Nm3/h進(jìn)氣壓力： kPa(g)額定排氣壓力： MPa(a)進(jìn)氣溫度：30℃排氣溫度：80℃軸功率：3310 kW冷卻方式：水冷潤(rùn)滑方式：壓力潤(rùn)滑傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：直聯(lián) 總重量：約220T 2) 電動(dòng)機(jī)主要技術(shù)規(guī)格數(shù)量: 4臺(tái)型式：增安型無(wú)刷勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī) 防爆等級(jí)：eⅡT3防護(hù)等級(jí)：IP54額定功率：3700kW額定轉(zhuǎn)速：333 r/min定子電壓：10000V絕緣等級(jí)：F. 焦?fàn)t煤氣壓縮機(jī)房布置焦?fàn)t煤氣壓縮機(jī)房橫向布置，依次布置4臺(tái)焦?fàn)t煤氣壓縮機(jī)組，焦?fàn)t煤氣壓縮機(jī)房分0米層，+。，布置有焦?fàn)t煤氣壓縮機(jī)組的壓縮機(jī)及電動(dòng)機(jī)。. 氮?dú)庀到y(tǒng)氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)是本工程焦?fàn)t煤氣綜合利用項(xiàng)目工藝不可缺少的重要組成部分，氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)主要滿足以下工序要求：煤氣壓縮機(jī)的密封；燃機(jī)氮?dú)馇宕?；過(guò)濾器反吹；煤氣管道檢修；燃機(jī)余熱鍋爐充氮保護(hù)等。/h180持續(xù)2燃機(jī)充氮隔離保護(hù)Nm179。/h160間斷4燃機(jī)空氣過(guò)濾器反吹Nm179。/h80間斷合計(jì)Nm179。/h。3） 系統(tǒng)啟、停時(shí)用來(lái)置換焦?fàn)t煤氣管道內(nèi)空氣、焦?fàn)t煤氣的氮?dú)?，壓力：? 氮?dú)庀到y(tǒng)流程低