【正文】 本負荷下的燃氣輪機排氣溫度一般在538℃以下，為防止低溫腐蝕，鍋爐排煙溫度在160℃~165℃，甚至更高，聯(lián)合循環(huán)電廠的效率雖然不高，但設備投資費較低，多應用于化工、鋼鐵和冶金行業(yè)。如果燃料價格較貴或需承擔較高的負荷，可以考慮采用多壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有較高的效率，其投資費也較高，余熱鍋爐的排煙溫度一般在110℃～140℃。燃用天然氣等昂貴燃料和環(huán)保要求比較高的燃機電廠，宜采用三壓再熱系統(tǒng)，而鍋爐排煙溫度可選的很低，一般在90℃～110℃。本工程燃用煤層氣，氣源較為清潔，采用雙壓鍋爐可將排煙溫度進一步降低到110℃左右，燃機和聯(lián)合循環(huán)汽輪機容量較小，設置三壓鍋爐型投資不經(jīng)濟。因此，本階段暫按裝設雙壓余熱鍋爐考慮。 裝機方案比較 裝機配置燃氣－蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組中，燃氣輪機、余熱鍋爐和蒸汽輪機的匹配原則一般是，余熱鍋爐的進氣參數(shù)與燃氣輪機排氣參數(shù)相匹配，汽輪機的進汽量與余熱鍋爐的蒸發(fā)量相匹配，以使能源的利用效率最大化。燃機、余熱鍋爐和蒸汽輪機的配置有一拖一、二拖一的系統(tǒng)方案，一拖一聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)運行靈活，但汽機設備數(shù)量較多；二拖一聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)汽機容量較大，機組效率較高。PG6581B燃機聯(lián)合循環(huán)的常規(guī)配置是二拖一方案汽輪機采用雙壓進汽，一拖一方案采用單壓進汽，根據(jù)已確定的工業(yè)負荷和采暖負荷需求，本工程機組選型有以下兩個方案：方案一：采用一套“二拖一”燃氣－蒸汽聯(lián)合循環(huán)直接空冷供熱機組；方案二：采用二套“一拖一”燃氣－蒸汽聯(lián)合循環(huán)直接空冷供熱機組；（1） 方案一：采用一套“二拖一”燃氣－蒸汽聯(lián)合循環(huán)直接空冷供熱機組；由2套燃氣輪機發(fā)電機組（含2發(fā)電機）+2臺雙壓余熱鍋爐+1套40MW級直接空冷抽汽凝汽式蒸汽輪發(fā)電機組（含1臺發(fā)電機）+1套空冷凝汽器構(gòu)成。聯(lián)合循環(huán)汽輪機為次高壓機組，余熱鍋爐為雙壓鍋爐，余熱鍋爐低壓蒸汽在非采暖期作為聯(lián)合循環(huán)汽輪機補汽，進入汽輪機發(fā)電；在采暖期作為采暖抽汽補汽供熱網(wǎng)首站。在汽輪機故障工況下，為保證采暖負荷需求，高壓蒸汽經(jīng)減溫減壓后供采暖用汽。汽動壓縮汽輪機采用余熱鍋爐高壓蒸汽。如下圖所示。方案一原則性系統(tǒng)圖方案一的優(yōu)點在于： 兩臺燃氣輪機帶動一臺蒸汽輪機，設備少，系統(tǒng)相對簡單。 機組效率較“一拖一”方案高。 燃機、余熱鍋爐可以獨立運行，通過減溫減壓或者旁路的方式保證供熱穩(wěn)定。 空冷島設計較為簡便。方案一的缺點在于： 機組運行不靈活，由于2臺燃機共用一臺汽輪機，在汽輪機故障或檢修停機期間，聯(lián)合循環(huán)經(jīng)濟性稍差。（2）方案二：兩套一拖一方案本方案由2臺燃氣輪機（含2臺發(fā)電機）+2臺單壓余熱鍋爐+2臺小功率抽凝式汽輪機（含2臺發(fā)電機）+2套空冷凝汽器裝置構(gòu)成。方案二的提出主要是考慮到系統(tǒng)采用完全單元制配置，運行靈活，同時對供熱可靠性的保證率較高，如下圖所示。方案二原則性系統(tǒng)圖方案二的優(yōu)點在于： 采用單元機組，系統(tǒng)相對簡單獨立，運行控制方便。 汽輪機分別供熱，在一臺汽輪機故障時，聯(lián)合循環(huán)經(jīng)濟性較高。方案二的缺點在于： 熱效率相對于方案一略低，運行成本高。 動力島占地較大。機組配置情況如下表所示。機組配置情況方案方案一（二拖一）方案二（一拖一）汽輪機抽凝機抽凝機燃氣輪機數(shù)量22余熱鍋爐數(shù)量22蒸汽輪機數(shù)量12發(fā)電機2+12+2主變壓器2+12+2空冷凝汽器12 聯(lián)合循環(huán)出力比較經(jīng)過與主機廠進行技術(shù)交流， 2臺PG6581B型燃機組成的聯(lián)合循環(huán)機組各方案出力及供熱參數(shù)如下表所示。聯(lián)合循環(huán)出力比較參數(shù)單位方案一（二拖一）方案二（一拖一）ISO純凝工況ISO供熱工況ISO純凝工況ISO供熱工況燃料耗量m3/h27565275652756527565與下表不對應總電功率kW121443103983117452101392供熱出力kW078247065966發(fā)電熱耗率kJ/kWh總熱耗率kJ/kWh可以看出，在相同燃料耗量的情況下，二拖一方案在總電功率、總供熱出力、發(fā)電熱耗率、總熱耗率等各項經(jīng)濟指標都要優(yōu)于一拖一方案。主要是兩方面的原因：首先二拖一采用的是次高壓參數(shù)的發(fā)電機組，自身發(fā)電效率比較高，而一拖一是中溫中壓參數(shù)，發(fā)電效率較低；其次二拖一使用的是雙壓余熱鍋爐，而一拖一使用的是單壓余熱鍋爐，雙壓鍋爐的熱效率比單壓鍋爐要高，能源利用較為充分。綜上分析，無論從設備投資還是發(fā)電和供熱效益來看，二拖一方案都優(yōu)于一拖一方案。因此本階段推薦考慮采用二拖一方案進行。 機組運行小時數(shù)本工程燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)供熱機組的運行小時數(shù)如下：1) 冬季采暖期運行小時數(shù)：冬季采暖期149天，機組冬季運行小時數(shù)3576h。2) 非采暖期運行小時數(shù)：機組全年設備利用小時數(shù)6500h，根據(jù)以熱定電的原則，非采暖期運行小時數(shù)為3911h，全年運行小時數(shù)為7487h。不理解3) LNG工業(yè)用汽常年穩(wěn)定供應，年設備利用小時數(shù)8000h。設計工況（℃、請用國際單位平均相對濕度61%)下主要設備規(guī)范如下：1) 燃氣輪機型式： PG6581B型(或同類機型)制造廠：南京汽輪電機(集團)有限責任公司(或同類廠家)數(shù)量： 2臺燃料： 煤層氣功率： 熱耗率： 11433kJ/kWh排煙溫度： ℃排煙流量： 耗氣量： 11472Nm3/h2) 余熱鍋爐型式： 臥式雙壓鍋爐制造廠： 杭州鍋爐集團有限公司(或同類廠家)數(shù)量： 2臺高壓蒸汽參數(shù)： ，468℃，64t/h低壓蒸汽參數(shù)： ，146℃，排煙溫度： ℃3) 汽輪機型式： ，背壓15kPa抽凝汽式，直接空冷制造廠：南京汽輪電機(集團)有限責任公司(或同類廠家)數(shù)量： 1臺功率： （純凝工況）高壓進汽參數(shù)： (a)，465℃，采暖抽汽參數(shù)： ，℃，4）全廠技術(shù)指標“二拖一”燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組方案技術(shù)經(jīng)濟指標如下表所示。二拖一方案全廠技術(shù)經(jīng)濟指標序號項 目單 位工況非采暖期采暖期全年1ISO工況額定出力MW—2煤層氣低位發(fā)熱量kJ/Nm332500325003燃氣輪機出力MW4燃氣輪機熱耗率kJ/kWh11433114335汽輪機出力MW—6聯(lián)合循環(huán)總出力MW—7年運行小時數(shù)h/a3915357674918年發(fā)電量106kWh7239單位供熱量（MW）010年采暖供熱量104GJ011小時煤層氣耗量Nm3/h22944—12年煤層氣耗量108Nm313發(fā)電氣耗Nm3/kWh14供熱氣耗Nm3/GJ15全廠熱效率%16全年平均熱電比%注: 1. 表中耗量是指在1atm，0℃狀態(tài)下的體積流量。2. 。由上可知， %，熱電比為 %，均符合《熱電聯(lián)產(chǎn)項目可行性研究技術(shù)規(guī)定》中“常規(guī)燃氣輪機熱電廠”：“全廠年平均總熱效率應大于55%”、“各容量等級燃氣輪機熱電聯(lián)產(chǎn)的熱電比年平均應大于30%”的要求。 熱力系統(tǒng) 燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組包括燃氣輪機、余熱鍋爐、蒸汽輪機等設備。燃氣輪機排氣排入余熱鍋爐，余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動聯(lián)合循環(huán)汽輪機發(fā)電，同時余熱鍋爐高壓蒸汽提供LCBM用工業(yè)用汽。原則性聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)流程圖詳見100FA04461KJ01。非采暖期，蒸汽輪機純凝運行，經(jīng)空冷凝汽器冷卻后的凝結(jié)水依次經(jīng)過凝結(jié)水泵、軸封加熱器，與工業(yè)汽輪機凝結(jié)水一并送入余熱鍋爐，低壓飽和蒸汽進入低壓過熱器，產(chǎn)生余熱鍋爐低壓蒸汽；低壓汽包中除過氧的給水經(jīng)過給水泵，依次進入高壓省煤器、高壓汽包、高壓過熱器產(chǎn)生余熱鍋爐高壓蒸汽。高壓蒸汽和低壓蒸汽進入汽輪機做功后，乏汽排入空冷凝汽器排氣裝置。 采暖期，蒸汽輪機抽凝運行，經(jīng)空冷凝汽器冷卻后的凝結(jié)水依次經(jīng)過凝結(jié)水泵、軸封加熱器后與工業(yè)汽輪機凝結(jié)水、熱網(wǎng)加熱器疏水一并送入余熱鍋爐。高壓蒸汽進入汽輪機做功后，乏汽排入空冷凝汽器排氣裝置，汽輪機抽汽和余熱鍋爐低壓蒸汽進入熱網(wǎng)加熱器。1) 高壓蒸汽系統(tǒng)及旁路系統(tǒng)高壓蒸汽系統(tǒng)采用母管制。高壓蒸汽從余熱鍋爐高壓過熱器出口經(jīng)過高壓蒸汽母管輸送至汽輪機主汽閥。本工程設置100%容量的旁路系統(tǒng)，旁路系統(tǒng)采用單元制，每臺余熱鍋爐分別設置各自對應的蒸汽旁路系統(tǒng)。高壓蒸汽經(jīng)減溫減壓后，接至空冷凝汽器二級減溫減壓器，以滿足機組啟動和甩負荷時及時向凝汽器排除多余蒸汽，保證鍋爐及汽輪機的安全。2) 給水系統(tǒng)給水系統(tǒng)把低壓汽包的出水升壓后輸送至高壓省煤器。兩臺余熱鍋爐共設置3臺容量100%的電動給水泵，2臺運行，1臺備用。3) 凝結(jié)水系統(tǒng)XX處干旱地區(qū)，故采用直接空冷。凝結(jié)水系統(tǒng)將排汽裝置熱井中的凝結(jié)水輸送至余熱鍋爐低溫省煤器再進入低壓汽包，在此過程中，凝結(jié)水被加熱和除氧。系統(tǒng)設3臺50%容量的凝結(jié)水泵和一臺軸封加熱器。凝結(jié)水泵2臺運行，1臺備用。4）空冷凝汽器系統(tǒng)汽輪機低壓缸排汽，接至帶除氧功能的排汽裝置，再經(jīng)排汽管道進入空冷凝汽器。凝結(jié)水在空冷凝汽器中匯集后通過母管再進入排汽裝置熱井。5) 抽汽系統(tǒng)汽輪機設置1級采暖抽汽，蒸汽送至廠內(nèi)熱網(wǎng)首站加熱熱網(wǎng)循環(huán)水。6）開閉式冷卻水系統(tǒng)開式水系統(tǒng)的介質(zhì)為處理后的水庫地表水，為發(fā)電機空氣冷卻器、汽輪機冷油器、電動給水泵等冷卻設備提供冷卻水。閉式水系統(tǒng)的介質(zhì)為化學除鹽水，為燃機油冷卻器提供冷卻水。系統(tǒng)設2臺閉式水板式換熱器，1臺運行1臺備用；2臺閉式水循環(huán)泵，1臺運行1臺備用；1臺閉式水膨脹水箱。需要落實7）除鹽水系統(tǒng)除鹽水系統(tǒng)提供凝結(jié)水補水、閉式冷卻水系統(tǒng)補水和余熱鍋爐的上水等，除鹽水來自化學車間。8）空冷凝汽器抽真空系統(tǒng)在機組啟動初期將空冷凝汽器內(nèi)空氣、附屬管道和設備中的空氣抽出以達到汽機啟動要求；在正常運行中除去空冷凝汽器空氣區(qū)積聚的非凝結(jié)氣體，維持汽輪機背壓。汽輪機設2臺100%容量水環(huán)式真空泵組，機組正常運行時，1臺運行，1臺備用。9）潤滑油系統(tǒng)2臺燃機和1臺汽機各設1套潤滑油系統(tǒng)。潤滑油系統(tǒng)設備由主油箱、電動交流潤滑油泵、直流潤滑油泵、事故油泵、頂軸油泵和冷油器組成。系統(tǒng)向燃氣輪機及其發(fā)電機、汽輪機及其發(fā)電機軸承提供潤滑油，保證機組的正常運轉(zhuǎn)。交流主油泵用于機組啟動時向機組供油，直流事故備用油泵用于交流油泵事故情況下機組的正常停機。10) 供熱系統(tǒng)主廠房內(nèi)設置熱網(wǎng)首站，正常工況下采暖蒸汽來自汽輪機抽汽（，146℃）及余熱鍋爐低壓蒸汽（，146℃）。采暖抽汽與低壓蒸汽分別接至熱網(wǎng)加熱蒸汽母管，全廠共設3臺管式（臥式）熱網(wǎng)加熱器。熱網(wǎng)加熱器的疏水經(jīng)熱網(wǎng)疏水箱，通過熱網(wǎng)疏水泵加壓，送入軸封加熱器后凝結(jié)水母管。熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)采用母管制，供、回水母管均由汽機房A排前接入熱網(wǎng)首站。熱網(wǎng)循環(huán)水泵的作用就是將一次網(wǎng)的回水（水溫70℃），送到熱網(wǎng)加熱器，加熱至110℃，再將熱水送往網(wǎng)內(nèi)各熱力站。熱網(wǎng)循環(huán)水管道設計界限是廠區(qū)圍墻外1米，本階段熱網(wǎng)管道暫按2根熱網(wǎng)水管道考慮，1根供水，1根回水。此管道從汽機房A排前引出至廠區(qū)圍墻外1米，與外網(wǎng)水管道相接。2根熱網(wǎng)水管道在廠區(qū)內(nèi)采用并排架空敷設方式。熱網(wǎng)首站內(nèi)設3臺50%容量的熱網(wǎng)循環(huán)水泵，2臺運行1臺備用。熱網(wǎng)疏水系統(tǒng)采用母管制，共設3臺50%容量熱網(wǎng)疏水泵，2臺運行1臺備用。原則性供熱系統(tǒng)流程圖詳見100FA04461KJ04。11）輔助系統(tǒng)本期工程廠內(nèi)不設空壓機房和氮氣站，氣源由LCBM統(tǒng)一設置的壓氣機提供。 燃燒系統(tǒng)由于煤層氣成份與天然氣基本相當，燃氣輪機燃燒器為單燃料系統(tǒng)。燃燒系統(tǒng)相對簡單，主要部分是燃氣輪機本體范圍的供氣模塊和燃燒器。煙氣循環(huán)系統(tǒng)主要由燃氣輪機、余熱鍋爐構(gòu)成?？諝庥扇細廨啓C的進氣裝置經(jīng)過濾后，引入壓氣機壓縮后升壓，然后進入燃氣輪機燃燒室，燃燒后的高溫煙氣進入燃氣輪機作功，帶動發(fā)電機發(fā)電。燃氣輪機排氣經(jīng)排氣擴散管進入余熱鍋爐，余熱鍋爐與擴散管之間用金屬膨脹節(jié)聯(lián)接，吸收熱膨脹并阻隔振動。燃機的高溫煙氣先在余熱鍋爐入口喇叭段繼續(xù)擴散，至受熱面前已均勻分布。再經(jīng)過余熱鍋爐的過熱器和各壓力蒸發(fā)器，加熱爐水生成過熱蒸汽，送入蒸汽輪機作功。最后煙氣溫度降至約100℃左右，再依次通過鋼制煙囪排入大氣。每臺余熱鍋爐配一根煙囪。機組首要任務是向XX縣內(nèi)的熱用戶供熱，可不考慮單循環(huán)運行(即燃氣輪機單獨運行)，燃氣輪機的排氣口和余熱鍋爐的入口煙道之間不設旁路煙囪。由于煤層氣為清潔能源，煙囪高度暫按60m考慮。煙囪高度的最終確定由環(huán)評審查意見和實際確定的鍋爐型式來決定。燃機暫擬采用低氮燃燒技術(shù)，出口排煙中NOx排放可以控制在50mg/m3，滿足氮氧化物的排污要求。具體需以環(huán)評報告批復為準。本工程兩套燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組的燃燒系統(tǒng)按不補燃設計。 電氣部分 概述本項目擬建設6B燃氣－蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組。機組采用“二拖一”，由兩臺燃氣輪發(fā)電機和一臺蒸汽輪發(fā)電機組成。本項目包含液化煤層氣項目的電源供應。本期暫按220kV一級電壓接入系統(tǒng)，廠內(nèi)設220kV配電裝置。最終接入系統(tǒng)方案待接入系統(tǒng)方案審查后確定。待定 電氣主接線發(fā)電機－變壓器主回路接線兩臺燃氣輪發(fā)電機和一臺蒸汽輪發(fā)電機均采用發(fā)電機變壓器組單元接線。在每臺燃氣輪發(fā)電機出口支接廠用限流電抗器。發(fā)電機與主變壓器之間，主變壓器與廠用電抗器之間均采用電纜連接方式。每臺燃氣輪發(fā)電機經(jīng)一臺63MVA雙卷有載調(diào)壓升壓變壓器接入220kV電壓系統(tǒng)，汽輪發(fā)電