较小烧气体压缩机在现实运用

2021-12-110

燃气轮机选型钢厂中应用的燃气轮机,其选型主要根据钢厂的BFG,COG的可利用量。一般的BFG燃气轮机可采用轻油或COG作为值班燃料。但轻油的价格较高,所以钢厂通常采用自己的副生气COG.通常情况15万Nm3的BFG可选用M251s,50MW的联合循环,25万-30万Nm3BFG可选用M701S(D),150MW的联合循环,50万Nm3以上的BFG可选用M701S(F),300MW的联合循环机组。

在邯郸钢铁厂燃气蒸汽联合循环项目中,*后选用了三菱重工M251s型燃气轮机,燃气轮机单机容量28.5MW,联合循环容量49MW,热效率达38%.耗气量BFG140000m3/h,COG1700m3/h.热平衡图,设备规格见,煤气主成分见下。

热平衡图设备规格设备规格燃机类型简单开始循环,单轴M251S出力28MW速度4905r/min主燃料高炉煤气140000~160000Nm3/h值班燃料焦炉煤气1700Nm3/h汽机类型凝汽式汽轮机出力19.5MW进气压力×温度高压5.88MPa×480℃低压0.13MPa×Sat℃速度3000r/min发电机类型交流同步发电机,全封闭水空冷容量(燃机/汽机)28500kW/19500kW电压11kV速度3000r/min励磁类型无刷功率因素85%滞后煤气压缩机类型轴流式静叶可变功率包含在燃机出力中速度6438r/min(接下表)设备规格余热锅炉类型立式或卧式,户外,双压,自然循环型蒸汽条件HP6.08MPag.×483℃高压/低压LP0.095MPag.×sat.BFG为燃料的联合循环电厂的特点BFG的主要可燃成分是CO和少量的H2,大部分是不可燃的惰性气体CO2和N2,还有少量的水蒸气。发热量一般为2514~4190kJ/Nm3.

(2)对锅炉实施硫酸铵预防对策统一的控制系统宝钢在1997年运行初期并没有采用统一的控制系统,导致燃机和汽轮机系统有200多个跳闸点。在邯郸钢厂燃气-蒸汽联合循环机组统一采用DCS控制系统。

三菱在BFG用燃机采取的技术改造措施(1)针对BFG可燃范围狭窄的特点,采取下列措施保证全运行范围内高燃烧效率。

①燃烧室影响燃烧室寿命的主要因素:火焰管壁温度、优化空气冷却条件、积碳。三菱BFG燃机的燃烧室采用带空气旁路阀的多管环型燃烧室,温度分布均匀,技术难度大,能保证全范围的稳定燃烧。

而GE的直筒型燃烧室虽然具有燃烧充分的优点,但占地面积大而且燃烧室内流场分布不均,易导致部分过热,局部烧坏。

②提高燃料发热量发热量控制功能是通过COG等高发热量煤气添加量的控制,来提高BFG的发热量并使其发热量稳定化,从而改善燃烧性能。在宝钢的燃机发电运行初期,曾发生过由于大量氮气混入BFG中送入燃气轮机,造成煤气热值瞬时下降,机组脱扣现象。M251s型因拥有发热量控制功能可灵活应对将来高炉作业变化引起的高炉煤气发热量波动。

(2)针对BFG含尘量大(约5mg/Nm3)的特点,采用湿式EP.

采用适合于清除BFG含尘(水分饱和)用的电气除尘器,清除灰尘达到((3)对BFG含有CO等有毒气体(约占20%体积),采取严防泄漏措施。

①煤气冷却器:采用直冷式避免了对旁路系统管道的侵蚀。而且煤气冷却器与煤气压缩机和煤气除尘器可以构成一个循环,当煤气量过大或紧急停机时,煤气压缩机与煤气冷却器之间的旁路阀会自动开启,使得部分煤气可以进入冷却器,冷却后再进入煤气除尘器,进行循环,而不会造成泄漏。

②轴封:煤气压缩机密封装置采用“机械密封+气封”。

(4)针对BFG发热量低(煤气流量大)的特点,采取以下措施保证压气机透平叶片强度的可靠性。

①单缸轴流压缩机:不需内部冷却器的高性能机组。

②空气压缩机:压气机叶片高度削减。当采用BFG这样的低发热量燃料时,燃料流量大,通过透平部分的煤气流量随之增加,所以通过降低压气机叶片的高度,减少空气流量,以保证透平部分的流通量与标准机型相同,从而可采用标准的透平叶片。

蒸汽轮机系统蒸汽轮机系统按锅炉供给的蒸汽分别设有高压和低压系统,分别经各自的调节汽阀进入汽缸做功,带动发电机。启动装置包括液压耦合器、电动马达、辅助齿轮箱、启动马达。

经济和环保效益邯钢1号,2号机组将在2006年上半年投入使用,预计运转时间能稳定在8000小时/年,它比常规的煤电机组效率提高50%,其额定出力49MW/unit,年发电量达到3.92亿千瓦时/unit.燃用BFG量为112kNm3/h/unit,煤气热值为2828~3293kJ/Nm3,联合循环效率38%.

经济效益达到8000万~9000万人民币/套/年,这样1套燃气-蒸汽联合循环发电机组可通过3至4年即可回收全部投资成本。该联合循环发电机组不仅在发电、供热方面效益显著,而且节能、环保。机组排放的烟气中NOX含量将小于10mg/kg,发电设备1米处噪音量不超过90dBA.

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