低熱值煤氣燃燒不易不亂,低熱值煤氣體積龐大,煤氣壓縮功增加,這些都是此技術的難度。
1、技術原理
近年來燃氣輪機輪回熱效率得到進一步進步,燃氣輪機輪回吸熱均勻溫度高,純蒸汽動力輪回放熱均勻溫度低,把這兩種輪回聯合起來組成煤氣-蒸汽聯合輪回顯然可以進步輪回熱效率。高爐煤氣等低熱值煤氣燃汽輪機CCPP技術是充分利用鋼鐵聯合企業高爐等副產煤氣,最大可能地進步能源利用效率,施展煤氣-蒸汽聯合輪回上風的提高前輩技術。含量、O含量、清潔度等,不答應有很大波動。
2、工藝流程
高爐等副產煤氣從鋼鐵能源管網送來后經除塵器凈化,再經加壓后與空氣過濾器凈化及加壓后的空氣混合進入燃氣輪機燃燒室內混合燃燒,產生的高溫、高壓燃氣進入燃氣透平機組膨脹作功,燃氣輪機通過減速齒輪傳遞到汽輪發電機組發電;燃氣輪機作功后的高溫煙氣進入余熱鍋爐,產生蒸汽后進入蒸汽輪機作功,帶動發電機組發電,形成煤氣-蒸汽聯合輪回發電系統。
七、主要技術經濟指標
高爐煤氣綜合利用一直是鋼鐵企業能源利用的難點,過去作為鍋爐的燃料產生蒸汽來驅動汽輪機發電,其熱效率只能達25%左右,或者直接焚燒排放到大氣中,造成對大氣的污染。且此發電技術CO2排放比常規火力電廠減少45%~50%,沒有SO2、飛灰及灰渣排放, NOx排放又低,回收了鋼鐵出產中的二次能源,且為同容量常規燃煤電廠用水量的1/3左右。箱式爐相同的煤氣量,CCPP又比常規鍋爐蒸汽多發70%~90%電。煤氣燃燒后產生煙氣也要進行后處理,減少對后部煙道和余熱鍋爐等發電設備的影響。
假如高爐煤氣不足而大量使用焦爐煤氣增補,經濟上是分歧算的,沒有低本錢的副產煤氣燃料和較好的上網電價政策支持,企業經濟效益會受嚴峻影響。低熱值煤氣燃燒技術只被少數公司把握,一種是ABB、新比隆公司及日本川崎成套ABB的單管燃燒室燃氣輪機技術,另一種是GE公司與三菱公司的分管燃燒室的燃機,海內目前已采用此引進或合資聯合制造技術設備的有寶山鋼鐵公司、箱式電爐通化鋼鐵公司和濟南鋼鐵公司,目前還有不少大型聯合企業在進行技術交流和方案比較。
六、主要設備
此技術主要設備有:高爐煤氣供應系統、燃氣輪機系統、余熱鍋爐系統、蒸汽輪機系統和發電機組系統組成。如熱值、壓力、H2含量、O2含量、清潔度等,不答應有很大波動。
因為高爐煤氣熱值低,需要大流量高效率的煤氣壓縮機,同時高爐煤氣中含塵量大,在進入煤氣壓縮機之前需要進行除塵。煤氣電爐燃燒后產生煙氣也要進行后處理,減少對后部煙道和余熱鍋爐等發電設備的影響。
與常規燃氣輪機比擬,管式電爐燃料系統增加了壓縮機、除塵器,電爐因而其調節系統比較復雜,調節的參數多,調節的精度要求高。目前世界自然氣為燃料的大型CCPP的熱電轉換效率高達50-58%,而低熱值煤氣為燃料的CCPP只有45%-52%左右。主要設備有空氣壓縮機、高爐煤氣壓縮機、空氣預熱器、煤氣預熱器、燃氣輪機、管式爐、余熱鍋爐、發電機和勵磁機等,一般分為單軸和多軸布置形式。
高爐煤氣等低熱值煤氣燃汽輪機CCPP技術提高前輩,在不過供熱時熱電轉換效率可達40%~45%,已接近以自然氣和柴油為燃料的類似燃氣輪機聯合輪回發電水平,比常規鍋爐蒸汽轉換效率高出近一倍。
九、技術推廣的建議
采用高爐煤氣等低熱值煤氣燃汽輪機CCPP技術條件前提是鋼鐵企業必需具有完善的煤氣平衡計劃,避免因煤氣流量不足而使機組負荷不足,而影響效能施展。