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高炉煤气等低热值煤气高效利用技术
来源: 作者: 发布时间:2007-12-26
 
一、 所属行业 钢铁
二、 技术名称 高炉煤气等低热值煤气高效利用技术
三、 技术类型 节能、环保及综合利用技术
四、 适用范围 钢铁联合企业
五、 技术内容
1、技术原理
近年来燃气轮机循环热效率得到进一步提高,燃气轮机循环吸热平均温度高,纯蒸汽动力循环放热平均温度低,把这两种循环联合起来组成煤气-蒸汽联合循环显然可以提高循环热效率。高炉煤气等低热值煤气燃汽轮机CCPP技术是充分利用钢铁联合企业高炉等副产煤气,最大可能地提高能源利用效率,发挥煤气-蒸汽联合循环优势的先进技术。
2、工艺流程
高炉等副产煤气从钢铁能源管网送来后经除尘器净化,再经加压后与空气过滤器净化及加压后的空气混合进入燃气轮机燃烧室内混合燃烧,产生的高温、高压燃气进入燃气透平机组膨胀作功,燃气轮机通过减速齿轮传递到汽轮发电机组发电;燃气轮机作功后的高温烟气进入余热锅炉,产生蒸汽后进入蒸汽轮机作功,带动发电机组发电,形成煤气-蒸汽联合循环发电系统。
 
六、 主要设备
此技术主要设备有:高炉煤气供给系统、燃气轮机系统、余热锅炉系统、蒸汽轮机系统和发电机组系统组成。主要设备有空气压缩机、高炉煤气压缩机、空气预热器、煤气预热器、燃气轮机、余热锅炉、发电机和励磁机等,一般分为单轴和多轴布置形式。
 
七、 主要技术经济指标
高炉煤气综合利用一直是钢铁企业能源利用的难点,过去作为锅炉的燃料产生蒸汽来驱动汽轮机发电,其热效率只能达25%左右,或者直接焚烧排放到大气中,造成对大气的污染。高炉煤气等低热值煤气燃汽轮机CCPP技术先进,在不外供热时热电转换效率可达40%~45%,已接近以天然气和柴油为燃料的类似燃气轮机联合循环发电水平;比常规锅炉蒸汽转换效率高出近一倍。相同的煤气量,CCPP又比常规锅炉蒸汽多发70%~90%电。且此发电技术CO2排放比常规火力电厂减少45%~50%,没有SO2、飞灰及灰渣排放, NOx排放又低,回收了钢铁生产中的二次能源,且为同容量常规燃煤电厂用水量的1/3左右。
 
八、 技术应用情况
低热值煤气燃烧不易稳定,低热值煤气体积庞大,煤气压缩功增加,这些都是此技术的难度。目前世界天然气为燃料的大型CCPP的热电转换效率高达50-58%,而低热值煤气为燃料的CCPP只有45%-52%左右。低热值煤气燃烧技术只被少数公司掌握,一种是ABB、新比隆公司及日本川崎成套ABB的单管燃烧室燃气轮机技术,另一种是GE公司与三菱公司的分管燃烧室的燃机,国内目前已采用此引进或合资联合制造技术设备的有宝山钢铁公司、通化钢铁公司和济南钢铁公司,目前还有不少大型联合企业在进行技术交流和方案比较。
 
九、 技术推广的建议
采用高炉煤气等低热值煤气燃汽轮机CCPP技术前提条件是钢铁企业必须具有完善的煤气平衡计划,避免因煤气流量不足而使机组负荷不足,而影响效能发挥。
由于高炉煤气热值低,需要大流量高效率的煤气压缩机,同时高炉煤气中含尘量大,在进入煤气压缩机之前需要进行除尘。与常规燃气轮机相比,燃料系统增加了压缩机、除尘器,因而其调节系统比较复杂,调节的参数多,调节的精度要求高。如热值、压力、H2含量、O2含量、清洁度等,不允许有很大波动。煤气燃烧后产生烟气也要进行后处理,减少对后部烟道和余热锅炉等发电设备的影响。含量、O含量、清洁度等,不允许有很大波动。煤气燃烧后产生烟气也要进行后处理,减少对后部烟道和余热锅炉等发电设备的影响。
如果高炉煤气不足而大量使用焦炉煤气补充,经济上是不合算的,没有低成本的副产煤气燃料和较好的上网电价政策支持,企业经济效益会受严重影响。
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