浅析钢铁厂CCPP上利用_论文发表__集群智慧云科服

发布时间：2022-10-05 10:12 热度：

　　浅析钢铁厂CCPP上利用
　　刘杰周从钊
　　唐钢中厚板材有限公司河北063000
　　摘要：介绍了钢铁厂中燃气蒸汽联合循环(CCPP—CombinedCyclePowerPlant)发电机组的应用以及在节能和经济上的作用，从而考虑到CCPP应用中供气管道的安全问题从而却保钢铁厂的生产安全。
　　关键词：钢铁厂；剩余煤气；CCPP；优化
　　一、CCPP简介
　　CCPP是由燃气轮机发电和蒸汽轮机发电叠加组合起来的联合循环发电装置。我们知道:在常规蒸汽发电中，锅炉产生蒸汽用来发电是利用蒸汽朗肯热力循环来作功，作功发电是利用蒸汽的状态变化来完成的。燃料燃烧产生的高温烟气(1200一1600℃)只用于加热蒸汽(蒸汽一般加热到450—560℃)，然后由蒸汽驱动汽轮机来发电。
　　二、钢铁厂几种常用的CCPP工艺流程
　　1、一轴式发电工艺流程
　　由于高炉煤气作燃料时其容积流量很大，一般每发电一度需2—3m3高炉煤气。而高炉煤气压缩到1.SMPa—2.15MPa，其压缩耗功很大，约占到燃气轮机单循环机输出功率的l/3左右。如SOMW的CCPP，煤气压缩机功率约为15MW，如150MW的CCPP，煤气压缩机功率约为50MW。如此大功率的煤气压缩机，其电机和电机的启动装置都非常昂贵。
　　因此，钢铁厂CCPP常采用一轴式，即:将燃气轮机(包括压气机)，煤气压缩机，蒸汽轮机，发电机串在一根轴上。燃气轮机和蒸汽轮机发出的功率驱动煤气压缩机，压气机后剩余的功率驱动发电机。整套机组只有一台发电机，节省了煤气压缩机的电动机和蒸汽轮机的发电机，同时还避免了能量的反复转换，使机组热效率提高，节省投资。
　　CCPP机组启动前可用钢铁厂其它工艺产生的蒸汽引入一轴式CCPP的蒸汽轮机带动整机启动，可节省CCPP的启动装置。
　　因此，钢铁厂采用CCPP联合循环其最佳的轴系组成方案是一轴式发电工艺流程，这样可以节省设备投资使设备构成简化，同时提高整个CCPP的热效率。一轴式全燃高炉煤气联合循环发电装置流程。
　　2、多轴式发电工艺流程
　　多轴式CCPP分二轴式和三轴式。
　　二轴式，即:蒸汽轮机独立设置，其余与一轴式相同。与一轴式相比，燃气轮机需增加启动装置，蒸汽轮机独立设置增加了一台发电机。
　　三轴式，即:燃气轮机，煤气压缩机，蒸汽轮机均独立设置。与一轴式相比，燃气轮机需增加启动装置，煤气压缩机需增加电动机和启动装置，蒸汽轮机也增加一台发电机。
　　分轴式发电机组与一轴式发电机组相比，其工艺流程基本相同，仅在启动时不一样，即:启动时由启动电机装置带动燃气轮机、煤气压缩机转动，当转速达到1000转/分时，燃气轮机点燃燃料，并迅速提高转速达3000转/分，发电机也随着燃料量的增加而输出功率。这时燃气轮机排出的高温烟气产生蒸汽供蒸汽轮机发电之用，从而达到联合循环。
　　三、CCPP节能及经济效益
　　1、CCPP的节能效果
　　钢铁厂CCPP为高炉煤气的高效利用开辟了新的途径。钢铁厂CCPP以低热值高炉煤气为主要燃料，能大幅度地减少放散高炉煤气量，只要有适当容量的缓冲煤气用户配合，钢铁厂的高炉煤气基本上可以全部被利用达到高炉煤气零排放。节能效果十分明显。
　　通常钢铁厂的高热值煤气自用不足，而低热值煤气有大量富余，不得以需要大量放散。99年，我国生铁年产量超过l亿吨，全行业高炉煤气放散率仍达H.3%。年放散煤气量200亿耐以上，折合标煤达240万吨。如按标煤270元/吨计，年放散煤气热量价值6.5亿元。如将上述煤气全部回收用CCPP发电，可装机13OOMW，年发电80亿kw•h。按0.35元/kW•h计，产值28亿元。回收的热能可降低吨钢综合能耗0.05一0.085吨标煤/吨钢。
　　2、经济效益
　　钢铁厂CCPP的经济效益较好，主要表现在:
　　(1)CCPP供电成本低，一般来讲，按回收放散高炉煤气发电，高炉煤气不计价计算，CCPP供电成本约为0.07~0.08元/kw