100MW超高温亚临界煤气发电技术在攀钢钒公司的应用

100MW 超高温亚临界煤气发电技术

在攀钢钒公司的应用

刘子成，吕

勇，李建贞，赵必刚

（攀钢钒公司能动分公司，四川攀枝花617062）

【摘要】介绍了100MW 超高温亚临界煤气发电机组的工艺参数选择，包括机组发电参数及工艺、锅炉

燃烧工况、烟气余热回收方案、烟气治理工艺及参数等方面。通过在攀钢钒公司的应用，取得了良好的经济效益和环保效益。

【关键词】超高温亚临界；煤气发电机；节能减排【中图分类号】TM611

【文献标识码】B

【文章编号】1006-6764(2019)10-0070-04

【开放科学（资源服务）标识码（OSID ）】

Application of 100MW Ultra-high Temperature Subcritical Gas

Power Generation Technology in Panzhihua Steel

LIU Zicheng,LU Yong,LI Jianzheng,ZHAO Bigang

(The Energy and Power Co.of Pangang Group Steel Vanadium &Titanium Co.Ltd.,Panzhihua,Sichuan 617062,China)

【Abstract 】The paper introduces the process parameter selection of the 100MW ultra-

high temperature subcritical gas power generator unit,including the power generating parame-ters and process of the unit,boiler combustion conditions,waste heat recovery scheme and treatment process and parameters of flue gas.The application practice at Panzhihua Steel has achieved good economic and environment benefits.

【Keywords

】

ultra-high temperature subcritical;gas power generator;energy saving

and emission reduction

前言

在攀钢集团攀枝花钢钒有限公司（简称“攀钢钒公司”）的余热余能资源中，有大量的焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气煤气，除供钢铁生产主线使用外，其余部分主要用于能动分公司锅炉燃烧产生蒸汽发电或驱动汽动鼓风机。目前能动分公司热力系统机组包括锅炉、汽轮机、发电机、鼓风机投产时间久，部分机组超设计寿命周期运行，系统存在较大的安全、环保风险，机组参数以中温中压为主，能源转换效率低。

根据国家相关政策，利用工业生产过程中产生的余热、余压生产的电力或热力，可以享受增值税即征即退政策。余热余能综合利用项目符合国家“发展循环经济、节能减排”的基本国策，也是企业提高经济效益的重要途径。

超高温亚临界及以上级别燃煤发电机组在国内已广泛应用，但此参数的煤气发电机组目前应用较少。近年来，节能减排以及装备升级改造任务日益紧迫，以往应用于大型机组的超高压中间再热技术逐渐向小型化发展。攀钢钒公司为降低系统环保、安全风险，提高系统效率，增加公司发电量，提高公司经济效益，规划将现有中温中压机组逐步进行升级改造，首先建设1台100MW 超高温亚临界煤气发电机组。

1

机组发电参数及工艺选择

1.1

煤气发电机组技术情况发展

低热值煤气发电机组经过多年的发展，以及锅

炉、汽轮机高参数小型化的技术的不断延伸，煤气发电经历了四代技术，详见表1。

技术的进步推动煤气发电利用效率的不断提高，亦为钢铁企业煤气发电项目提供了新的技术路线选择。超高压中间再热发电机组综合热效率较高，根据电厂传统容量参数匹配原则，其主要应用于135MW及以上大型机组。

但近年来，由于节能减排以及装备升级改造任务日益紧迫，以往应用于大型机组的超高压中间再热技术逐渐向小型化发展。武汉都市环保公司不断创新，目前已开发出30MW、40MW、50MW、65MW、80MW、100MW、135MW等级中小型超高压、中间再热发电机组，各种机型均有大量投运业绩，占据国内钢铁行业市场份额60%左右。

1.2高温超高压与超高温亚临界两种方案的对比

（1）方案一

建设1套100MW超高温亚临界一次中间再热凝汽式汽轮发电机组，主蒸汽参数为17.5MPa，571℃。

（2）方案二

建设1套100MW高温超高压一次中间再热凝汽式汽轮发电机组，主蒸汽参数为13.7MPa，540℃。

方案对比见表2。

序号1 2 3 5 4

项目

主机参数

典型机组规模/MW

锅炉容量/(t/h)

全厂热效率/%

煤气单耗/(m3/kW.h)

早期技术

中温中压或更

低

12

75

≤25

4.53

第一代技术

次高温次高压

25

130

25~28

4.53~4.04

第二代技术

高温高压

50

220

30~32

3.77~3.54

第三代技术

高温超高压（或超

高温超高压）带中

间再热

35~135

130~440

36~38

37~40

3.14~2.98

（3.05~2.90）

第四代技术

超高温亚临界带中

间再热

80~135

260~420

40~42

2.70~2.83

序号

1

2 3 4 5

项目

发电机组

项目投资

发电效率

煤气单耗

年净增供电量

单位

万元

%

m3/kWh

亿kWh

方案一

100MW超高温亚临界汽轮

发电机组

35368

40.60

2.623

4.002

方案二

100MW高温超高压汽轮

发电机组

31122

37.40

2.848

3.537

工况

设计工况校核工况一校核工况二校核工况三焦炉煤气比例

（%）

50

80

30

30

焦炉煤气烧量

/(万m3/h)

2.96

4.73

1.77

1.77

高炉煤气比例

（%）

40

20

70

40

高炉煤气烧量

/(万m3/h)

10.49

5.25

18.36

10.49

转炉煤气比例

（%）

10

30

转炉煤气烧量

/(万m3/h)

1.65

4.95

表1煤气发电机的四代技术情况

表2高温超高压与超高温亚临方案对比

注：表中折算为高炉煤气的热值为3380kJ/m3经比较，方案一在技术合理性和经济效益等方面普遍优于方案二，推荐方案一。

2锅炉燃烧工况选择

本工程新建1台330t/h亚临界锅炉，燃烧工况按4种工况设计，设计工况燃料为50%焦炉煤气+40%高炉煤气+10%转炉煤气（热值比）。根据燃气锅炉的特点和配置，拟定燃烧系统。锅炉燃烧系统由供气（气体燃料）系统、炉内燃烧系统以及烟风系统组成。

燃烧工况按一种设计工况，三种校核工况设计，具体见表3。

表3焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气按热量比例