高炉煤气联合发电技术ccpp

某钢渣资源化等循环经济项目环境影响专题评价报告

高炉煤气联合发电技术（CCPP技术）

从钢铁厂剩余煤气（包括BFG、COG）利用的高效化、优先级上考虑，应优先将剩余煤气用于热转换效率高的蒸汽－燃气联合循环（CCPP）装置，再用于常规发电装置和煤气锅炉，最终使剩余煤气达到零放散。这样既充分利用了能源，又减少了放散煤气对大气的污染。

联合循环发电机组流程与轴制

燃气轮机采用电动机启动，燃烧器采用COG点火。

BFG经湿式电除尘器将含尘量降至1mg/m3以下，经煤气加压机加压至 1.13MPa、400℃；燃烧空气经空气过滤器过滤后经空气加压机加压至1.23MPa、385℃；煤气及空气送至燃烧器燃烧。燃烧产生的温度为1104℃的高温高压烟气进入燃气轮机作功发电。燃气轮机排出的温度567℃、质量流量为547t/h的高温烟气进入双压余热锅炉，余热锅炉产生76t/h的中温中压蒸汽（3.82MPa，450℃）和11.1t/h低压蒸汽（0.129MPa，温度为饱和）。另外,从现有发电厂引入30t/h中温中压蒸汽与余热锅炉产生的中温中压蒸汽一

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某钢渣资源化等循环经济项目环境影响专题评价报告

表1.1-1 高炉煤气/排渣循环经济改造项目基本情况

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并进入25MW凝汽式汽轮机作功发电，低压蒸汽直接供余热锅炉除氧器用汽。余热锅炉排烟经40m烟囱排入大气，当余热锅炉故障时烟气通过旁路40m烟囱排入大气。现有电厂30t/h中温中压蒸汽用于生产，是通过现采取节能改造措施后的节余。

CCPP为双轴制：燃气轮机、发电机组、空气压缩机及煤气压缩机为一轴；余热锅炉与燃气轮机之间设有旁路烟囱；蒸汽轮机和发电机组为一轴。双轴制便于分布实施，分期建设。

CCPP技术装备特点：

能够100%燃烧低热值高炉煤气，解决高炉煤气放散问题。热电转换热效率高，宝钢CCPP实际热电转换效率45.66%，同容量蒸汽单循环发电机组热电转换效率只有32%，宝钢自备电厂亚临界参数的350MW机组是国内一流水平，其热效率也只有38%左右。

污染，无灰渣产生，不需建设烟气净生产过程全自动化。基本无烟尘、SO

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化和脱硫装置，还可实现低NOX燃烧技术。占地面积省，无运输问题。煤气、电、蒸汽转换灵活，调度方便。

发电机组合理性分析：

某钢不锈钢系统工程已投产，产生富余的低热值高炉煤气，为高效利用高炉煤气，建设一套50MW燃气－蒸汽联合循环发电装置（CCPP），计划2008年12月投产。该机组建成后，富余的高炉煤气将首先供CCPP机组使用，剩余部分煤气供给现有全燃气锅炉和混烧锅炉使用，最终达到剩余煤气零放散的目标。建设该项目的必要性还体现在：

1）利用二次能源，降低电力成本；

2）CCPP技术先进可靠，发电效率高；

3）燃气轮机能适应煤气波动变化；

4）燃气轮机采用低氮燃烧技术，节能环保；

5）是一项经济、社会、环境效益均显著的节能环保项目。

CCPP发电生产工艺流程及产污环节见图1.2-1所示。

图1.2-1 高炉煤气联合发电技术生产工艺流程及产污环节示意图

设计参数

a）燃气轮机

型号： M251S

主燃料： BFG

辅助燃料： COG（稳燃及启动增热用）

额定功率： 26.6MW(扣除煤气压机耗功）

额定转速： 5163r/min

入口烟温： 1104℃

排烟温度： 567℃

排烟量： 547t/h

数量： 1套

b）余热锅炉

型式：单压无再热、卧式、室外式

数量：一台

中压蒸汽额定压力： 3.82MPa（表压）

中压蒸汽额定温度： 450℃

中压蒸汽额定蒸发量： 87t/h

除氧蒸汽额定压力： 0.28MPa（表压）

除氧蒸汽额定温度：饱和

除氧蒸汽额定蒸发量： 11.1t/h

给水温度： 125℃

锅炉热效率：≥75%

O

锅炉烟气阻力： 280mmH

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主烟囱高度： 40m

旁通烟囱高度： 40m

余热锅炉排烟温度： 140±5℃

c）凝汽式蒸汽轮机

型号： N25－3.43

进汽压力： 3.43MPa

进汽温度： 435℃

额定功率： 25MW(纯冷凝工况）

额定进汽量：～97.5t/h

额定转速： 3000r/min

排汽压力： 4.0kPa

数量：一套

♦主要生产设备

根据工程建设规模、国内外发电主设备生产供应条件及某钢现有蒸汽平衡情况，本工程使用主要设备情况见表1.2-1。本工程设置1套额定功率50MW的CCPP 装置，燃气轮机组（GT）额定功率为26.6MW，发电机额定功率26.6MW；配套设置一套87t/h单压自除氧余热锅炉（HRSG）和一套25MW凝汽式汽轮机发电机组（ST），发电机额定功率30MW。

表1.2-1 CCPP发电装置主要设备表

燃气轮机主要燃烧高炉煤气（BFG）,少量焦炉煤气（COG）作为值班燃料,煤气热值及耗量如下：

BFG（热值3091kJ/m3）：127300m3/h（标态）

COG（热值16635kJ/m3）：1300m3/h（标态）

COG（启动增热用）：1660m3/h（标态）

⍓高炉煤气、焦炉煤气来源及保证性分析

CCPP发电高炉煤气和焦炉煤气的使用量分别为127300 m3/h（标态）和1300m3/h（标态），高炉煤气主要来源为某钢4350m3、1650m3高炉。某钢4350m3高炉和1650m3高炉目前的产气量合计为787700m3，焦炉煤气的产气量为91428 m3。根据某钢全厂煤气平衡可知，太高高炉煤气和焦炉煤气量完全可以满足CCPP发电的需要。

某钢全厂煤气平衡情况见图1.2-3。

主要产污环节

a）CCPP装置燃用的煤气为高炉煤气和少量焦炉煤气，煤气经电除尘器净化处理，净化后含尘浓度≤1mg/m3；燃烧烟气中含微量SO

，浓度约1mg/m3；燃

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浓度低于78mg/m3，烟气经40m高烧设备采用低氮燃烧技术，燃烧烟气中的NO

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烟囱达标排放。

CCPP装置采用德国进口生产装置，设备说明书注明该装置NOx处理采用低氮燃烧技术，NOx的排放浓度低于78mg/Nm3。

b）回流冷却器循环水系统排水和电除尘器直流水系统排水。

）回流冷却器循环水系统

b

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高炉煤气加压机回流冷却器冷却产生间接冷却废水，水量292 m3/h，其中272 m3/h进入回流冷却水水池循环使用，20 m3/h废水排入电除尘器排水池，与电除尘器直流水系统污水一起排入4350m3高炉煤气清洗系统。

）电除尘器直流水系统

b

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电除尘器产生含悬浮物废水，水量9m3/h，悬浮物浓度约128mg/L。废水排入4350m3高炉煤气清洗系统处理后再利用。

c）燃气轮机、高炉煤气压缩机、焦炉煤气压缩机、空气压缩机、蒸汽轮机、余热锅炉排汽（气）、水泵等产生噪声。