燃气轮机用于焦炉煤气热电联产

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安徽铜陵新亚星焦化有限公司焦炉煤气热电联产项目
铜陵新亚星焦化有限公司（以下简称“铜陵新亚星“）成立于2008年4月，是中国中信集团旗下中信泰富有限公司全资控股公司，也是中信泰富特钢集团沿长江流域布局的两大原料基地之一。

铜陵新亚星秉持“用一流技术、一流设备、一流团队，建设一流企业”的理念，建成了两座4.3米捣固焦炉、两座7米顶装焦炉和干熄焦、煤气净化、化产回收等完备的焦化生产装置，配套有4个5000吨级兼顾1万吨级泊位的码头和煤气综合利用项目，形成了220万吨炼焦化工、800万吨港口物流、75兆瓦热电能源等三大业务板块，主要产品有：冶金焦炭、煤焦油、粗苯、硫铵、硫氰酸钠，以及洁净煤气、蒸汽、电力等。

其中75MW热电能源业务为铜陵新亚星燃气轮机焦炉煤气热电联产项目，是铜陵新亚星积极发展循环经济探索出的一条重要道路，旨在实现能源的梯级利用，促进经济和环境的双重发展。

安徽铜陵新亚星与美国索拉透平国际公司于2013年6月签订了四台大力神130型（单台ISO出力15000KW）焦炉煤气燃气轮机发电机组合同，四台
燃气轮机发电机组于2014年7月16日已全部投产运行，蒸汽轮机于8月10日并网发电。

该项目主要由四台美国索拉国际透平公司大力神130型燃气轮机发电机组、四台余热锅炉、三台煤气压缩机及一台蒸汽轮机(额定功率：15000KW)组成，项目总装机容量为75MW，蒸汽（中温中压）产出为76T/hr，所发电力全部上网，蒸汽分成三部分：一部分供15MW汽机发电，其余为厂区自用及外供，年上网电量5亿度,外供蒸汽48万吨。

项目在为企业创造巨大的经济效益，改善了周边环境的同时，树立了对社会负责任的公司形象。

热电联产燃气轮机工作原理

热电联产燃气轮机工作原理燃气轮机是一种化学能转换为机械能的设备，利用燃料在高温下的燃烧产生的热能，驱动轮机进行机械转动，从而实现能量转换和能量利用。

热电联产燃气轮机是在燃气轮机基础上，通过热回收技术，同时产生电力和热能的系统。

热电联产燃气轮机的工作原理如下：1. 燃气燃烧：燃料（如天然气或液化石油气）通过喷嘴进入燃烧室，在点火系统的作用下进行燃烧。

燃烧产生的高温燃气在燃烧室内进行膨胀，释放能量。

2. 涡轮驱动：高温燃气在燃烧室内膨胀产生的能量通过涡轮叶片的作用转化为机械能，驱动涡轮机转动。

涡轮机分为高压涡轮和低压涡轮，他们通过轴连接在一起，形成一个整体。

3. 压缩空气：高压涡轮驱动的压缩机将进入机组的空气压缩，提高进气压力和温度。

通过压缩机的作用，将空气引入燃烧室，为燃烧提供氧气。

4. 热回收：燃气轮机燃烧产生的高温烟气经过燃气热交换器，将烟气中的热能传递给工作介质，如水或蒸汽。

通过这种方式，可以实现余热回收，提高能量利用效率。

燃气燃烧后的烟气排出系统。

5. 发电：在热回收过程中，工作介质的温度和压力得到提升，并流入蒸汽轮机。

蒸汽轮机通过工作介质的膨胀驱动涡轮机，产生机械能。

涡轮机通过与发电机的轴连接，将机械能转化为电能。

6. 热能利用：在热回收过程中，产生的蒸汽可以用于供热，例如加热水、供暖或工业流程中的蒸汽需求。

通过热电联产，系统可以同时提供电力和热能，提高能源利用效率。

通过以上工作原理，热电联产燃气轮机将化学能转化为电力和热能，实现了能源的综合利用，提高了能源效率，减少了能源的浪费和环境污染。

该技术被广泛应用于工业、商业和住宅等领域。

燃气轮机在焦炉煤气发电中的应用

１燃气轮机发电技术简介
１．１燃气轮机发电机组结构
燃气轮机是一种以空气及燃气为工质，靠连续燃烧燃料做功的旋转式热力发动机，主要结构有３部分：空气压缩机、燃烧室、透平（动力涡轮）。发电机机组高度集成化，包括燃气轮机发动机、齿轮箱、发电机、控制系统、燃料系统、润滑油系统和启动系
摘要：介绍了利用焦炉煤气发电的方法及燃气轮机发电的原理和机组结构，简述了焦炉煤气的前置处理系统和
烟气脱硝系统。利用燃气轮机发电可综合利用焦炉煤气，是比较合适的发电方式。
ｃｉｐｌｅｏｆｇａｓｔｕｒｂｉｎｅａｓｗｅｌｌａｓｉｔｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｐｒｅ— ｐｏｓｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｃｏｋｅｏｖｅｎｇａｓａｎｄｌｕｆｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｂｙｃｏｋｅｏｖｅｎｇａｓａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｐｒｉｎ－
近年来，独立焦化厂的焦炉煤气利用越来越受到关注，目前国内采用燃气轮机发电的项目已有不少成功的经验。

燃气轮机在热电联产工程中的应用状况分析

燃气轮机在热电联产工程中的应用状况分析作者：孙培锋蒋志强来源：《能源研究与信息》2013年第01期摘要：燃气轮机是21世纪乃至更长时间内能源高效转换与洁净利用系统的核心动力装备.介绍了燃气轮机的发展现状及其在热电联产工程中的应用，简述了联合循环和简单循环燃气轮机电厂的基本组合方式，并列举了目前应用在热电联产工程中的几种主要的燃气轮机.阐述了燃气轮机相对于常规火电机组的优点，分析了影响燃气轮机在热电联产工程中推广的因素，并对我国燃气轮机的发展前景进行了展望.关键词：燃气轮机；联合循环电厂；热电联产中图分类号： TK 479文献标志码： AAnalysis of the application of gas turbines in heat andpower cogeneration projectsSUN Peifeng， JIANG Zhiqiang（1. China United Engineering Corporation， Hangzhou 310022， China；2. China Huadian Corporation， Beijing 100031， China）Abstract：The gas turbine is the core equipment of highefficiency clean energy systems in the 21st century and even longer period of time. The current situation of gas turbine development and its application in heat and power cogeneration projects were showed in this paper. Two types of application of gas turbines in heat and power cogeneration projects were briefly introduced， namely， the simple cycle gas turbine power plant and the combined cycle power plant， and gas turbines widely used at present in heat and power cogeneration plants were enumerated. The advantages of the gas turbine plant compared with conventional coalfired power units were described and factors which could influence the application of the gas turbine were analyzed. In addition， the prospects for the development of gas turbines in China were evaluated.Key words：gas turbine； combined cycle power plant； heat and power cogeneration燃气轮机由压气机、燃烧室、透平、控制系统和辅助设备组成.燃气轮机的设计是基于布莱顿循环.压气机（即压缩机）连续地从大气中吸入空气并将其压缩；压缩后的空气送入燃烧室，与喷入的天然气混合，并点火燃烧；燃烧后产生的高温烟气随即流入燃气透平中膨胀做功，推动透平带动压气机叶轮一起旋转.加热后的高温燃气的做功能力显著提高，因此，透平在带动压气机的同时，还有余功作为燃气轮机的输出功输出.由于燃气轮机的工质是高温烟气而不是水蒸气，故可省去锅炉、冷凝器、给水处理等大型设备.因此，燃气轮机电厂附属设备较少，系统简单，占地面积较少.燃气轮机可分为重型燃气轮机、工业型燃气轮机和航改型燃气轮机三类.重型燃气轮机的零件较为厚重，大修周期长，寿命可在10万h以上，主要用于满足城市公用电网需求，例如日立的H25和H80系列燃气轮机、通用电气的F级燃气轮机、西门子的SGT-8000系列燃气轮机、三菱的M701系列燃气轮机和阿尔斯通的GT系列重型燃气轮机等.工业型燃气轮机的结构紧凑，所用材料一般较好，燃气轮机的效率较高，例如索拉的T130燃气轮机和西门子SGT-800燃气轮机，常用于热电联产工程.航改型燃气轮机是由航空发动机改装而成的燃气轮机，在航空领域运用较多，但也有应用于发电及相关工业领域，例如通用电气的 LM 系列航改型燃气轮机等.航改型燃气轮机的结构最紧凑，最轻巧，效率最高，但寿命较短[1-2].燃气轮机自上世纪30年代诞生以来发展迅速.当今国际上最新型的G型燃气轮机和H型燃气轮机，单机功率已达到292～334 MW，发电热效率已达到39.5%.其中，由G型燃气轮机组成的联合循环单机功率可达489 MW，发电热效率可达58.7%；由H型燃气轮机组成的联合循环机组的发电热效率可达60%[3-5].H型燃气轮机组成的联合循环机组是目前已掌握的热-功循环效率最高的大规模商业化发电方式.不仅如此，燃气轮机与以煤为燃料的蒸汽轮机相比，它具有重量轻、体积小、效率高、污染少、启停灵活等优点.燃气轮机发电机组能在无外界电源的情况下迅速启动，机动性好.在电网中用它带动尖峰负荷和作为紧急备用电源，还能携带中间负荷，能较好地保障电网的安全运行，所以得到广泛应用[6].国内外科技界与产业界已经认识到燃气轮机将是21世纪乃至更长时期内能源高效转换与洁净利用系统的核心动力装备.1燃气轮机在热电联产工程中的应用方式燃气轮机在热电联产工程中的应用形式主要有两种：一种是燃气轮机联合循环热电厂；另一种是燃气轮机简单循环热电厂.燃气轮机联合循环热电厂由燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机（背压式、抽背式或者抽凝式）和发电机共同组成.燃气轮机排出的做功后的高温烟气通过余热锅炉回收烟气中的热量而得到高温水蒸气，水蒸气注入蒸汽轮机发电.蒸汽轮机的排汽或者部分在蒸汽轮机中做功后的抽汽用于供热，形式有：燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环；燃气轮机、蒸汽轮机推动各自的发电机的多轴联合循环.单轴的燃气轮机联合循环电厂规模较大，例如通用电气的9F系列机组.而多轴的联合循环机组常见于中小型的燃气轮机联合循环电厂.因此，对于电厂规模相对较小的热电联产工程来说，常选择多轴的燃气轮机联合循环机组.燃气轮机简单循环热电厂由燃气轮机和余热锅炉组成.该类型燃气轮机热电厂不配置蒸汽轮机，通过余热锅炉直接对外供热.因此该类型燃气轮机热电厂发电热效率相对联合循环燃气轮机热电厂较低，约为30%～35%之间；热电比和供热成本的指标方面，简单循环燃气轮机热电厂也低于联合循环燃气轮机热电厂[7].由此可见，燃气轮机联合循环可大大提高发电厂整体发电热效率.即使只有燃气轮机和余热锅炉组成的不配置蒸汽轮机的简单循环燃气轮机发电厂，其发电效率也高于常规的小型燃煤热电厂.2热电联产工程中燃气轮机机型选择热电联产工程遵循“以热定电”原则，首先满足外界对蒸汽负荷的需求，一般对发电量的需求相对较少.因此，对于热电联产工程来说，大功率的重型燃气轮机使用相对较少，常配置一些中小型的燃气轮机.世界主要的中小型燃气轮机有：索拉的T130燃气轮机；日立的H25和H80燃气轮机；通用电气的6F和LM系列的航改型燃气轮机；西门子的SGT-800燃气轮机.各机型的主要技术参数如表1（见下页）所示（表中数据来自各个燃气轮机厂家产品宣传手册，且会因计算的天然气热值等参数变化而发生微小的变化）.表1各中小型燃气轮机相关性能参数Tab.1Performance parameters of some gas turbines表1中，H25，H80 和6F为重型燃气轮机；SGT-800和T130为工业型燃气轮机；LM6000为航改型燃气轮机.从表1可知，工业型和航改型燃气轮机单机发电热效率相对重型燃气轮机的单机发电效率明显更高，但燃气轮机的排烟温度相对较低.由于排到余热锅炉的高温烟气所包含的热量相对较少，因此对于整个联合循环热电厂，工业型和航改型燃气轮机联合循环热电厂的整体发电热效率反而低些[8-9].简单循环的燃气轮机热电厂若选择工业型燃气轮机及航改型燃气轮机，其热电厂发电热效率会较高.对于配置蒸汽轮机的燃气轮机联合循环，重型燃气轮机因其排烟温度较工业型燃气轮机和航改型燃气轮机高，排到余热锅炉的高温烟气所包含的热量相对较多，余热锅炉产出的供蒸汽轮机发电用的高温高压的蒸汽也更多.因此，重型燃气轮机联合循环整体发电热效率比工业型燃气轮机和航改型燃气轮机联合循环的发电热效率高.燃气轮机联合循环热电厂中大多选择重型燃气轮机.从能量的充分利用和逐级利用角度讲，相比于燃气轮机简单循环热电厂，燃气轮机联合循环热电厂更具有优势.目前我国燃气轮机热电联产工程中，大多选择重型燃气轮机组成的联合循环燃气轮机热电厂，如浙江省的某热电厂，采用6F级燃气轮机匹配余热锅炉和蒸汽轮机组成燃气轮机联合循环机组对外供热供电，燃气轮机联合循环热电厂整体发电热效率约60%.但是对于某些对占地面积有严格要求的场合，如海上油气平台井等，一般可选择结构紧凑、效率高的工业型燃气轮机或者航改型燃气轮机机.具体燃气轮机机型的选择可根据各工程的实际情况进行分析、计算、确定，如热电厂的对外供热参数和供热量、装机容量、机组数量、占地面积、整体热效率等.3燃气轮机联合循环热电联产工程相对于常规火力发电热电联产的优势[10]相对于常规燃煤的小型火力发电的热电联产电厂，燃气轮机联合循环热电厂的优势主要有：（1）高效：燃气轮机联合循环的发电热效率已经达到甚至突破60%，这是一般常规火电机组无法比拟的，甚至高于目前最先进的超超临界机组而稳居各类火电机组之首.（2）单位造价低：燃气轮机联合循环机组单位容量造价约400美元·kW-1，而常规火电机组造价为600～1 000美元·kW-1；若我国国产燃气轮机的制造加工水平进一步提升，燃气轮机联合循环机组单位容量造价还有非常大的下降空间.（3）低排放：燃气轮机联合循环不排放SO2以及飞灰和灰渣；NO x的排放量也非常低，一般都可以达到49.20 mg·m-3以下，甚至可以根据需要达到小于30.75 mg·m-3的水平，CO2的排放量可以做到11.25 mg·m-3；环保性能居于现有各种火电机组之上.（4）节水：燃气轮机联合循环机组以燃气轮机发电为主，燃气轮机发电机功率占总容量的70%，联合循环机组所需用水量约为常规燃煤机组的1/3.这在某些缺水的地区显得尤为重要.若选择燃气轮机和余热锅炉配置的简单循环，整个电厂对机组冷却水量的需求相对于常规火电厂的冷却水量更是大幅度减少.（5）省地：燃气轮机联合循环机组因附属设备较少，无需储煤场、输煤设施，占地面积仅为加脱硫装置的常规火电厂的1/3.这在城市边缘及城区的供热电厂显得尤为重要.（6）建设工期短：燃气轮机联合循环机组最适合模块化设计，燃气轮机各部件模块可工厂化生产，运至现场吊装，因而大大缩短了燃气轮机电厂的建设工期.（7）调峰性能好：通过余热锅炉的旁路烟囱，不运行蒸汽轮机及发电机组的情况下，一般在20 min 内就能达到燃气轮机及发电机组的100%负荷，而燃气轮机及其发电机组负荷占整个燃气轮机联合循环电厂额定负荷的70%左右，这保证了燃气轮机联合循环的良好调控性能，实现机组的日启夜停和调峰功能.（8）操作运行和维护人员少：因为燃气轮机联合循环电厂自动化程度高，采用先进的控制系统，电厂对员工数量的需求大幅下降.一般情况下占同容量常规燃煤电厂人员的20%～25%就足够了.4影响燃气轮机在热电联产工程中推广的主要因素燃气轮机联合循环电厂在国外已经得到了普遍发展，近几年已占据美国电力市场的重要地位，欧洲的燃气轮机联合循环电厂也获得了长足的发展.目前我国燃气轮机联合循环电厂能否获得大力推广和发展，主要受制于如下三个因素：（1）我国能提供多少天然气资源供燃气轮机发电工业使用；当前国内已有部分燃气轮机联合循环电厂因受制于燃料供应，每年运行的时间远远少于常规燃煤机组.2012年，随着“西气东输”二线最后几条干线的建成投产，整个输气管道实现每年输气300亿m3.未来中国甚至有可能规划修建“四线”或者“五线”，进一步便于西部地区的天然气输送到东部地区开发利用.另外，海上（东海、南海）天然气的开发、沿海港口城市液化天然气（LNG）的进口，也为联合循环发电扩充了气源供应条件.国内已经探明了华北、东北、西北三大煤层气资源储量，并将逐步开采.随着天然气来源渠道的扩大，燃气轮机联合循环电厂的应用范围将大大突破西气东输管网和海上天然气所能影响的地区.（2）如何合理确定天然气价格，使燃气轮机联合循环发电成本能够与严重污染的以煤为燃料的常规火电相竞争.必须指出，天然气的价格对燃气轮机及联合循环的运行成本有着决定性的影响.在燃气轮机三项发电成本的组成中（设备折旧成本、机组运行维护成本、燃料成本），燃料成本的比例高达60%～65%，即使在天然气的产地，运输过程费用大为降低，天然气价格相对东南沿海地区更加便宜，其成本占燃气轮机发电成本的比例仍然是非常高的[4].在天然气价格居高不下的今天，燃料成本高已经成为制约燃气轮机发电大力推广的一个关键性因素.当前，作为工业企业及城市基础设施的重要组成部分的许多中小型燃煤热电厂，通常地处城市之中或者城市郊区，因此不可避免地会对当地大气环境质量产生很大影响.中小型燃煤热电厂改造为燃气轮机联合循环热电厂，对当地环境质量的改善效果非常明显，也最容易得到人民群众的接受和支持.热电厂的燃料从煤炭改造为天然气，虽然合理调整了能源结构，提高了能源利用效率，减少了煤炭运输环节的损失和浪费，但是对燃气轮机联合循环热电厂来说，燃料成本必然要增加，能源代价必然会提高，因此争取群众和企业的理解和参与，合理分担部分天然气成本因素，是解决天然气市场和成本关系的一条合理途径.政府在制定燃气轮机联合循环热电厂上网电价和外供蒸汽价格时，应考虑到燃气轮机的环境效益，适当提高上网电价和外供蒸汽价格，这也是对天然气成本过高的一种消化.（3）从长远的角度看，我国燃气轮机整体行业水平的提高是决定我国燃气轮机及联合循环电厂能否大力推广的一个重要因素.燃气轮机的发展水平代表着一个国家的重大装备制造业的总体水平.当前我国的燃气轮机技术水平与世界先进水平之间的差距还很大，燃气轮机的核心部件依赖于进口，燃气轮机的每次大修花费很大.若某些燃气轮机的大修只能运回美国等发达国家进行，则其费用更大.近年来，为了推动燃气轮机工业的发展，按照“市场换技术”的原则，我国对规划批量建设的燃气轮机发电站工程项目采取“打捆”式招标采购模式，由国外先进燃气轮机制造企业与国内制造企业相互结合组成联合体，进行燃气轮机联合循环电站工程项目的竞争投标，以吸收和引进国外先进技术.在这一过程中，我国同时引进了世界三大动力集团（通用电气、西门子、三菱）的F级重型燃气轮机.在实现燃气轮机设备制造本土化和国产燃气轮机技术开发方面都取得了良好的成果.在吸收和引进国外先进燃气轮机技术的基础上，逐步实现了燃气轮机联合循环电站设备研发和制造的国产化、本地化和知识产权自主化[11-12].2008年，我国具有完全自主知识产权的110 MW级R0110燃气轮机进行了点火及实验验证，其性能已经接近于目前国际上先进的F级燃气轮机，对我国的燃气轮机设计、制造和加工的整体水平是一个巨大的提升[13-14].目前，我国燃气轮机技术水平与国际先进水平之间的差距正在不断缩小，我国的燃气轮机自主研发、生产制造等方面取得了重大进展.2012年9月12日，上海市科委重大专项课题“高温合金叶片制造技术研究”通过专家验收，这标志着我国在燃气轮机核心部件国产化、自主化生产的道路上迈出了坚实的一步.从制约燃气轮机联合循环电厂发展的三个因素及我国目前的相应情况可知，我国大力发展燃气轮机联合循环的条件已经具备，燃气轮机联合循环电厂的快速发展在近期将成为可能.5总结实现节能减排，提高能源利用率是我国能源结构调整的目标.随着我国天然气资源的开发、利用及液化天然气资源的引进，我国燃气轮机联合循环机组将不断增加.燃气轮机联合循环以其高效、清洁和灵活的特点，必将成为我国未来大力发展的电厂类型.目前可用于热电联产的中小型燃气轮机容量和整个热电厂供热能力与我国广泛使用的蒸汽轮机热电机组的规格十分接近，因而可在不改变外部系统，不增加发电容量和不间断供热、发电的前提下，以较短的时间、较低的投资和较合理的电、热成本实现对热电厂以气代煤的改造.这也是燃气轮机联合循环热电厂可获得大力推广的现实条件.总之，燃气轮机联合循环机组在我国电力工业中的作用将逐渐增强，发展燃气轮机联合循环热电厂任重而道远，但是前景是非常光明的.参考文献：[1]李孝堂.燃气轮机的发展及中国的困局[J]，航空发动机，2011，37（3）：1-7.[2]马悦，纪锦锋.燃气-蒸汽联合循环电站机组配置及选型分析[J].能源工程，2011（6）：52-57.[3]蒋洪德.重型燃气轮机的现状和发展趋势[J].热力透平，2012，41（2）：83-88.[4]清华大学热能工程系动力机械与工程研究所，深圳南山热电股份有限公司.燃气轮机与燃气-蒸汽联合循环装置[M].北京：中国电力出版社，2007.[5]刘红，蔡宁生.重型燃气轮机技术进展分析[J].燃气轮机技术，2012，25（3）：1-5.[6]张荣刚，李文强.浅析燃气轮机在电力行业中的应用[J].企业技术开发，2011，30（10）：122-123.[7]徐迎超，阎波，樊泳，等.燃气-蒸汽联合循环（CCPP）发电在首钢迁钢公司中的应用[J].冶金动力，2012（1）：27-29.[8]刘祖仁，李达，张阳.海上燃气轮机余热资源计算[J].中外能源，2012，17（5）：99-103.[9]李达，张阳，孙毅.海上冷、热、电、惰气四联供护技术探讨[J].石油和化工节能，2012（5）：11-14.[10]黄勇.我国发展联合循环机组的背景和条件[J].中国科技博览，2011（29）：372.[11]刘华强，汪晨晖.燃气轮机在我国应用情况分析[J].中国新技术新产品，2012，（6）：149.[12]杨连海，沈邱农.大型燃气轮机的自主化制造[J].燃气轮机技术，2006，19（1）：11-14.[13]崔荣繁，陈克杰，郭宝亭.R0110重型燃气轮机的研制[J].航空发动机，2011，37（3）：8-11.[14]包大陆.R0110重型燃气轮机气缸结构研究[J].中国新技术新产品，2012（9）：109.。

焦炉煤气燃气轮机热电联产EPC项目管理

【摘
要】随着焦化工业的迅速发展，我国焦炭需求量越来越大，焦炉煤气化工作为一种二次利用能源，对当今社会的发展具有深
远的影响。在先进科学技术发展下，焦炉煤气发电技术日渐成熟，规模逐步扩大。在ＥＰＣ模式下，操作过程被有效控制，可以将焦炉
【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】ｃｏｋｅｏｖｅｎｇａｓ；ｇｓａｔｕｒｂｉｎｅ；ｃｏｍｂｉｎｅｄｈｅａｔｎａｄｐｏｗｒｅ；ＥＰＣｐｒｏｊｅｃｔｍｎａａｇｍｅｅｎｔ
【中图分类号１Ｆ４２６．４【文献标志码】Ａ【文章编号】１６７３．１０６９（２０１７）０３．００８２．０２ｍｅｎｔ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＳＭＥ
焦炉煤气燃气轮机热电联产ＥＰＣ项目管理
ＴｈｅＥＰＣＰｒｏｊｅｃｔＭａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆＣｏｋｅＯｖｅｎＧａｓＴｕｒｂｉｎｅＣｏｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ
工程管理模式和设计的完美结合，具有缩短工期，降低投资
成本的优势。另外，ＥＰＣ的独特之处在于依靠高专业分包商使其程序得到规范性控制，为下一步的施工奠定良好基础。除此之外，ＥＰＣ模式还具有系统性和有效性，依靠广泛的通用技术。ＥＰＣ模式具有协调性，未预料到的问题由分包商逐步解决，双重协调反馈，保证工程设计和管理上的有效衔接，

燃气轮机热电联产工作原理

燃气轮机热电联产工作原理
燃气轮机热电联产是一种高效利用能源的方法，通过将燃气轮机与
发电机和热回收装置相结合，实现同时产生电力和热能的目的。

燃气
轮机热电联产系统利用了燃气轮机产生的废热，通过热回收装置将废
热转化为热能，从而提高能源利用效率。

燃气轮机是一种利用燃气（如天然气、液化气等）燃烧产生的高温
高压气体驱动涡轮旋转，再由涡轮带动发电机产生电能的装置。

燃气
轮机热电联产系统中的燃气轮机通常包括压气机、燃烧室、涡轮和发
电机等主要部件。

燃气轮机可以根据需要选择不同的燃气燃料，具有
快速启动、运行可靠、排放低等优点。

燃气轮机热电联产系统通过将燃气从燃气轮机排出后通过燃气余热
锅炉加热水蒸汽，产生高温高压蒸汽，再通过蒸汽涡轮发电机产生电能。

同时，从余热锅炉中得到的低温热水可以用于供暖、热水等需求，实现了能量的多级利用，提高了能源利用效率。

燃气轮机热电联产系统具有很高的能源利用效率，通常能够达到60%以上，较传统的热电分开生产的方式节能效果明显。

此外，燃气轮机
热电联产系统还具有运行灵活、占地面积小、排放污染物少等优点，
是一种非常理想的能源利用方式。

总的来说，燃气轮机热电联产系统通过将燃气轮机发电和热能回收
相结合，实现了对能源的高效利用，具有较高的能源利用效率和环保性，是一种未来能源利用的趋势。

焦炉煤气发电方案2024

焦炉煤气发电方案2024焦炉煤气发电方案2024焦炉煤气发电是利用焦炉废气中所含有的煤气组分进行发电的一种方法。

煤矿、焦化厂等生产煤的工业企业通常都会产生大量的焦炉废气，而这些废气中含有大量可供利用的煤气。

因此，对这些焦炉废气进行利用，提高能源利用效率，减少环境污染，实现可持续发展具有重要意义。

本文将介绍焦炉煤气发电方案。

首先，焦炉煤气发电方案需要对焦炉废气进行处理。

由于焦炉废气中含有大量的有毒有害成分，如硫化氢、苯、氨等，对环境和人体健康造成重大威胁。

因此，在进行焦炉煤气发电之前，需要对焦炉废气进行脱硫、去氨、除尘等处理。

这些处理过程可以采用常见的脱硫、除尘设备进行，以降低废气中有害物质的含量。

接着，焦炉废气经过处理后，可以用于发电。

焦炉煤气发电可以采用内燃机发电、燃气轮机发电等不同的方式。

内燃机发电是将焦炉废气燃烧后，通过发动机直接转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能。

内燃发电机组工作原理简单，具有启动快、适应范围广、维护方便等优点。

而燃气轮机发电是将焦炉废气燃烧后，通过燃气轮机将热能转化为动能，再通过发电机将动能转化为电能。

燃气轮机发电具有效率高、运行稳定、排放低等优点，适用于大规模发电。

此外，焦炉煤气发电方案还可以与其他能源发电方式相结合。

如与燃煤发电相结合，可以利用焦炉煤气替代部分燃煤，降低排放量，提高发电效率。

同时，焦炉煤气发电还可以与风力发电、太阳能发电等可再生能源发电方式相结合，实现能源的多元化利用，提高能源供应可靠性。

最后，焦炉煤气发电方案需要注意环境保护。

虽然焦炉煤气发电可以减少焦炉废气的排放，降低环境污染，但焦炉废气中仍然含有一定的有毒有害物质，对环境和人体健康仍然存在一定的威胁。

因此，在焦炉煤气发电过程中，需要严格控制有害物质的排放，进行在线监测，及时处理废气中的有毒有害物质。

总之，焦炉煤气发电方案是一种利用焦炉废气进行能源利用的重要方式。

通过对焦炉废气进行处理和利用，可以提高能源利用效率，减少环境污染，实现可持续发展。

燃气轮机热电联产发电案例介绍-焦炉煤气应用1案例背景焦化厂在

燃气轮机热电联产（发电）案例介绍-焦炉煤气应用1 案例背景焦化厂在炼焦过程中伴生大量的焦炉煤气，除生产工艺消耗大约一半之外，还富余大量焦炉煤气。

随着焦化行业的竞争越来越激烈，企业的利润空间不断被压缩，甚至面临关停和破产的危险，因此焦炉煤气的利用成为企业的关注重点。

目前焦炉煤气的利用方式主要有直接卖气，制甲醇，制天然气以及发电等。

焦化厂化产工艺需要蒸汽，利用焦炉煤气作为燃料，采用燃气轮机热电联产（发电）方式，满足企业用电和蒸汽需求，降低企业能耗并改善当地环境，从而提升企业的竞争力。

相比其他方式，这种方式受外界的影响最小，技术也非常成熟，同时也可避免企业因限电而影响正常生产。

美国索拉燃机是全球中小型工业燃机的行业领导者，一直致力于应用中低热值燃料燃气轮机的研发，并已成功研制开发出可应用焦炉煤气的燃气轮机，并在中国已销售33台，其中16台已建成投产，最早的一台于2006年4月投产，目前运行良好。

相比其他发电方式，焦炉煤气燃气轮机热电联产（发电）的系统效率更高，简单可靠，应用灵活，节能环保，部分地区可享受国家政策鼓励，以下是以年产110万吨冶金焦的焦化企业应用燃气轮机热电联产（发电）的典型案例介绍。

1.1 现场条件(以河南为例)海拔高度220m设计大气温度14℃设计大气压力101.3Kpa设计大气相对湿度60%1.2 燃料以焦炉煤气为燃料燃气热值：4170 KCal/Nm3燃气压力：0.005Mpa(假设)1.3 热电负荷及运行时数最大蒸汽流量：50t/hr蒸汽压力： 1.0 Mpa蒸汽温度：185.5℃年供热时间：8200小时年运行时数：8200小时/年2 方案燃气轮机热电联产系统一般根据以热定电的原则进行设计和设备选择，该项目选用2台索拉公司大力神130(TITAN 130)燃气轮机，配2台余热锅炉，三台燃气压缩机（2用1备），一台抽凝式汽轮机发电机组，整个系统可布置在简易厂房内，总占地面积约7200平方米。

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１燃气轮机简介
燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动
图１燃气轮机组成（美国ＳｏｌａｒＴｕｒｂｉｎｅｓ公司Ｔｉｔａｎ１３０燃气轮机）
第６期王辉：燃气轮机用于焦炉煤气热电联产
２．３经济性分析以１台美国ＳｏｌａｒＴｕｒｂｉｎｅｓ公司生产的Ｔｉｔａｎ１３０燃气轮机常规热电联产项目为例，焦炉煤气热电联产燃气轮机电站有非常好的经济效益。一套Ｔｉｔａｎ１３０燃气轮机热电联产项目初始投资约１亿元，４３０～１２× １０Ｎｍ，每小时可发电每天消耗焦炉煤气１１３０００ｋＷ，产生供热蒸汽２５ｔ，按照电费０．５元／ｋＷ ·ｈ计算，则每年电费收入为１３０００× ０．５× ２４× ３０按照蒸汽８０元／ｔ、每年供暖５ × １２＝５６１６００００元；个月计算，则供热收入８０×２５×２４×３０×５＝
１）焦炉煤气发热值高１６７２０～１８８１０ｋＪ／Ｎｍ，可燃成分较高（约９０％左右）；２）焦炉煤气是无色有臭味的气体，焦炉煤气因含有ＣＯ和少量的ＨＳ而有毒；２３）焦炉煤气含氢多，燃烧速度快，火焰较短；４）焦炉煤气如果净化不好，含有较多的焦油和萘，就会堵塞管道和管件，给调火工作带来困难；５）着火温度为６００～６５０℃；６）焦炉煤气含有Ｈ５５％～６０％）、ＣＨ２３％２（４（～２７％）、ＣＯ（５％～８％）、ＣＯ１．５％～３．０％）、Ｎ２（２（３％～７％）、Ｏ（＜０．５％）、Ｃ（２％～４％）。２ｍＨｎ２．２焦炉煤气燃机电站基本工艺流程热电联产的燃气轮机电站基本工艺流程如图２所示，它的核心就是燃气轮机，造价约占总投资的６０％。
第３０卷 Βιβλιοθήκη ６期２０１４年３月甘肃科技ＧａｎｓｕＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ３０Ｎｏ６Ｍａｒ２０１４
燃气轮机用于焦炉煤气热电联产
王辉
（中国石油西部管道兰州输气分公司，甘肃兰州７３００７０）摘要：焦炉煤气作为一种宝贵的人工煤气，多年来回收利用率一直非常低，造成了大量的能源浪费，同时也污染了周边环境。我国焦化企业的现状是中小型独立焦化企业数量多、分布广、回收设备简陋、产品单一，目前的各种焦炉煤气回收利用途径还不能从根本上解决中小型企业“ 点天灯” 现象。利用燃气轮机进行热电联产，适用于独立中小型焦化企业焦炉煤气回收利用。它具有低投资，高产出的优点。在燃气轮机设计、运行阶段还可采取一些措施，进一步降低运行费用。关键词：燃气轮机；焦炉煤气；热电联产中图分类号：ＴＫ４７
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甘肃科技第３０卷是同样的，处理的越洁净，处理费用也呈指数增加，因此需要在处理费用和维护维修费用之间找到一个平衡点如图４所示，使得整体运行费用最低。
３）尽量采用原厂备件。３．３运行费用的平衡点对于燃气轮机而言，空气、燃料气等处理的越洁净越好，这样机组的维护、维修费用就下降，但
图２焦炉煤气热电联产燃气轮机电站基本工艺流程
颗粒等杂质。３．２延长燃气轮机寿命的其他措施１）燃气轮机是技术密集、资金密集的设备，因此，运行维护人员必须经过培训，具备操作维护技能才能上岗，具备一定的故障处理能力；２）按照厂家提供的维护建议，合理维护，一般采取四级维护策略，即每日巡检、每月详细检查、每半年进行一次４０００ｈ维护保养，每年进行一次８０００ｈ维护保养。根据现场运行实际情况，适度对燃气轮机进行内部的水洗清洁，清洗的最长时间间０００ｈ；隔不得超过４
３
图３针对炼焦厂环境设计的空气进气过滤器
３）装配氢气可燃气体探测器。焦炉煤气含氢气较多，当燃气轮机在运行中熄火时，燃料和空气形成一种具有爆炸性的混合气体，如果在熄火状态被探测到之前被排入高温烟气和锅炉系统中去，有可能引起爆炸；４）合理处理焦炉煤气，重点关注煤气中的杂质处理，尽量去除焦炉煤气中的硫、油、焦油、萘、固体
３干煤可生产焦炉气３００～３５０Ｎｍ。它有如下特点：
６３３６００００元。
３燃气轮机现场运行
炼焦厂是环境非常恶劣的地方，焦炉煤气里杂质较多，采用焦炉煤气做燃料的燃气轮机的很多事故是燃料或燃烧空气中硫、钠、钾共存，诱发燃气轮机内部金属腐蚀造成的，一般又以燃气轮机高温段部件所遭受的污染最为严重，ＮａＳＯ，ＫＳＯ２４２４是产生热腐蚀的主要因素。因此需要采取措施提高燃气轮机现场运行的安全性、可靠性、经济性。３．１燃气轮机采取独特的设计１）在燃气轮机高温部位采用有针对性的防腐涂层，使其能够耐盐腐蚀；２）一台Ｔｉｔａｎ１３０每天大概需要空气流量４３０００００ｋｇ，为了使得参与燃烧的空气更清洁，采用专门设计的三级空气过滤系统如图３所示；
２０１０年，我国焦炭产量达到了３．８８亿ｔ，占世界焦炭产量６０％以上，同时生产出１５６０× １０Ｎｍ
８３８３
力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。燃气轮机是一种先进而复杂的成套动力机械装备，是典型的高新技术密集型产品，代表了多理论学科和多工程领域发展的综合水平，素有“ 工业之花” 或“ 机械工业皇冠上的明珠” 之称。燃气轮机与内燃机相比，具有重量轻、体积小、单机功率大、运行平稳、寿命长、维修方便等优点；与蒸汽轮机相比有体积小、重量轻、启动快、安装快，用水少或不用水，能使用多种液体和气体燃料；燃气轮机功率系列齐全，从１～４５ＭＷ范围内，可根据实际情况选择合适功率的机型，因此在发电上有较多的应用。此外，燃气轮机在油气开采输送、交通、冶金、化工、舰船、飞机动力等领域也得到广泛应用。用于发电的燃气轮机主要由减速齿轮箱、燃烧空气进口组件、压气机、扩压段、燃烧室、燃气发生器、排气蜗壳组成如图１所示。与用于油气输送、舰船动力的燃气轮机相比，少了动力涡轮，因为发电机转速恒定，燃气轮机通过减速齿轮箱将动力输送给发电机。
图４处理费用和维护维修费用的平衡
４结论
对于中小焦化企业来说，用焦炉煤气做燃料，采用燃气轮机进行热电联产显然是非常有效的回收利用焦炉煤气项目，在项目实施及后续运行过程中，还有很多可采取的措施来进一步降低运行维护成本，这将极大地提高中小焦化企业有效回收利用焦炉煤气的积极性，对我国能源发展战略，实现经济可持续发展意义重大。参考文献：
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７２０００００元，一年累计可收益（或创造效益）
２燃气轮机用焦炉煤气发电简介
２．１焦炉煤气的特点焦炉煤气，又称焦炉气，由于可燃成分多，属于中热值煤气。它是由几种烟煤配制成炼焦用煤，在炼焦炉中经过高温干馏后，在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体，是炼焦工业的副产品。焦炉煤气是混合物，其产率和组成因炼焦用煤质量和焦化过程条件不同而有所差别，一般每吨
以上的焦炉煤气，其中可回收的有７８０×１０Ｎｍ。近年来，通过国家《焦化行业准入条件》的贯彻以及焦化企业的技术改造，焦炉煤气放散率每年均以５％～８％的速率递减，但现在每年仍有３００× １０Ｎｍ焦炉煤气可作资源开发利用，这相当于西气东输每年满负荷的输气量。富余的焦炉煤气直接排放或点了“ 天灯” ，既造成巨大的资源浪费，又造成严重的环境污染。目前对焦炉煤气的回收应用主要集中在生产甲醇、合成天然气、发电，对于炼钢厂可直接用于还原铁。从目前我国能源结构看，甲醇产能过剩，而天然气供需严重不足，将焦炉气甲烷化制合成天然气，对促进焦化行业技术进步与产业可持续发展具有重要的意义，但是焦炉煤气合成天然气需要配套相应的设备和管道，投资巨大，对于焦炉煤气产量不是很大的中小企业来说并不经济。利用焦炉煤气发电是较为成熟的技术，有蒸汽发电、燃气轮机发电、内燃机发电、燃气轮机—蒸汽联合类。蒸汽机的发电效率最低，不到３０％，循环发电４其次是燃气轮机发电和内燃机发电，发电效率３０％蒸汽联合循环发电（即燃气轮机～３５％。燃气轮机－热电联产）效率高达５０％以上，是热能资源的高效梯级综合利用，值得在中小焦化企业积极推广。