燃气轮机热电联产（发电）案例介绍-焦炉煤气应用.doc

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。2.1 燃气轮机每台大力神130机组在项目现场主要参数如下：铭牌功率：15000kw发电机出力：14168 kw燃烧空气进口温度：14燃机工况点： 满负荷运行燃料流量：8510.5nm3/hr涡轮排气温度：500 尾气流量：173250 kg/hr2.2 余热锅炉每台余热锅炉在项目现场主要参数如下：蒸汽温度：185.5蒸汽压力：1.03 mpa蒸汽流量：28494 kg/hr2.4 系统主要设备清单设备名称数量注解大力神130发电机2余热锅炉2燃气压缩机31用1备马达控制中心12.5 系统总容量及实际出力总装机铭牌功率：30000 kw现场实际净输出功率：24736 kw总蒸汽流量：56988 kg/hr总燃气消耗量:17021 nm3/hr3 索拉中国业绩索拉公司进入中国已经超过30年，在国内已经有超过260台机组，其中金牛60机组超过70台，大力神130超过70台。在项目执行过程中和国内的许多设计院建立了良好的合作关系，他们也对索拉机组有充分的了解，可以非常快速地和可靠地完成设计任务。此外，上海力顺燃机科技有限公司作为索拉在中国工业发电行业的代理，已在国内完成了多个燃气轮机热电联产项目，可以为项目的规划、建设提供技术服务。 在国内已经建设成功、投入使用的索拉燃气轮机焦炉煤气热电联产项目有， 1) 山东金能煤气化有限公司一期项目（15670kw 热电联产），2006 年4 月投产，目前运行情况良好。2) 内蒙古太西煤集团乌斯太项目（25670kw 热电联产），2008 年10 月投产，目前运行情况良好。3) 山东金能煤气化有限公司二期项目（35670kw 联合循环），2008 年4 月投产，目前运行情况良好。4) 河南顺成集团煤焦有限公司一、二项目（215000kw 热电联产），分别于2009 年12 月投产和2010 年6 月投产，目前运行情况良好。5) 山东金能煤气化有限公司三期项目（115000kw 热电联产），2009 年7 月投产，目前运行情况良好。6) 河南鑫磊集团诚宇焦化有限公司一期项目（15670kw 热电联产）2010 年4月投产，目前运行情况良好。7) 山东济矿民生热能有限公司一期项目（215000kw 热电联产），一台于2012年2月投产，另一台正在安装调试。8) 河南鑫磊集团诚宇焦化有限公司二项目（15670kw 热电联产），2011 年3月投产，目前运行情况良好。9) 青海庆华集团煤化有限公司一期项目（215000kw 热电联产），2012 年1月投产，目前运行情况良好。10) 山东金能煤气化有限公司四期项目（315000kw 热电联产），2011 年5 月投产，运行情况良好。11) 江苏天裕集团东方热电一期项目（315000kw 热电联产），2011年6月到货，目前正在安装调试。12) 西山煤气化有限责任公司项目（25670kw 热电联产），2010 年9 月签订合同。13) 山东诚力供气有限公司一期项目（315000kw 热电联产），一台于2012年1月投产，其他正在安装调试。14) 山西立恒钢铁有限公司项目（415000kw 热电联产），2011年1月签订合同，正在安装调试。15) 山东诚力供气有限公司二期项目（115000kw 热电联产），2011年6月签订合同。16) 天瑞集团汝州天瑞煤焦化有限公司项目（215000kw 热电联产），2011年6月签订合同。此外，针对天然气应用，索拉燃气轮机热电联产项目清单：l 浦东国际机场能源中心（14000kw）1999年建成并投入使用。l 成都国际会展中心（110690kw，15670kw）分别于2005年11月和2009年4月建成并投入使用。国内其它辅助设备制造商也通过以上项目，积极配合设计院，顺利执行项目。目前国内有三家以上余热锅炉制造商和索拉燃机配套过，有三家以上燃气压缩机制造商和索拉燃机配套过，到目前为止运行状况良好。4 索拉燃机特点及售后服务4.1集成度高索拉燃机设计集成度非常高，其中燃料系统、启动系统、控制系统、同期装置、励磁系统等都安装在撬上，大大节约了安装时间和工作量。比较有经验的安装公司大约需要1个月左右就可以完成燃机的安装。4.2可靠性高可用率高目前在中国国内使用燃机的客户普遍反映索拉燃机可靠性最高，系统可用率最高，可以达到97%。索拉燃机在设计中遵循的原则是让用户在设备生命周期中拥有设备的总成本最低(燃料费+初投资+维护)。它在效率、维护成本和设备制造成本中取得平衡，使用户花最小的代价拥有设备20年。 4.3优秀的售后服务能力索拉公司在中国有24个售后服务人员，其中服务工程师有19人。在天津有维修部和配件库，为中国的客户提供设备保障。索拉公司的大修服务采用交换机组的方法，让客户停机的时间减到最低。为了保证交换机组的效率，索拉公司的流转大修机组的资产超过2亿美元，可以及时提供燃机到用户现场。5 简单经济性分析 2台t130燃机热电联产（发电）方案的基本技术参数燃机型号：t130备注单机功率输出(现场)kw14168 效率34.37%每千瓦时能耗kj/kwhr10474 数量2 每小时燃料输入gj/hr297mw82.5每小时燃料输入nm3/hr8510.5 (1台燃机)排气温度500 排气流量kg/hr173250(1台燃机)余热锅炉蒸汽压力mpa1.03 蒸汽流量kg/hr56988(总量)蒸汽温度185.5 总发电能力kw28336厂用电kw3600(主要是煤气压缩机)发电净输出kw24736蒸汽供应量kg/hr56988 焦炉煤气热值 kcal/nm34170总能量输入mw82.5系统总效率79.71%简单经济分析焦炉煤气价格cny/nm3￥0.350水费 cny/t￥2.50折旧年限年15自有资金比例30%银行贷款比例70%银行利息7.25%年运行小时hr8,200供热时间hr8,200电价(买电)cny/kwhr￥0.60电价(卖电)cny/kwhr￥0.39蒸汽价格cny/t￥60厂内平均耗电功率kw20,000厂内年耗电量kwhr164,000,000 年发电总量kwhr202,835,200(除掉厂用电)顶替电收益cny￥98,400,000向电网卖电收益cny￥15,145,728年总蒸汽供量t467,302年蒸汽收益cny￥28,038,096燃料消耗总量nm3/年139,572,291燃料费cny￥48,850,302燃机度电维修费cny/kwhr￥0.005(含大修)年维修费cny￥10,141,760(提前预提维修费)折旧费cny￥10,400,000 利息cny￥7,917,000人工费cny￥1,000,000(大约需要20人)水费 cny￥1,168,254年利润(税前)cny￥62,106,508单位kw造价cny/kw￥5,200总造价cny￥156,000,000简单投资回收年年2.51整个燃气轮机热电联产（发电）系统总效率可达79.71%，每一方焦炉煤气净发电1.45度，同时能产3.35斤饱和蒸汽（压力为1.03mpa）。假设电价为rmb0.60元/ kwhr，蒸汽价格rmb0.06元/ kg，则一方焦炉煤气创造的价值为rm