高炉煤气发电

1、某6MW高炉煤气发电项目技术方案高炉煤气发电项目方案一、概述为了综合利用高炉剩余煤气，减少对大气排热、减少温室效应，*钢厂把450m3高炉车间产生的24000m3煤气作为煤气锅炉的主要燃料，拟安装一台 35t/h煤气锅炉， 配一台6MWS汽式汽轮发电机组。二、主机选型主机设备参数如下：1、 燃煤气锅炉1台型号：*G 35/3.82 Q额定蒸发量：35t/h额定蒸汽温度：450 C额定蒸汽压力：3.82MPa给水温度：150 C排烟温度：150C2、 汽轮机1台型号：N63.43型式：凝汽式额定功率：6MW额定进汽量：28.5t/h额定进汽压力：3.43MPa额定转速：3000r.p.m3、 发

2、电机1台型号：QJ6 II额定功率：6MW功率因数：0.8冷却方式：空冷励磁方式：可控硅励磁三、电厂设计方案的燃气管道及辅助设备3.1全厂总体规划及厂区总平面规划布置本工程的建设规模为35t/h燃气锅炉配6MW气轮发电机组。厂区主要建(构)筑物 有：主厂房、机力通风冷却塔、烟囱、疏水泵房、综合水泵房、化水车间等。厂区布置 力求紧凑，满足设计规范要求，工艺流程合理，管线连接顺直、短捷，对厂区污染小。(1) 生产区：生产区位丁厂区西南面，主厂房由北向南依次分别为汽机房、除氧 间，锅炉、疏水泵房东西布置，位丁除氧问南侧。疏水泵房南侧为烟囱。(2) 水塔区：水塔区位丁厂区东北面，工业水池在厂区东北角，

3、其西面为机力通 风冷却塔，综合水泵房在冷却塔南面。(3) 化水区：化水区位丁厂区东南面，包括化学水处理车间及罐区。3.2燃料输送本工程建设规模为一台35t/h纯烧高炉煤气锅炉配一台6MWS汽式汽轮发电机组。锅炉燃料利用*钢铁有限公司的高炉煤气，高炉煤气由煤气总管引接，采用高支架 架空敷设至电站。管线所经过区域无重要建筑物，且平坦，易丁敷设。由丁煤气的产量与压力有较大的波动，本工程需用的煤气量也会随负荷变化而有较大的波动，进而影响燃气压力的稳定。为保证其压力的稳定，设置通流能力为32000Nm3/h 的一级多路调压系统。在锅炉房前的煤气管道上装有压力上、下限控制器，以保障燃气压力在煤气锅炉燃 烧

4、器要求的燃气压力范围内，保证锅炉运行的安全性。3.3燃烧系统本工程锅炉为纯烧高炉煤气锅炉。高炉煤气经高炉放散后由煤气管道输送至炉前， 高炉煤气分别从锅炉两侧的燃烧器送入炉膛燃烧。煤气燃烧所需要的空气由送风机供 给，送风机先把冷空气送到空气预热器加热后，再通过热风道将热空气送入炉膛。锅炉 燃烧生成的烟气经过热器、省煤器、空气预热器换热后由引风机抽出，经高 60m出口 内径为1.4m的钢筋混凝土烟囱排入大气。因高炉煤气届有蠹、易燃、易爆气体，故将高炉煤气管道均布置在室外，另外在煤 气管道上设置有安全阀、放散阀、阻火器及水封装置等措施，以保证煤气炉燃烧系统安 全稳定的运行。3.4热力系统本工程热力系

5、统由1 X 35t/h锅炉+1 X 6MW凝汽式汽轮机及相应的辅机所组成的汽 水系统构成，系统的拟定力求简洁、经济。3.4.1主蒸汽系统由锅炉产生的新蒸汽经过过热器出口集箱，通过主蒸汽管道引接到汽轮发电机组自动主汽门，经自动主汽门调节后进入汽轮发电机组进行作功，进而带动机组发电。3.4.2主给水系统除氧器加热后的水自除氧水箱引出接至电动给水泵，经给水泵加压后进入高压加热器，后通过给水操作台送入锅炉。3.4.3回热抽汽系统回热抽汽共三段抽汽，一段抽汽去高压加热器，二段抽汽去除氧器，三段抽汽去低 压加热器。系统设一台旋膜式除氧器，参数为 40t/h , 0.02MPa,除氧水箱容量为20m33.4

6、.4凝结水系统及补给水系统凝结水自凝汽器热井经凝结水泵加压后进入低压加热器预热，然后接入除氧器。补给水采用化学水车间的除盐水。3.4.5疏放水系统锅炉本体疏水经疏水扩容器降压后进入疏水箱，除氧器溢流放水直接进入疏水箱， 疏水箱中的水不定期由疏水泵打至除氧器回收。汽机本体及管道的疏水进入疏水膨胀箱。3.4.6汽轮机真空系统为保证汽轮发电机组安全经济运行， 须维持凝汽器一定的真空度，为此设置射汽抽 空气系统，以保证凝汽器真空保持在不大丁0.008MPa的范围。3.4.7排污系统锅炉的定期排污水经炉本体环形母管后，接入全厂定期排污扩容器，排污水排入厂区排水管网；连续排污先进入连续排污扩容器扩容，然后

7、排入厂区排水管网，扩容蒸汽 接至除氧器汽平衡口加以回收利用。3.5主厂房布置3.5.1主要布置原则本工程装机容量为一台 6MW中温中压汽轮发电机组配一台 35t/h中温中压燃气锅 炉。主厂房采用汽机问、除氧问、锅炉依次布置方式，锅炉采用全露天布置。3.5.2汽机问布置汽机间跨度15米，柱距6米，共3个柱距，运转层标高为6米。汽轮发电机组在 汽机间采用纵向布置，机头朝西端，机组中心线距 A列7.3米，凝汽器位丁柱之 问，其中心线距柱1.4米。电动给水泵布置在B列侧，距B列米凝结轴线0.7米。一 1.3水泵坑内布有两台凝结水泵。靠B歹0设标高为3.4米加热器平台，布置轴封冷却器、 低压加热器、高压

8、加热器等设备。汽机房零米靠近A列布置三台油泵，两台冷油器，油箱悬吊丁运转层梁下。考虑到运行操作及通行方便，汽机间设有从零米至 3.4米、6米 的钢梯。汽机间吊车轨顶标高12.6米，屋架下弦标高14.8米。3.5.3除氧问由丁不单设电气主控楼，所以除氧问跨度加大为9米，柱距6米，共3个柱距，总长18米。除氧问分五层布置：零米布置高低压配电室、低压厂用工作变压器室、低压 厂用备用变压器室、除氧给水控制室。6米运转层布置机炉电集中控制室。10.3米层至 12.5米层为管道夹层。12.5米层布置有旋膜除氧器、连续排污扩容器及炉水加药设备 等。除氧问屋顶标高为21.5米，屋顶上设有10m3消防水箱一个。

9、除氧问柱之间 设楼梯问。3.5.4锅炉问锅炉间采用全露天布置，炉顶设轻型小室。炉前钢柱距C列柱4米。锅炉中心线与柱同一轴线。锅炉右侧布置一个疏水泵房，内设汽水取样器、疏水泵、疏水扩容器、 疏水箱。锅炉左侧布置一台定期排污扩容器。锅炉尾部布置引风机、送风机各一台。烟 囱中心线距C列柱19米，距锅炉中心线7米。3.5.5起吊设施和检修场地汽机问设一台慢速桥式起重机，起重量为 10t,风机及除氧器均设有起吊设施。锅炉炉顶小室内设一台起重量为1t的电动葫芦，供锅炉检修时用。在主厂房汽机问东端零米处设检修场地，可供日常维修及大修用。3.6供排水系统本工程循环供水采用机力通风冷却塔闭式循环系统，机力通风冷

10、却塔布置在主厂房 的东北侧，消防、工业水池布置在冷却塔的东侧，在冷却塔的南侧设有综合泵房，循环 水泵、消防水泵和工业水泵均布置在泵房内。供水系统主要流程为：循环水自冷却塔塔池经循环水泵提升后送至凝汽器、冷油器等冷却设备，凝汽器、冷油器等设备排出的热水经压力母管送至冷却塔，经冷却塔冷却 后落入塔池循环使用。3.6.1循环水量循环水量包括凝汽器、冷油器和空冷器的冷却用水，经优化计算，本工程冷却倍率 为夏季65倍，冬季60倍，循环水量见下表。循环水量单位:m3/h凝汽量凝汽器冷却用水量冷油、空冷器冷却用水量合计夏季（m=6528.518531251978冬季（m=6028.5171012518353

11、.6.2补充水量为节约用水，本工程考虑了可能的节水措施，实行一水多用、重复利用的节水原则, 经计算全厂的补充水量见下表。补充水量表单位:m3/h序号用水项目夏季冬季回收水用途用水量回收量补水量用水量回收量补水量1冷却塔蒸发损失24.13024.1313.03013.032冷却塔风吹损失1.9801.981.8401.843循环水排污损失9.8209.828.0608.06用于绿化4化学水处理用水86.51.586.51.55汽机冷油器冷却水6060060600循环水系统6空气冷却器冷却水6565065650循环水系统7主厂房轴承冷却水11.89.42.411.89.42.48生活用水3.603

12、.63.603.69绿化30330310未预见水量100101001011小计197.3140.956.4184.3140.943.413消防用水9009090090由表中可知 机组正常 运行时(不包括 消防用水)，夏季补水量56.4m3/h,冬季43.4m3/h。3.6.3补充水供水系统本期工程循环水补水采用*钢铁有限公司附近的*中水；化学水处理用水、工业 用水引自*钢铁有限公司的深井水。3.6.4排水系统为贯彻执行“一水多用，重复利用”的原则，本工程的生活污水和生产废水采用分 流制系统，雨水排放采用独立系统。(1) 生活、生产废水排水系统本工程的生活、生产废水经排水管汇合后进行中水处理，经

13、处理达标后，部分用作 厂区绿化用水；剩余部分达到一级排放标准外排。化学水处理产生的酸碱废水，通过中 和设施，使其达标后外排。生活污水CO的量较高，可采用生化处理和物理处理方法， 而工业废水CODt量较 低，污染较轻，宜采用物理处理方法。(2) 雨水排放系统本工程沿厂区道路铺设排水管，厂区内屋面和道路的雨水集中后， 汇入厂区雨水排 水管网，最终排入厂外排水沟。3.7化学水处理系统3.7.1概述*钢铁有限公司本期工程建设1台35t/h中温中压燃气锅炉配一台6MVW汽式汽轮 发电机组。3.7.2锅炉补给水处理3.7.2.1系统出力： 厂内正常汽水损失35 X 3%=1.05t/h 事故和机组启动增加

14、损失 35 X 10%=3.5t/h 锅炉排污损失 35 X 2%=0.7t/h 厂内其他用水量3t/h因此：水处理设备正常出力： 1.05+ 0.7 + 3=4.75 t/h水处理设备最大出力：1.05+ 3.5 + 0.7 + 3=8.25 t/h考虑自用水后水处理设备正常出力：5.7t/h考虑自用水后水处理设备最大出力：9.9t/h根据上述计算结果，并考虑水处理自身用水量，确定除盐系统设计出力为8t/h。3.7.2.2 系统工艺流程：经对系统出力校核及水处理方案的选择，确定系统工艺流程如下：生水T生水箱 T生水泵T多介质过滤器T保安过滤器 T局压泵T反渗透装置T除二氧 化碳器T中间水箱T

15、中间水泵T混合离子交换器T除盐水箱T除盐水泵T 主厂房3.7.2.3 再生工艺流程：混床中阳离子交换树脂采用盐酸再生，其再生工艺流程如下：汽车槽车来酸（30%工业盐酸）T卸酸泵T酸贮罐T酸计量箱T酸喷射器T混床T中和池混床中阴离子交换树脂采用氢氧化钠再生，其再生工艺流程如下：汽车槽车来碱（30%业烧碱）T卸碱泵T碱贮罐T碱计量箱T碱喷射器T混床T中和池3.7.2.4设备布置锅炉补给水处理设备集中布置在化水区，炉水、给水校正加药设备布置在主厂房内。设备布置合理美观，便丁操作与检修。3.7.3.给水处理给水采用加氨处理，以调整pH值。加药点设在除盐水母管上。3.7.4炉水校正处理炉水校正拟采用磷酸

16、盐处理，加药点为锅炉汽包内。3.7.5循环水处理为防止冷却系统结垢，改善循环水质，需向水中投加复合水质稳定剂进行稳定处理， 并定期加漂白粉以防藻类滋生。3.8电气部分3.8.1电气主接线本工程拟采用QF-6-2型汽轮发电机组，发电机出口电压为 6.3kV。经电缆接入高 压配电装置，再经6kV联络线与系统并网。本期工程共建设 6个间隔。3.8.2厂用电系统厂用电电压为380/220V 一个电压等级。低压厂用电源由接入 6kV的厂用低压工作 变供电。低压厂用配电装置和厂用变压器均布置在主厂房BC列0米。本工程设计安装两台低压厂用变压器，其中一台为低压厂用工作变压器，另一台为低压厂用备用变压器。38

17、0/220V低压配电装置采用 GGt®固定式开关柜。3.8.3直流系统考虑到本期工程场地比较狭小，为减少占地面积设置一套微机高频开关电源直流屏 为本期工程的控制、信号、继电保护、自动装置及事故照明的供电。直流系统电压为220V, 蓄电池为一组，采用阀式免维护蓄电池。直流负荷由直流系统引接，供电方式为环形供电。3.8.4二次线、继电器保护及自动装置本期工程采用机、炉、电集中控制方式，在BC列运转层设有集中控制室。电气控制的元件有发电机、6kV联络线、低压厂用电源及直流系统等设备。电气元件的控制测量及信号采用强电一对一控制方式，跳、合闸监视为灯光监视， 中央信号由事故分析和预告信号组成。

18、测量仪表按电气装置测量仪表设计技术规程的规定进行设计。保护配置及厂用自动装置按电力装置的继电保护和自动化装置设计规范装设本期同期点的选择按照有并列可能的断路器考虑，既发电机出线和6kV联络线出口断路器。3.8.5电气设备布置高压配电装置、低压配电装置分歹0布置在主厂房BC歹U 0米。机、炉、电集中控制室布置在主厂房 BC列0米。发电机出线小室布置在主厂房0米AB列问，装有发电机端PT及出线隔离开关。3.8.6厂内通信根据本工程为企业自备电厂的特点， 厂内设调度总机一部，负责电厂正常的生产运 行调度通讯。行政电话由企业内部总机分配分机量， 在电厂内部设立与电网调度直接联 系的调度电话，应保证两路

19、通道与当地电网调度部门联系。本期工程电话为10门，电源由直流系统提供。3.9热工控制3.9.1设计对象及范围本期工程安装一台6MVn轮发电机组配一台35t/h煤气锅炉，根据主、辅机工艺流 程，本期工程热工控制范围如下：3.9.1.1锅炉热工控制锅炉热工控制对象是一台35t/h煤气锅炉，由燃烧系统和汽水系统组成；3.9.1.2 汽机热工控制汽机热工控制对象是一台6MVn轮发电机组，由汽水系统和油系统组成；3.9.1.3除氧给水热工控制除氧给水热工控制包括一台除氧器和两台给水泵在内的给水操作系统；3.9.2控制方式锅炉、汽轮发电机组采用集中控制方式，集中控制室设在运转层BC歹0。变送器室设在运转层BC列。除氧给水控制室设在零米BC列。3.9.3控制水平检测方面按常规设计，采用 DCS空制系统。盘上设置必要的显示仪表及调节、控制设备。在就地运行人员配合下，实现机组的起停；实现正常运行工况的监视和控制；实 现异常工况的报警和紧急事故处理。3.9.