焦炉煤气50MW燃气-蒸汽联合发电项目可行性研究报告.doc

盛港焦炉煤气60mw发电项目可行性研究报告山西永祥煤焦化有限公司焦炉煤气燃气蒸汽联合循环电站可行性研究报告 二零一一年六月- 1 - 山西稷山县永祥煤焦有限公司50mw级燃气蒸汽联合循环发电项目可行性研究目 录1 总论1.1 项目概况项目名称：山西永祥煤焦化有限公司50mw燃气蒸汽联合循环发电项目项目性质：技术改造项目业主单位：山西永祥煤焦化有限公司建设地点：山西稷山县永祥煤焦化有限公司厂区内建设规模：50mw燃气蒸汽联合循环电站1.2 项目提出的理由、背景和编制依据随着我国人口的不断增加和经济的快速发展，资源相对不足的矛盾日益严峻，寻找新的资源或可再生资源，以及合理综合利用现有的宝贵资源将是我国今后如何确保经济可持续发展的关键所在。我国高度重视循环经济，并把树立科学发展观、发展循环经济列入“十一五”发展规划。正在制定的“十二五”规划纲要中，节能减排、发展绿色经济仍然放在重要位置，并将继续作为量化的约束性指标。我国是全球最大的焦炭生产国，每年在炼焦中伴生600800亿nm3的焦炉煤气，折合约250350亿nm3的天然气，总量超过西气东输工程总量。炼焦副产品焦炉煤气是极好的化工原料和一次能源，以往采取火炬头排空燃烧。这不仅造成了资源的严重浪费，对环境也产生了巨大污染。尤其我国资源约束明显、供需矛盾突出；能源技术依然落后、能源效率明显偏低；能源结构尚不合理、环境承载压力较大。利用焦化企业的富裕焦炉煤气，建设燃气蒸汽联合循环电站，能够充分利用焦炉煤气的能量，产生电能供焦化厂自用。该项目具有发电效率高，自动化程度高，对焦化企业降低能耗，节能减排具有重大意义。山西稷山县永祥煤焦化有限公司拟建设年产130万吨的265孔、炭化室高度5.5米sk55sx-550/15.98f捣固型焦炉，焦炉产生的焦炉煤气除一部分自用外，其余采用燃气蒸汽联合循环的方式，建设一座装机容量52mw的电站，发出电量除自用外送入当地电网。编制依据：（1） xxx与山西稷山县永祥煤焦化有限公司合作协议书；（2） 山西稷山县永祥煤焦化有限公司年产130万吨焦炭项目岩土工程勘察报告；（3） 山西稷山县永祥煤焦化有限公司年产130万吨焦炭项目可行性研究报告；（4） 可行性研究报告依据火力发电厂可行性研究报告内容深度规定（dlgj1181997）、燃气蒸汽联合循环电厂设计规定（dl/t 51742003）进行编写，执行国家、地方和行业的有关法律、法规、条例以及规程和规范。1.3 承办单位概况稷山县永祥煤焦有限公司是山西省运城市稷山县一家民营企业，该公司于2003-2004年，建成一座66孔sc43-98型焦炉及配套的洗煤系统、化产回收系统，年产焦炭20万吨，根据山西省人民政府晋政发200513号文山西省人民政府关于对全省焦化项目实施分类处置的通知，该项目被列为5类，进入2010年后，该企业积极响应政府号召，与稷山县恒昌煤焦有限公司（现有5类焦化保留项目，产能30万吨/年）、山西永恒工贸有限公司（现有5类焦化保留项目，产能20万吨/年）、稷山县东升焦化工贸有限公司（现有5类焦化保留项目，产能20万吨/年）、稷山县纺织焦化有限公司（现有5类焦化保留项目，产能20万吨/年）、山西秦晋资源开发有限公司（现有5类焦化保留项目，产能20万吨/年）签订产能置换协议，经山西省经信委同意后，实施产能置换，开展建设炭化室高度5.5米捣固型焦化项目。1.4 研究范围按照电力规划设计总院颁发的火力发电厂可行性研究报告内容深度规定（dlgj1181997）以及燃气蒸汽联合循环电厂设计规定（dl/t 51742003），该项目本阶段的主要研究范围包括：(1) 建设的必要性: 论证本工程燃用焦炉煤气138+15mw联合循环机组建设的必要性和接入系统方案的比选；(2) 按照有关政府部门颁发的规定和要求，开展相应评价和评估工作，出具相应报告，并通过审查，进一步落实有关建厂的人文、自然和环境等各方面的外部条件，完成建厂条件的可行性论证；(3) 进一步落实本期工程的建设条件，如焦炉煤气供应、冷却水源、工程地质、水文气象及厂址稳定性等； (4) 对本期的生产与辅助生产等系统进行全面而初步的工程设想；为工程建设的合理性奠定初步的工作基础；(5) 论述电厂总体规划及总平面规划布置的合理性；(6) 拟定本期工程各主要工艺系统； (7) 论述电厂建成后对周围环境的影响及环境治理措施、落实劳动安全与工业卫生防治措施；(8) 论述本工程水土保持应有的有关章节。(9) 论述节约与合理利用能源措施、编制电厂定员、提出项目实施的条件和轮廓进度；(10) 对本工程进行投资估算和经济效益分析，提出影响造价的主要因素，论述造价水平的合理性，对本工程做出论据充分、科学合理、实事求是的经济评价；(11) 接入系统、地震安全性评价、安全预评价报告、地质灾害危险性评估、环境影响评价报告、防洪影响评价报告、水资源论证报告等均不在本设计范围内，另行委托编制。1.5 工艺及装机方案严格执行国家和地方的环境保护、劳动安全、职业卫生、消防和抗震等有关规定、标准和规范，做到安全生产、文明生产。充分考虑节约投资、节能降耗、降低生产成本、提供机械化程度和自动化水平、增加经济效益。本项目充分利用原煤气净化系统，并增设煤气稳压和储存设施。发电拟采用一拖一的燃气轮机联合循环发电系统。方案如下：38mw燃机（pg6561b）+15mw汽机=53mw。1.5.1 建设规模和内容本方案建设内容包括：煤气输送增压系统，主厂房、燃气蒸汽联合循环发电机组，12t/h除盐水生产系统、4500t/h循环冷却水系统，消防系统、空压站，电气系统、仪表自控系统及相应的公用工程。本项目利用化产回收后的净焦炉煤气作为燃气蒸汽联合循环发电机组的燃料。总装机容量53 mw，海拔衰减约10%，年运行小时7200，iso条件额定发电容量46mw，年发电总量33120104kwh，年电站自用电量15%，即4968104 kwh，年向电网供电为28152104kwh。为配合焦炭炉同步建设，本项目分两期建设。一期建设煤气输送增压系统、燃气轮机发电机组、余热锅炉及供热系统、12t/h除盐水生产系统、消防系统、空压站、电气系统、仪表自控系统及相应的公用工程。二期建设主厂房、汽轮发电机组、4500t/h循环冷却水系统。综合技术经济指标表序号指 标 名 称单位数 值备 注1总投资万元1.1建筑部分万元1.2设备部分万元1.3安装工程费万元1.4其他费用万元1.5预备费万元2装机及生产能力2.1装机容量mw2.2额定发电量mw2.3年发电量104kw.h/a2.4年外供电量104kw.h/a3消耗3.1年自耗电量104kw.h/a3.2年消耗新水量104m3/a3.3年消耗药剂量t/a1.6 项目建设的必要性随着我国人口的不断增加和经济的快速发展，资源相对不足的矛盾日益严峻，寻找新的资源或可再生资源，以及合理综合利用现有的宝贵资源将是我国今后如何确保经济可持续发展的关键所在。我国高度重视循环经济，并把树立科学发展观、发展循环经济列入“十一五”发展规划。在国务院关于加快发展循环经济的若干意见的文件中要求，“对发展循环经济的重大项目和技术开发、产业化示范项目，政府要给予直接或资金补助、贷款贴息等支持，并发挥政府投资和社会投资的引导作用”。国家经济贸易委员会、财政部、国家税务总局关于进一步开展资源综合利用的意见的文件中指出，资源综合利用主要包括：对生产过程中产生的废渣、废水（液）、废气、余热、余压等进行回收和合理利用。各地区、各有关部门对企业资源综合利用项目应重点扶持，优先立项，银行根据信贷政策，在安排贷款上给予积极支持。 本项目利用焦化企业的富裕焦炉煤气，建设燃气蒸汽联合循环电站，能够充分利用焦炉煤气的能量，产生电能并入地方电网。该项目具有发电效率高，自动化程度高，对焦化企业降低能耗，节能减排具有重大意义。1.8 研究结论本项目符合国家产业政策。能够部分解决焦化厂严重污染环境的问题，并对能源充分利用具有较大现实意义。本项目工艺技术成熟可靠，不但具有很好的经济效益、环境效益和社会效益，同时项目的建设符合国家产业政策和国家环保要求。因此，项目的建设是可行的，是必要的。2 电力系统2.1 电力系统现状运城市古称河东，是三国蜀汉名将关羽的故乡，位于山西省西南部，北依吕梁山与临汾市接壤，东峙中条山和晋城市毗邻，西、南与陕西省渭南市、河南省三门峡市隔黄河相望。全市辖1区2市10县、133个乡镇(办事处)、3338个行政村。全市总人口504.6万，其中城镇人口171.0万人，乡村人口333.6万。运城市地势平坦，气候温和，土壤肥沃，光照充足，是传统的农业大区。年平均降雨量525毫米，日照2350小时，气温13摄氏度，无霜期212天，农业生产条件较为优越。历史上“嫘祖养蚕”、“后稷稼穑”、“舜耕历山”等与农业有关的优美传说均发生在这里。运城市是山西能源重化工基地的重要组成部分，也是山西省新兴的工业基地。这里有全国最大的无机盐化工基地南风集团、装备规模居世界第一的运城制版集团、亚洲最大的铝工业基地山西铝厂、全国第二大铜冶炼基地中条山有色金属公司、铁道部的龙头企业永济电机厂等大型企业。近年来，初步形成了具有区域特色的六大产业群体。即：铝电材联营、钢铁和镁业等冶金产业群，日用化工、煤化工和医药产业群，机械及精密铸造产业群，新型材料、玻璃器皿等亮点产业群，农副产品加工产业群，以旅游业为龙头的第三产业群。后稷故里风光美 切盼四海贤士来 稷山县位于山西省西南部，运城市正北端，相传是我国农业始祖“后稷”躬耕农桑、教民稼穑之地。全县辖5镇2乡、200个村委会、228个自然村，总面积686平方公里，总人口32.46万。稷山县气候温和，土地肥沃，以盛产粮棉而著称。汾河之水千里东来，横贯东西全境。矿产资源含量可观，有铁矿、锰矿、石英石、石灰石、长石、青石、磷矿等，其中含铁量20-22的铁矿储量达78.4万吨，含硅量达93-95的石英石储量达180万吨；铝矾土、钾钠长石、云母等也有较大的储量。此外，稷山还拥有天然林地2.3万余亩。各种药材300余种，以晋南大黄牛为主的畜禽遍及全县各地。 改革开放以来，稷山县走农业奠基、工业强县之路，大力发展经济。提高人民物质文化生活水平，形成了六个方面的优势：1、初步建立起了煤冶、化工、机械、轻纺、农副产品加工为支柱的工业体系。2、形成了小麦、棉花、红枣、蔬菜、畜牧五大农业基地，走上了农、林、牧协调发展的新格局。3、交通便利，通讯发达，侯西铁路横贯中部；国道108线和乡运公路交汇于县城；新修沟通二区三县的佛营公路投入使用，全省第一条山区二级水泥公路剪彩通行；4000门程控电话割接开通。4、城乡建设日新月异。县城主干街道相继拓宽，高楼大厦鳞次栉比，街道绿化四季常青，单位院落花香袭人。三街六路两公园的大体骨架基本形成。 5、医疗事业兴旺发达。县人民医院是全省唯一通过“二甲”评审的县级医院；妇幼院被国家卫生部授予“爱婴医院”，杨文水的骨髓炎医院是全国最大的一所农村专科医院，在国内外享有盛誉。 6、名优产品众多。稷山板枣皮薄、肉厚、核小，含糖量高，具有较高的医用价值，名扬中外，饮誉四方。2.2 电厂接入系统方案设想装机规模为138000kw+15000kw=53mw，其接入系统电压等级选择为35kv或110kv。所发电量首先自用，剩余电量以110kv单回路接线接入*变电站。变电站容量*。电厂接入方案需委托电力设计院另行设计论证，本文是初步设想，仅供参考。3 项目选址及建设条件3.1 厂址条件稷山县位于山西省西南部，运城市正北端，距太原市410千米，距运城市85千米。东靠新绛，西临河津，南以稷王山和闻喜、万荣接壤，北为吕梁山与乡宁相连，行政区域划分隶属运城市管辖，地理坐标在东经110.4848-111.544，北纬35.2248-35.4832之间。本项目建于稷山县工业园区，场地开阔，工程环境良好，交通便利，位置优越，供电、通讯、给排水均能满足要求。稷山县交通条件优越，108国道横贯东西，大运线省道51.9km纵穿南北，侯马西安与货运线在此交汇。全县基本实现村村通油路，乡乡通二级公路，形成三桥六路大循环的格局。全县拥有油路里程483km，油路密度达70.4km/100km2。本项目厂址南距禹侯高速约4km，其间有乡镇道路相连，另外，项目东侧有园区公路，交通运输条件十分便利，可满足本项目货运量要求。3.2 建设条件3.2.1 气象条件稷山县属暖带大陆性季风气候，因地处汾渭平原的河槽地带，地势低平，北面被稷王山和吕梁山环绕，受大陆性气候影响相对减少，所以比其它同纬度地区的降雨量偏少，形成春季干燥雨稀少，夏季多东风炎热，秋季凉爽较多雨，冬季寒冷少雪多西风的四季分明、十年九旱、温度变化大的小气候特征。主要气候特征如下：全年主导风向 东南风年平均风速 2.0m/s年最大风速 17.0m/s全年平均气温 12.9年极端最高气温 40.7年极端最低气温 -22.6年平均大气压力 971.1hpa年平均水气压力 11.3hpa年平均降水量 470.6mm年平均相对湿度 65%年平均日照时数 2289.6小时年平均蒸发量 1528.9mm年平均无霜期 223天最大冻土深度 510mm 3.2.2 建设场地本项目厂址属境内山前倾斜区，厂区地形北高南低，西高东低，但整体高差不大，厂区也相对平坦。本项目建在稷山县工业园区，场地开阔，工程环境良好，交通便利，位置优越，供电、通讯、给排水均能满足要求。厂址周围无生态保护区、自然保护区、风景旅游区、文化遗产保护区以及饮用水水源保护区，厂址周围现状均满足焦化行业准入条件中“新建和改扩建焦化生产企业在主要河流两岸，公路干道两旁，居民聚集区和其他严防污染的食品、药品等企业周边1公里以内，国务院、国家有关部门和省（自治区、直辖市）人民政府规定的生态保护区、自然保护区、风景旅游区、文化遗产保护区以及饮用水水源保护区不得建设焦化企业”的规定。厂址选择合理。3.2.3 工程地质稷山县境属黄河中游黄土高原区，北部为吕梁山，南部为稷王山，汾河自东向西横贯中部。其地形为中间低、南北高的马鞍形状，境内山峦起伏，高差悬殊，最高山峰玉皇顶，海拔1618米，最低河谷师家滩，海拔385.1m，相对高差1435.4m。地貌可划分为四个区域，分别为基岩中低山区、黄土丘陵区、冲湖积平原区和山前倾斜区。地质构造稷山县地处山西台背斜，吕梁隆褶带南侧汾河地堑之中。区内以吕梁复背斜及南北两条深大断裂构成稷山现今地质地貌特征。地层境内地层出露以第四系松散沉积物为主。基岩次之。根据现场勘探，本项目厂址范围无断裂层等地质现象存在，地面地层主要为粉质黏土、粉土、细砂，建筑场地类别为类。3.2.4 地震烈度稷山县境内在南北两条深大断裂带，有罗云山断、眉断层及几条隐伏断层，资料记载，稷山县境内地震频繁，但无强地震记录，根据当地有关资料及国家地震局最新颁发的中国地震动反应谱特征周期区划图（gb18306-2001b1），本项目拟建区地震烈度为8级。3.2.5 水文a.地表水汾河：东自新绛县下王村入稷山境内，西到史册村进河津市界，自然流程43.5km，河宽30米，平均流量27-35m3/s，平均年径流量13.7亿m3，枯水年径流量4.3亿m3。清水：全境清水流量为0.235 m3/s，年来量为4357万m3，多系基岩裂隙水。主要分布于县南稷王山麓和县北吕梁山南麓的修善、西社、路村两乡一镇境。其中，黄华峪水源来自圣王山裂缝中，以神头泉为最大。洪水：全境年洪水量为3936 m3，枯水年约为632.9 m3，可见控制工程约222km3。主要流域为三交沟、龙王沟、修善干沟、晋家峪、吗壁峪、阳史沟一带。本项目废水全部在厂内综合利用，不外排。b.地下水根据县地下水普查科研组提供的资料，全县地下水可开采量4357万m3，面积为548km2，补给量为4987万m3/年、整体情况为：除山前倾斜平原、高河漫滩一带地下水较丰富外，其它地区较贫乏。其水文地质分为4个区和7个亚区。积岩裂隙水区，分布在汾北吕梁山区的铺头、贼娃沟、后转曲、前转曲、石井沟及前寺等地和汾南稷王山麓上王尹、刘家坪等地区。组成积岩裂隙含水层的岩性，是较广泛出露的前震旦系变质岩，及震旦系石英岩，寒武、奥陶系石灰岩、裂隙、节理、岩溶均较发育。当大气层降水之后，则沿着它的通道做各种形式的运动，在适当的情况下以泉的形式排除地表或以地下径流的方式补给其他岩层。本区水质良好，类型属hco3-ca-mg型水。山前倾斜平原孔隙水区、分为两个亚区：中埋富水亚区及中埋弱富水亚区。冲湖积平原孔隙水区，包括汾南汾北二级阶地，汾河一级阶地及高河漫滩。根据水位埋深及含水层的富水性能，可分为五个亚区：汾南二级阶地深埋弱富水亚区、汾南二级阶地富水亚区、汾北二级阶中埋地富水亚区、汾北一级阶地浅埋中富水亚区、汾河高河漫滩浅埋富水亚区。黄土丘陵孔隙贫水区，分布在峨嵋台地边缘的西王、峨嵋、宝泉及其太宁坡一带。含水层埋深在182-214m，一般厚度在25m左右。本项目厂址地处县境北部的山前倾斜区，属于中埋富水亚区，含水层埋深100m左右，平均涌水量约50-100m3/h。3.2.6 煤气资源山西省稷山县永祥煤焦有限公司拟建sk55sx-550/15.98f型捣固焦炉，炭化室高5.5m，年产130万吨冶金焦，煤焦油6.1万吨，粗苯1.8万吨。每小时产荒煤气约5万多立方米，部分煤气回炉燃用，其余煤气用于锅炉燃用产蒸汽。130万吨焦炭产净煤气量：130万吨320方/吨煤1.450%/8760小时0.85生产负荷系数=28255方/小时。65万吨320方/吨煤1.455%/8760小时0.85生产负荷系数=15540方/小时。本项目拟利用在建130万t/a焦炭生产线的富裕焦炉煤气经净化处理后进行发电。可用于发电的煤气为25000m3/h，一期可用于发电的煤气为15000m3/h。一期建成后，燃机出力可达23000kw。焦炉煤气主要成分表序号组分体积百分数%备注1氮5.69-10.82氢54.3-70.63甲烷14.2-25.34一氧化碳7.5-10.85二氧化碳2.2-3.86氧气0.3-1.77c2h60.2-0.68c3h80.18-0.79其他根据燃气蒸汽联合循环电厂设计规定（dl/t 51742003）要求，与其他建（构）筑物或设施保证留有最小的安全距离。增压站内设备一般包括：过滤器、压缩机和监控器、紧急切断阀、计量装置、放散系统、氮气系统、疏液系统等装置，设置一个排放火炬。一般情况下，燃机对焦炉煤气燃料的品质要求较高，需要对焦炉煤气进行处理，采取分离、过滤等措施，去除天然气中含油、水等成份以及天然气中的硫化铁粉末、泥砂、油泥、炭黑等杂质。需设置计量装置以便于电厂掌握焦炉煤气瞬时流量及任一段时间内的焦炉煤气耗量。此外，焦炉煤气增压站还需配备确保安全和满足有关功能的辅助系统和设施，如排污、泄压、消防、防雷、照明等。增压站布置形式有三种：露天布置、加简易防雨蓬的敞开式布置、室内布置。由于调压站内的设备、阀门操作频繁，有可能气体泄漏；露天布置受气候影响较大，容易引起阀门、仪表等设备锈蚀；因此，拟采用加简易防雨蓬的敞开式布置形式。3.2.7 水源工业园区内统一引用黄河水，为园区供应满足地表水质量标准(gb3838-2002)中的类标准要求的自来水。满足余热发电设计用水量100m3/h的要求。4 建设方案4.1 总体规划及总平面布置4.1.1 总图布置燃气轮机发电机组为箱体结构布置，蒸汽轮机发电机组采用室内布置，余热锅炉采用露天布置。由于燃气轮机排气方向的原因，燃气轮机与余热锅炉只能按照“丁”字型布置。本项目拟将汽轮机房布置余热锅炉的一侧。本工程系新建燃气蒸汽联合循环发电电厂，主要项目有：一套燃气蒸汽联合循环发电机组（53mw）、焦炉煤气输送增压设施、主厂房、冷却供排水设施、化学水处理车间、循环冷却水系统、110kv升压站等，以及检修维护的附属建筑和行政管理、生活服务设施。辅助生产设施集中规划在主厂房附近，自东向西依次安排检修综合楼及材料库、化学水处理区。化学水处理区西侧为综合水泵房及净水站。办公综合楼在主厂房东边。厂区设南大门，便于货运出入。4.1.2 交通运输本电站建成投产后，运入和运出物资较少，运输物资主要是生产运行设备的备品备件，没有其它运出物品。运输设备依靠现有运输车辆即可满足要求。厂址交通运输方便，完全可以满足建厂需要。4.1.3 道路绿化本项目所占场地的道路和绿化在设计时根据地形条件，因地制宜地进行绿化设计。在道路两侧种植行道树及绿篱，车间（特别是汽轮发电机房及化学水处理车间）周围空地尽量种植草皮及四季花卉，充分美化环境与整个公司区域绿化协调统一。4.2 焦炉煤气净化工程焦炉煤气中含有大量的焦油和芳香烃，燃气轮机长期运行后，这些物质会在喷嘴处产生积碳，堵塞喷嘴，造成功率下降和喷嘴腐蚀穿孔。焦炉煤气中的h2s会腐蚀燃气轮机叶片，其燃烧产物会导致余热锅炉低温腐蚀。因此，必须设置煤气净化装置，保证煤气中有害成分达到燃气轮机的要求。本项目煤气净化工程已于焦炉建设同期完成。基本原则和工艺流程简述如下：4.2.1 煤气净化回收工艺技术方案选择原则1工艺技术充分体现规模效应、保护环境、充分利用当地焦炉煤气资源，在保证产品质量的前提下力求技术水平适度先进合理、稳妥可靠。2工艺路线的选择充分考虑节约投资、节能降耗、降低生产成本、提高自动化水平、增加经济效益。3严格执行国家和地方的环境保护、劳动安全、职业卫生、消防和抗震等有关规定、标准和规范，做到安全生产、文明生产。4煤气净化系统设有初冷、脱焦油、煤气输送及回馈系统、脱硫及硫回收、硫氨、洗脱苯、油库、精脱硫、煤气稳压与储存等工艺系统。4.2.2 煤气净化回收工艺流程采用横管初冷器两段冷却工艺冷却荒煤气，然后蜂窝式电捕焦油器除焦油雾，经鼓风机后脱硫、脱氨，终冷脱萘、洗苯。（1）煤气输送焦炉煤气经冷凝鼓风工序由煤气鼓风机送至电捕焦油器。（2）脱硫及硫回收工序采用焦炉煤气含有的氨为碱源，以pds加栲胶为复合催化剂的湿式氧化法脱硫工艺。此方法优点是脱硫效率高、不需外加碱源、废液量小并且直接回兑焦煤燃烧、运行稳定。采用连续熔硫釜生产硫磺。（3）硫氨工序采用喷淋式硫氨饱和器新工艺，集酸洗与结晶为一体，流程简单、效果好。采用振动流化床干燥器。（4）洗脱苯工序来自硫氨工序的粗煤气，经终冷塔上段的循环水和下段的低温水换热后，将煤气由55降至27,然后进入洗苯塔由下向上经过洗苯塔填料层，与塔顶喷淋的贫油逆流接触，煤气中的苯被循环洗油吸收，再经塔的捕雾段脱除雾滴后出洗苯塔。洗油在循环使用的过程中质量逐渐恶化，为保证洗油质量采用洗油再生器将部分洗油再生，洗油再生量为循环洗油量的1-1.5，用过热蒸汽加热，蒸出的轻组分油气进入脱苯塔，残留在再生器底部的残渣排入残渣池定期送往煤场。（5）精脱硫经过脱硫、硫氨、洗脱苯等工序净化后煤气约50%作为回炉煤气返回各焦炉作为其燃料。剩余煤气含h2s约0.12g/nm3，拟采取并联或串联方式进入装有催化剂的脱硫塔内，含有h2s的粗煤气通过脱硫剂时，h2s与活性氧化铁接触，生成硫化铁或硫化亚铁，使煤气中的h2s降为20mg/nm3以下，可作为燃气轮机的燃料送入气柜贮存。含有硫化铁或硫化亚铁的脱硫剂与空气中的氧接触，在存在水分的条件下铁的硫化物又转化为氧化铁及单体硫，这样就完成了脱硫剂的再生过程。（6）煤气稳压和储存从精脱硫工序来的净煤气作为燃气轮机的燃料进入气柜储存，稳压后由煤气压缩机送往燃气轮机发电机组。4.3 燃气蒸汽联合循环发电机组本项目拟建设燃气蒸汽联合循环电站，属于焦炉煤气净化后的综合利用部分。遵照国家有关产业政策，将净化回收的煤气送入燃气轮发电机组发电，发出的电能除一部分作为厂用电和焦化生产自用外，其余送入电网销售。燃气-蒸汽联合循环发电机组以其高效率、安全可靠、低单位造价、短时启停、调峰性能好、满足环保要求等优点，受到电力行业高度重视，目前已成为洁净发电技术主力机组。4.3.1 燃气蒸汽联合循环发电的特点与常规燃煤机组相比，燃气蒸汽联合循环电站的主要特点如下：（1） 热效率高燃气轮机单循环运行的发电效率接近高参数燃煤电站的热效率，一般可达28-36，组成联合循环发电机组后，由于充分利用了燃机排气余热，其发电效率可达40%或更高。（2） 投资省由于燃气轮机电厂没有常规火力发电厂庞大的输煤系统和除灰渣装置，主厂房建筑也比较简单，与同容量常规燃煤电站相比，初投资可节省40%左右。（3） 启动快、运行灵活联合循环电站在热态启动时，一小时内能达到满负荷，冷态启动约3小时内达到满负荷。燃气轮机本身能适应大幅度的负荷变化，因此联合循环电站不仅能经济地带基本负荷，还能很好地适应调峰运行。（4） 有害物质排放少燃气蒸汽联合循环电站无固体灰、渣和烟尘排放，烟气中的nox,so2含量较低。（5） 占地少，定员少燃气蒸汽联合循环装置的主机是箱装模块结构，布局紧凑，既无常规燃煤电站的煤场、灰渣堆场，又无输煤系统，因此占地面积较少，一般占地面积为相同容量常规燃煤电站的30-40%。机组所需要的辅助设备少，配备的自控仪表水平高，安全可靠，因而所需的操作人员较少。（6） 建设周期短其建设周期一般自合同签订之日起10个月燃气轮机发电机组即可投产发电，18个月联合循环电站即可全部建成投产。建设周期明显短于同容量的燃煤电厂（约24个月）（7） 耗水量少燃气蒸汽联合循环装置所需水量仅为常规燃煤电站的60%左右，特别适应于缺水地区。此外，目前国际上燃气蒸汽联合循环电站的可靠性和可用率已经达到了较高水平。（8） 燃气蒸汽联合循环电站使用寿命较短，一般为15-20年，而燃煤电站为30年。4.3.2 建设规模本项目拟建设一座31mw12mw燃气蒸汽联合循环电站。根据当地焦炉煤气资源条件，本项目采用“一拖一”形式，即采用一台燃气轮机、一台余热锅炉和一台蒸汽轮机。（1） 燃气轮机发电机组根据该项目实际情况，选择以下几种燃气轮机进行对比。制造商单位美国ge日立索拉南京汽轮机燃机型号pg6541bh25titan130pg6581b-l燃料焦炉煤气焦炉煤气焦炉煤气焦炉煤气燃机出力（iso）mw37.311545（iso）气耗nm3/h243321192027582实际出力mw2713.883实际气耗nm3/h1950010501进气压力mpa2.30.052.30.052.30.05效率%31/4734/5034/41.632/49热耗率kj/kwh11180105801023910420排气温度518555498522排气流量t/h521157.5燃机转速r/min5133728011220透平级数33压气机组数17压气机压比1214.717发电机额定功率mw38352050发电机额定电压kv6.3/10.56.3/10.56.3/10.56.3/10.5冷却方式空气冷却额定转速r/min30003000短路比0.45功率因数0.80.8满载效率98%励磁方式无刷励磁接线yyy频率hz50505050保护方式ip54cacw起动方式电动机/柴油机电动机6.3kv电动机6.3kvpg6-b燃气轮机发电机组属于重型机组，应用较多，虽然效率较低，但运行噪声较小，维修方便，尤其是机组大修无需到生产地，不确定的高风险因素较小。该机组从冷态到满负荷的启动时间为16分钟，快速启动时间为10-14分钟。机组在满载甩负荷时不会引起超速和熄火。联合循环运行时，为改善机组变工况性能，压气机进口导叶可调，已使燃气轮机在部分负荷工况时，仍能保证空气燃料比，维持较高的排气温度，是机组循环的热效率不至于下降。南京汽轮机厂与美国ge公司联合开发的pg6581b-l适用于低热值焦炉煤气和高炉煤气。h25属于重型机组，效率较高，更适用于燃用低热值气体燃料。最近日立公司与哈尔滨703所合作在国内配套生产，备件和维修较为方便。titan130属于轻型机组，是美国索拉公司的产品。在国内成熟经验较多，效率高，但维修费用高，燃气发生器需返厂修理。（2） 余热锅炉汽轮发电机组的选择 燃气轮机排气温度一般在450-550范围内，如何最大限度的利用这部分烟气的显热，使汽轮机发出的电量最大，同时初投资较小，关键在于优化其热力系统。余热锅炉按模块型式可分为卧式和立式两种。按照蒸发系统循环方式划分，有自然循环和辅助循环两种。按其产蒸汽压力可分为单压、双压、三压及再热蒸汽系统等。目前卧式和立式余热锅炉均有较好的业绩，其中卧式余热锅炉安装数量略多。从运行效果来看两种炉型均能较好地满足联合循环工况。下表列出了卧式与立式锅炉的差别。 卧式余热锅炉与立式余热锅炉比较表卧式余热锅炉立式余热锅炉汽水循环自然循环为主强制循环为主，各压力等级蒸发器均有强制循环泵。可以设计为自然循环，但启停和低负荷时必需启动循环泵。烟气流场烟气流道瘦长，流场分布需要精心组织，否则会造成阻力增加和局部过热现象。烟气流为自下而上，流道面积小，有利于流场均匀分布，但其入口处烟气需90度转弯，阻力大一些。受热面支吊管束采用常规悬吊式，膨胀自由悬挂式结构，允许受热部件 各个方向自由膨胀检修管束垂直安装，两端用集束联箱或单排管束用小联箱。仅管束端部和联箱放置在烟气流之外，更换管束困难，如果出现管子泄漏，一般将其割断并封堵管束水平安装，管子用弯头连接，一般将弯单元放置在炉墙隔层外，可以方便地进行检查和维修。如果出现管子泄漏，可以较方便地切割弯头，更换受热管道。疏水可方便地疏放水。不易疏尽。变负荷适应性蒸发受热面采用自然循环系统，不适合负荷剧烈变化工况，频繁的负荷变化影响安全操作。适应性一般。蒸发受热面采用强制循环系统，管径小，壁薄，炉内水容量小，有利于降低热惯性。适合负荷剧烈变化工况，对频繁的负荷变化不敏感。适应性较好。抗震性能占地大，高度相对较低，本体采用整体式钢框架，抗震性能较好。本体高，烟囱安装在顶部，削弱了整体的抗震性能。布置scr，增加高度，不利于余热锅炉的强度和抗震性。耗钢量高度约25米，算上汽包，约30米。高度约40米，这不包括烟囱。因此为加强余热锅炉的整体强度，需要庞大的钢结构，耗钢量较多。另外，补燃器、scr布置，两者所占空间深度均在5米左右，显然加重了构架的负担。大件运输由于本体高度25米左右，由大型钢制构架和数十个管束模块组成。钢构架和管束均为超长件。以高度换取长度，管束长度可以大幅度缩短。适合运输困难的山区腹地。占地受热管束在水平长度上平行布置，占地大。受热管束在垂直方向上叠加布置，占地小。造价受热面管束量钢材量较大，但因钢结构主要为本体框架，因此总量较少，且无需配备循环系统设备，总造价较低。另外占地大，单位面积荷载小，地基处理费用低。受热面管束量钢材量少一些，但需要庞大的钢结构，耗钢量较多。又由于其占地小，地基处理成本也会因之上升。另外对应每一压力级均有一套强制循环系统设备。总造价较高。立式余热锅炉启动速度较快，适合调峰。相对而言，卧式布置的余热锅炉启动速度虽较慢，但比汽轮机的启动速度快得多。综上所述，本可研推荐采用卧式自然循环余热锅炉。 6b机组余热锅炉主要技术参数公司单位南汽备注联合循环型号s106b燃气轮机型号pg6561b蒸汽系统双压再热高压蒸汽压力mpa3.6 温度450 流量t/h66低压蒸汽压力mpa0.5 温度220 流量t/h10余热锅炉排烟温度1306b机组汽轮机主要参数表项目单位数值型号n15-3.43额定功率mw15额定流量t/h66额定进气压力mpa3.43额定进气温度435抽汽量t/h抽汽压力mpa0.39-0.68额定转速r/min30006b机组汽轮发电机主要参数表项目单位数值型号qfr-50-2额定功率mw15额定电压kv10.5额定转速r/min3000功率因数0.84.3.3 建设内容 本工程项目拟建厂房一座、化学水处理车间一幢、增压站一座、燃气轮机发电机组一套、余热锅炉一套、汽轮发电机组一套、变电站一座以及附属设施。（1） 主要建（构）筑物一览表序号建设内容建筑面积（m2）备注1厂房15002备件库1003办公室10004配电间4005水处理间250合计3250（2） 主要设备一览表序号设备名称单位数量备注1燃气轮机发电机组套12汽轮机发电机组套13余热锅炉套14化学水处理套15循环水冷却塔套16煤气输送增压设备套17电气保护设备套18起重运输设备套19主变压器台110厂用变压器台211高低压开关柜套312电流互感器套113电压互感器套14.3.4 热力系统4.3.4.1 概述燃气-蒸汽联合循环发电机组以其大功率、高效率、安全可靠、低单位造价、短时启停、调峰性能好、满足环保要求等优点，受到电力行业高度重视，目前已成为洁净发电技术主力机组。4.3.4.2 燃气热力系统燃气循环系统主要由燃气轮机及其辅机构成。其中又可分为空气和烟气两部分。主要设备是空气滤网、消声器、进气道、燃机本体和高温排烟通道。热力流程为：空气滤网、消声器、进气道、压气机、燃烧器、高温烟气通道、动力涡轮和排烟扩压管，然后进入余热锅炉的烟气扩散段，再依次经过各汽水受热面和尾部消声器，最后进入烟囱排入大气。空气在进气装置中过滤，除去灰尘颗粒和水滴，由进气通道引入压气机压缩升压，轴流式压气机的前部一般安装有34级可调导叶，籍此在维持燃烧温度的情况下改变空气流量，提高燃机的高效负荷范围。压气机中的部分空气被抽出，送至涡轮部分去冷却高温叶片和燃烧器部件。压缩后的空气大部分进入燃烧室，天然气经预热后进入燃烧室，通过预混合燃烧后的高温烟气进入涡轮作功，带动压气机和发电机发电。涡轮部分由35级高温叶片组成，一半以上的机械功由压气机消耗，并回到燃气热力循环中。此外，燃气轮机还有润滑油、在线清洗系统、注水、冷却等辅助系统。燃气轮机排气经排气扩散管进入余热锅炉，继续联合循环部分的燃气循环。如果此时通过烟囱排入大气，即为燃机简单循环。余热锅炉与扩散管之间用金属膨胀节联接，吸收热膨胀并阻隔振动。燃机的高温烟气先在余热锅炉入口喇叭段继续扩散，至受热面前已均匀分布。然后依次经过余热锅炉的过热器、再热器、各压力蒸发器、凝结水预热器，此间加热炉水生成过热蒸汽，并使之过热后送入蒸汽轮机作功。最后烟气温度降至130以下，进入烟囱，再依次通过消声器、防雨挡板门至钢制烟囱排入大气。每台余热锅炉配一根烟囱。4.3.4.3汽水热力系统本期工程热力系统只考虑厂房和办公室供热。单轴燃气-蒸汽联合循环发电机组热力系统按单元制设置，主要设备有余热锅炉、蒸汽轮机、凝汽器、凝结水泵、给水泵等各类水泵、管道和其它辅助汽水循环设备，系统主要有双压再热蒸汽系统、凝结水、给水、蒸汽旁路、真空、辅助蒸汽等系统，以及其它辅助系统。以下内容按系统分别说明构成和功能。(1) 主蒸汽系统主蒸汽系统按单元制设置，分为主蒸汽和低压蒸汽系统，其中主蒸汽对应余热锅炉的高压蒸汽。余热锅炉产生的高压蒸汽进入汽轮机高压缸作功，中压缸排汽与余热锅炉的部分低压蒸汽汇合后进入汽轮机低压缸。高压和中压蒸汽的减温器均设置在两级过热器和再热器之间，减温水分别来自高压和中压给水管路。 (2) 蒸汽旁路系统本期工程的燃气轮机不安装旁路烟囱，为满足燃气轮机快速启动或临时单独运行的需要，主蒸汽和低压蒸汽管路均设置100%旁路。主蒸汽即高压蒸汽经高温高压旁路阀，经减温减压后接至低压蒸汽分别经中、低压旁路阀排入凝汽器。减温水接自给水系统。 (3) 给水系统余热锅炉分高低压三级蒸汽系统，相应设置压力等级的给水系统。给水自给水箱经低压水泵和高中压给泵分别输送，其中低压给水从高中压给水泵前接出，直接进入低压汽包。低压水泵和高中压给水泵均设两台100%容量离心式调速给水泵，以适应机组调峰运行，提高经济性。水泵均为一运一备。低压水泵同时用作高中压给水泵的前置泵。给水泵布置在给水箱下部地面。(4) 凝结水系统凝结水系统主要作用是通过凝结水泵向余热锅炉的低压省煤器输送给水。本工程设计安装两台100%容量凝结水泵，一台运行，另一台备用。凝结水由凝汽器热井两路引出，然后凝结水泵升压，两台凝结水泵出口合并成一路经轴封冷却器，至余热锅炉低压省煤器入口。凝结水泵进口管上设置电动闸阀，滤网。每台泵出口管道上装一只止回阀和一只电动闸阀。为防止运行时排出的压力水有可能倒入备用泵，造成备用泵吸入管系超压，在每台泵的吸入管阀门后装一只泄压阀。经凝结水泵后的凝结水进入轴封冷却器。轴封冷却器为表面式热交换器，用以凝结轴封漏汽。轴封冷却器依靠轴封风机维持微真空状态，以防止蒸汽漏入大气及汽机润滑油系统。轴封冷却器安装有两台轴封风机，一台运行，另一台备用。为维持上述的真空还必须有足够的凝结水量流过轴封加热器，以凝结上述漏汽。凝结水系统设有最小流量再循环管路。自轴封冷却器出口的凝结水，经最小流量再循环阀回到凝汽器，以保证起动和低负荷期间凝结水泵通过最小流量运行，防止凝结水泵汽化，同时也保证在启动和低负荷期间有足够的凝结水流经轴封冷却器。凝结水加热除氧在凝汽器内完成，机组启动时，需通入额外的蒸汽，以达到除氧效果。 (5) 冷却水系统冷却水进出水管采用地埋敷设。本工程采用一次循环冷却系统，机组的闭式循环冷却水热交换器的外部开式冷却水也接自循环冷却水管。为防过多杂质，开式循环水系统设置自动反冲洗装置凝汽器和闭式循环冷却水热交换器均设胶球清洗系统。 (6) 循环冷却水系统循环冷却水系统设闭式循环冷却水热交换器和循环水泵各两台，均为一运一备，并设一只高位膨胀水箱。热交换器由开式循环冷却水带走热量，开式循环水泵是否设置，视直流循环系统的水头，本阶段按安装两台泵考虑，其中一台运行一台备用。 (7) 凝汽器抽真空系统凝汽器真空系统采用功效较高且系统简单的水环式机械真空泵，该系统占地小、设备少、耗水少，采用前置冷却可以较好地满足全旁路容量运行。设两台真空泵，一台运行一台备用。启动时为加快抽真空进程，两台真空泵可同时运行。针对夏季气温较高，系统冷却采用板式换热器，减小传热端差，并设计双冷却水系统，正常运行由闭式冷却水系统