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所属栏目：建筑设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:140

副标题#e#
　　浅析钢铁厂CCPP上利用
　　刘杰周从钊
　　唐钢中厚板材有限公司河北063000
　　摘要：介绍了钢铁厂中燃气蒸汽联合循环(CCPP—CombinedCyclePowerPlant)发电机组的应用以及在节能和经济上的作用，从而考虑到CCPP应用中供气管道的安全问题从而却保钢铁厂的生产安全。
　　关键词：钢铁厂；剩余煤气；CCPP；优化
　　一、CCPP简介
　　CCPP是由燃气轮机发电和蒸汽轮机发电叠加组合起来的联合循环发电装置。我们知道:在常规蒸汽发电中，锅炉产生蒸汽用来发电是利用蒸汽朗肯热力循环来作功，作功发电是利用蒸汽的状态变化来完成的。燃料燃烧产生的高温烟气(1200一1600℃)只用于加热蒸汽(蒸汽一般加热到450—560℃)，然后由蒸汽驱动汽轮机来发电。
　　二、钢铁厂几种常用的CCPP工艺流程
　　1、一轴式发电工艺流程
　　由于高炉煤气作燃料时其容积流量很大，一般每发电一度需2—3m3高炉煤气。而高炉煤气压缩到1.SMPa—2.15MPa，其压缩耗功很大，约占到燃气轮机单循环机输出功率的l/3左右。如SOMW的CCPP，煤气压缩机功率约为15MW，如150MW的CCPP，煤气压缩机功率约为50MW。如此大功率的煤气压缩机，其电机和电机的启动装置都非常昂贵。
　　因此，钢铁厂CCPP常采用一轴式，即:将燃气轮机(包括压气机)，煤气压缩机，蒸汽轮机，发电机串在一根轴上。燃气轮机和蒸汽轮机发出的功率驱动煤气压缩机，压气机后剩余的功率驱动发电机。整套机组只有一台发电机，节省了煤气压缩机的电动机和蒸汽轮机的发电机，同时还避免了能量的反复转换，使机组热效率提高，节省投资。
　　CCPP机组启动前可用钢铁厂其它工艺产生的蒸汽引入一轴式CCPP的蒸汽轮机带动整机启动，可节省CCPP的启动装置。
　　因此，钢铁厂采用CCPP联合循环其最佳的轴系组成方案是一轴式发电工艺流程，这样可以节省设备投资使设备构成简化，同时提高整个CCPP的热效率。一轴式全燃高炉煤气联合循环发电装置流程。
　　2、多轴式发电工艺流程
　　多轴式CCPP分二轴式和三轴式。
　　二轴式，即:蒸汽轮机独立设置，其余与一轴式相同。与一轴式相比，燃气轮机需增加启动装置，蒸汽轮机独立设置增加了一台发电机。
　　三轴式，即:燃气轮机，煤气压缩机，蒸汽轮机均独立设置。与一轴式相比，燃气轮机需增加启动装置，煤气压缩机需增加电动机和启动装置，蒸汽轮机也增加一台发电机。
　　分轴式发电机组与一轴式发电机组相比，其工艺流程基本相同，仅在启动时不一样，即:启动时由启动电机装置带动燃气轮机、煤气压缩机转动，当转速达到1000转/分时，燃气轮机点燃燃料，并迅速提高转速达3000转/分，发电机也随着燃料量的增加而输出功率。这时燃气轮机排出的高温烟气产生蒸汽供蒸汽轮机发电之用，从而达到联合循环。
　　三、CCPP节能及经济效益
　　1、CCPP的节能效果
　　钢铁厂CCPP为高炉煤气的高效利用开辟了新的途径。钢铁厂CCPP以低热值高炉煤气为主要燃料，能大幅度地减少放散高炉煤气量，只要有适当容量的缓冲煤气用户配合，钢铁厂的高炉煤气基本上可以全部被利用达到高炉煤气零排放。节能效果十分明显。
　　通常钢铁厂的高热值煤气自用不足，而低热值煤气有大量富余，不得以需要大量放散。99年，我国生铁年产量超过l亿吨，全行业高炉煤气放散率仍达H.3%。年放散煤气量200亿耐以上，折合标煤达240万吨。如按标煤270元/吨计，年放散煤气热量价值6.5亿元。如将上述煤气全部回收用CCPP发电，可装机13OOMW，年发电80亿kw•h。按0.35元/kW•h计，产值28亿元。回收的热能可降低吨钢综合能耗0.05一0.085吨标煤/吨钢。
　　2、经济效益
　　钢铁厂CCPP的经济效益较好，主要表现在:
　　(1)CCPP供电成本低，一般来讲，按回收放散高炉煤气发电，高炉煤气不计价计算，CCPP供电成本约为0.07~0.08元/kw#p#副标题#e#•h。如按高炉煤气计价计算，则根据各钢铁厂高炉煤气定价加上煤气费用。对于电网购电价格为0.35元/kw•h的钢铁厂而言，建CCPP后吨钢电力成本降低30一80元/吨钢
　　(2)全投资内部财务收益率和投资回收期主要取决销售电价。如按销售电价0.35元/kw七计(对需从电网购电的钢铁厂，从电网购电价格一般为0.35元/kW七，CCPP发电自用，即减少从电网以0.35元/kw•h购电〕一般全投资内部财务收益
　　率在25%以上，投资回收期在5年之内。
　　(3)进口设备可减免税。根据“海关总署关于贯彻国务院关于调整进口设
　　备税收政策的通知的紧急通知署税〔1997」1062号”，引进燃气联合循环发电设备可以免两税（引进关税及增值税)。
　　四、CCPP应用中供气管道的安全问题
　　机组甩负荷或机组故障造成负荷降低对煤气系统的影响，最直观的指标为压力波动。在有压管中运动着的流体[52]，由于阀门的突然关闭，会使流体的速度和动量发生急剧变化，从而引起流体压强的骤然变化。这种突然升高的压力首先出现在紧贴阀门上游的一层流体中，而后迅速地向上游传播，并在一定条件下反射回来，产生往复波动。因为实际流体都是有粘性的，流体和管道又不是完全弹性的，因此它们在压缩、膨胀和变形过程中都要消耗能量的，以至由此引起的波动和振动的强度将逐渐衰减，直到完全消失。
　　钢铁企业副产煤气的产量和消耗量，随着工艺生产状态的改变而经常波动，从而造成企业高炉煤气管网与焦炉煤气管网的压力的波动;高炉煤气和焦炉煤气使用配比不稳定也会造成煤气网管的压力波动;煤气缓冲用户能力不足时也会造成煤气网管的压力波动。CCPP机组作为剩余煤气的缓冲用户，当其甩负荷而被迫关闭阀门时，煤气网管的缓冲能力突然不足，必然会造成煤气总管的压力出现较大的波动。煤气管网压力大幅度的波动，将给钢铁生产带来一定的影响。当煤气不足时，必然要限制一部分煤气用户的生产;煤气盈余时，又将有大量煤气被放散，既浪费燃料又污染环境。煤气管网压力的波动将使工艺生产的热工制度得不到保证，既影响产品质量，又增加产品单位热耗，有时甚至引起爆炸和冒煤气事故，威胁企业的生产安全。例如:以冷轧厂冷轧镀锌预热炉为例，当煤气压力波动使预热炉内的还原性气氛难以得到保证时，会造成带钢表面氧化及锌层附着力下降，出现剩余品。
　　结论：
　　本文通过对钢铁厂燃气蒸汽联合循环发电机组在应用方面的研究，分析了燃气蒸汽联合循环发电机组机组甩负荷或机组故障造成负荷降低对煤气系统的影响，即当其甩负荷而被迫关闭阀门时所引起的压力波动对煤气总网管和附近煤气用户的影响程度，确定是否要在CCPP联合循环和煤气总管之间增加缓冲装置(如高空放散塔)来确保其它煤气用户的压力稳定，对钢铁企业提高产品质量、优化利用剩余煤气都有着极大的意义。
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