[發(fā)明專(zhuān)利]燃料輸送系統(tǒng)和燃機(jī)采用主燃料代替值班燃料的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110446197.8
• 申請(qǐng)日: 2011-12-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102518518A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊福忠;弓穎暉;安紅梅;陳文
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山西太鋼不銹鋼股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F02C7/22
• 分類(lèi)號(hào): F02C7/22
• 代理公司: 北京市浩天知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11276
• 代理人: 雒純丹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的燃機(jī)采用主燃料代替值班燃料的方法，尤其是涉及一種聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的燃機(jī)采用高爐的副產(chǎn)品高爐煤氣為燃料，取消或減少氮?dú)夂椭蛋嗳剂?焦?fàn)t煤氣)的消耗的方法。

背景技術(shù)

聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組(CCPP)通常由燃?xì)廨啓C(jī)(燃機(jī))、蒸汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)組成。其工作過(guò)程為：從空氣壓縮機(jī)(空壓機(jī))排出的壓縮空氣輸送到燃機(jī)的燃燒室中，同時(shí)從煤氣壓縮機(jī)(煤壓機(jī))排出的壓縮燃料也輸送到燃機(jī)的燃燒室中，得到混合氣體；混合氣體在燃機(jī)的燃燒室中燃燒，成為高溫已燃?xì)怏w，然后該高溫已燃?xì)怏w膨脹使燃?xì)廨啓C(jī)做功，該功帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生電能；做功之后的已燃?xì)怏w依然保持較高的溫度，將其引入到回收鍋爐中，將水加熱成蒸汽，然后引入蒸汽輪機(jī)并膨脹做功，該功帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生電能。

以高爐煤氣為主燃料的高爐煤氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組(CCPP)，由于其具有效率高、自動(dòng)化程度高和節(jié)能減排效果顯著的優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)越來(lái)越受到各大鋼廠(chǎng)的青睞。

高爐煤氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組燃機(jī)通常設(shè)計(jì)為：主燃料為高爐生產(chǎn)的副產(chǎn)品高爐煤氣，焦?fàn)t煤氣作為值班燃料，完成機(jī)組點(diǎn)火和啟動(dòng)，高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣同時(shí)在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)穩(wěn)定燃燒。聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組，例如M251S型燃機(jī)是在設(shè)計(jì)的熱值下運(yùn)行的，燃料氣源(高爐煤氣)進(jìn)入機(jī)組前必須進(jìn)行熱值測(cè)量比較和調(diào)整過(guò)程。高爐煤氣的熱值的測(cè)量是通過(guò)熱值儀在線(xiàn)檢測(cè)，測(cè)量結(jié)果與燃機(jī)熱值設(shè)定值進(jìn)行比較，決定增熱或減熱。熱值的調(diào)整通常是通過(guò)注入氮?dú)饨档蜔嶂祷蚴峭ㄟ^(guò)加入焦?fàn)t煤氣提高燃料的熱值。

現(xiàn)有技術(shù)通常為低熱值運(yùn)行聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組燃機(jī)，因此通常將燃機(jī)熱值設(shè)定在較低、較窄的范圍。然而，高爐冶煉工況產(chǎn)生變化會(huì)導(dǎo)致高爐煤氣的熱值發(fā)生非常大的變化，必須加入大量的氮?dú)夂徒範(fàn)t煤氣調(diào)整熱值，才能滿(mǎn)足機(jī)組燃機(jī)的熱值設(shè)定值的設(shè)計(jì)要求，這樣就需要消耗大量的氮?dú)夂徒範(fàn)t煤氣。同時(shí)，機(jī)組在正常運(yùn)轉(zhuǎn)以后值班燃燒系統(tǒng)還需要消耗高壓焦?fàn)t煤氣，例如M251S型燃機(jī)每小時(shí)需要消耗焦?fàn)t煤氣1300m³/h。焦?fàn)t煤氣和氮?dú)獾南脑黾恿税l(fā)電的成本，使機(jī)組的發(fā)電優(yōu)勢(shì)明顯下降。

另外，值班燃料的連續(xù)使用，會(huì)造成采購(gòu)、使用、維護(hù)成本的增加，且因該部分的故障原因?qū)е轮黧w設(shè)備故障在多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)都有發(fā)生，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在機(jī)組故障停機(jī)的原因中值班燃料系統(tǒng)的故障原因引起的占到27％。

以三菱M251S型燃?xì)廨啓C(jī)組為例：它的值班燃料系統(tǒng)一臺(tái)燃機(jī)必須采用兩臺(tái)活塞式COG壓縮機(jī)(一用一備)或一臺(tái)引進(jìn)型螺桿COG壓縮機(jī)與之配套，也有采用三臺(tái)(兩用一備)活塞式壓縮機(jī)的配置模式。但無(wú)論哪種模式，值班燃料的使用導(dǎo)致生產(chǎn)和維護(hù)成本都較高，而且設(shè)備的故障率也不低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的燃機(jī)低熱值運(yùn)行時(shí)，需要消耗大量的氮?dú)夂徒範(fàn)t煤氣調(diào)整熱值，機(jī)組在正常運(yùn)轉(zhuǎn)以后值班燃燒系統(tǒng)還需要消耗高壓焦?fàn)t煤氣的缺陷，提供了一種聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的燃機(jī)采用主燃料代替值班燃料的方法，降低了減熱值氮?dú)獾南模∠酥蛋嗝簹獾南模?jié)約了成本。

本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是克服機(jī)組在正常運(yùn)轉(zhuǎn)以后值班燃燒系統(tǒng)還需要消耗高壓值班煤氣的缺陷，提供一種燃料輸送系統(tǒng)，取消了值班煤氣的消耗，節(jié)約了成本。

本發(fā)明采用熱值較高的副產(chǎn)高爐煤氣，并提高機(jī)組的運(yùn)行允許熱值，將機(jī)組運(yùn)行熱值的設(shè)定值設(shè)定為一個(gè)范圍，例如3090-3650kJ/Nm³。這樣，由高爐冶煉產(chǎn)生的熱值較高的副產(chǎn)高爐煤氣無(wú)需進(jìn)行熱值調(diào)整，可以直接進(jìn)入燃機(jī)做功發(fā)電，最終降低減熱值氮?dú)獾南摹Ｔ跈C(jī)組高熱值下正常運(yùn)轉(zhuǎn)以后，通過(guò)采用本發(fā)明的燃料輸送系統(tǒng)，采用高爐煤氣代替值班煤氣，退出值班煤氣系統(tǒng)，達(dá)到取消值班煤氣的消耗的目的，同時(shí)值班燃料的加壓處理設(shè)備也可以退出運(yùn)行，節(jié)約了電力的消耗。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的第一技術(shù)方案是，提供一種燃料輸送系統(tǒng)，其包括值班焦?fàn)t煤氣管路2-a，高爐煤氣管路2-b和空氣管路2-c，其中值班焦?fàn)t煤氣管路2-a連接燃機(jī)燃燒器E的值班燃料噴嘴E-3，高爐煤氣管路2-b連接燃機(jī)燃燒器E的主燃料噴嘴E-2，空氣管路2-c連接燃機(jī)燃燒器E的燃燒筒E-4；該燃料輸送系統(tǒng)進(jìn)一步包括氮?dú)夤苈?-d和高爐煤氣切換管路2-e；其中高爐煤氣切換管路2-e連接值班焦?fàn)t煤氣管路2-a和高爐煤氣管路2-b，氮?dú)夤苈?-d連接值班焦?fàn)t煤氣管路2-a。