安钢新上煤气发电项目浅谈

【摘要】目前安钢夏季高炉煤气富裕10-15万m 3/h,因安钢然煤气发电机组较少，一旦燃煤机组、轧钢机组检修，高炉煤气将大量放散，转炉煤气回收量也将大大降低，造成极大的能源浪费，如何高效利用富裕高炉煤气成为公司降本增效的一个重要突破口。本文从投资、占地、检修维护费用等方面探讨了CCPP机组与机组的优劣。

【关键词】CCPP效率 高温超高压 投资 维护费用

中图分类号：TG807文献标识码： A

目前国内钢铁企业高炉煤气能值占高炉入炉能量的40%左右，占钢铁联合企业总能值的12%左右，因此能否充分利用高炉煤气是衡量一个钢铁企业节能水平的重要标志。安敢目前然煤气机组装机容量有限，且没有煤气柜，煤气利用水平相对较低，迫切需要新上煤气发电机组。CCPP(燃气-蒸汽联合循环发电)和高温超高压机组是目前煤气高效利用的有效途径，通过考察国内几个钢铁企业CCPP与高温超高压机组，作出以下对比分析：

一 CCPP与高温超高压机组技术简介

1、CCPP发电技术（以三菱M251S为例）：先将低热值高炉煤气经脱水、除尘后经煤气压缩机加压，与压送至燃烧室的空气混合燃烧，生成高温、高压的气体，经燃气透平机膨胀做功，推动燃气透平带动压缩机和发电机，从燃气透平中排出的废气引至余热锅炉，产生高温、高压蒸汽驱动汽轮机发电机，蒸汽轮机发电是燃气轮机发电的补充。

2、高温超高压机组：在常规高温高压机组基础上，增加中间再热器、煤气预热器等，提高蒸汽参数，主汽压力13.7Mpa、主汽温度540℃，再热蒸汽温度540℃，进一步提高发电效率，可达37%。

二 CCPP与高温高压机组优缺点

1、CCPP高炉煤气-蒸汽联合发电效率较高，代表了能源高效利用的方向，燃气轮机具有体积小、功率密度大、排放指标优异、环保性好、自动化程度高启停时间短的优势。其中50WM CCPP在国内大型国有钢铁企业应用较多，运行效果较好，技术成熟可靠，40%的设计效率在实际运行中可以保证， 150WM CCPP技术相对复杂，与50WMCCPP相比，运行效果不是特别理想。整体上看，目前50MWCCPP仍存在一次性投资较大、运行维护费用偏高、核心部件需进口、燃料品种单一、对燃料品质及热值要求相对较高的缺点，但随着国产化率不断提高、焦炉煤气“零值班”的普遍应用，投资、运行、检修维护费用将逐步降低。

2、高温超高压机组效率（37%）虽不及CCPP（40%），但与CCPP相比具有一次性投资少、运行维护费用低、燃料品种多（高、焦、转）、对燃料品质及热值要求低、降负荷运行时机组效率变化小、适合调峰的优势。高温超高压机组在135MW级别技术比较成熟，国内应用较多，但65MW 级别近两年才有所突破，国内应用较少，首台65WM机组2014年才投运，设备可靠性、运行稳定性、全厂热效率有待在实际运行中进一步验证。此外，高温超高压机组增加一级再热系统，需采用单元制，且消耗煤气量较CCPP机组大，如果跳机，对煤气管网冲击较CCPP严重。

三 CCPP与高温超高压机组技术经济分析

名称 计算方式 单位 CCPP（M251S） 高温超

高压 高温超

高压

装机容量 28.5MW+22MW 65MW 65MW

高煤消耗量 万m3/h 14.2 20 14.2

全厂热效率 高煤热值按760 Kcal/m3 % 40 37 37

计算负荷 MW 50 65 46.4

高炉煤气单耗 高煤热值按760 Kcal/m3 m3/kWh 2.84 3.08 3.09

总投资 亿元 3.4 2 2

年运行小时数 按10个月计算 h 7400 7400 7400

年发电量 装机容量x年运行小时数 亿kWh 3.7 4.8 3.43

自耗电率 按机力塔考虑 % 4 6 6

年自耗电量 年发电量x自耗电率 亿kWh 0.148 0.2886 0.2059

年供电量 年发电量年-年自耗电量 亿kWh 3.552 4.5214 3.2250

年供电收益 年供电量x电价（按0.58元/kWh) 亿元 2.0602 2.6224 1.8705

燃料费 不计

工业水、除盐水等能源介质消耗 两者相差不大，不计

平均年大修费用 万元 1500 500 500

检修、维护保养成本等 万元 400 400 400

人工费 人均按6万/年、四班三运转（40人）考虑 万元 240 240 240

年折旧成本 总投资/20（折旧期限按20年，净残率为零） 万元 1700 1000 1000

年总成本 年大修费+年检修、维护费+人工费+年折旧费 亿元 0.364 0.214 0.214

供电成本 年总成本/年供电量 元/kWh 0.102 0.047 0.066

年净收益 年供电收益-年总成本 亿元 1.696 2.408 1.657

静态投资回收期（税前） 投资费/年净收益 年 2.005 0.830 1.207

建设总周期 月 18 12 12

四 结语

1、目前规模与安钢相当的单位都配备煤气柜，在煤气生产、供应中“谷吸峰吐”，对平衡管网压力、稳定热值、减少煤气放散、保证煤气供应质量有着至关重要作用，安钢尽快上煤气柜。

2、根据公司煤气平衡情况，目前夏季高炉煤气富裕10-15万m 3/h,且煤气发电机组较少，一旦燃煤气发电机组、轧钢机组检修，高炉煤气放散量将进一步增加，造成极大的能源浪费，安钢应尽快新上发电机组。

3、综合考虑一次性投资、年运行维护检修成本、占地、年供电收益等因素，安钢近期应新上一套65MW高温高压机组，且发电机组具备抽汽能力，抽汽作为烧结环冷发电机组的补汽汽源，稳定两座烧结环冷发电机组运行，减少停机次数。

五 参考文献

[1] 杨顺虎：《燃气-蒸汽联合循环发电设备及运行》中国电力出版社 ，2003年11月