燃用褐煤气化燃料的燃气轮机电站

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1、燃用褐煤气化燃料的燃气轮机电站第13卷(总第76期)　　热　能　动　力　工　程　1998年7月研究与探讨(欧州燃气轮机公司　阿尔斯通)　M.Moli??re　　P.Carros　　E.Deramond(捷克　SUV)　　Z.Bucko　　J.Mutinsky　为适应这些应用,发动机应具备四个特性:使用燃料的灵活性,良好的一体化综合能力,结实耐用和结合工业制约的维修保养经验。只有工业燃气轮机,尤其是重型燃气轮机具有这些显明的特征。把煤和燃气轮机技术结合起来的先进能源规划对未来的发电概念来讲有一系列可供选择的方案。除经典的可用性和

2、可靠性要求外,还要求最佳的能源利用效率,适应多种燃料(煤气、天然气,合成天然气)的能力,运行灵活性(适度日起动)和达到良好的环保标准。事实上,在中欧和远东(中国)为了以一种更有效和对大自然敏感的方式开发丰富的煤和褐煤资源,已经采取了重要的行动。本文描述在捷克共和国布拉格西面150公里的弗莱索瓦工业区(离著名的卡罗维法利渡假村很近)一座400MW级燃用煤衍生的气体作燃料的电站情况。[摘要]　对在捷克弗莱索瓦一个现有的褐煤气化厂内装设的两台9E型燃气轮机联合循环装置的情况作了介绍,特别是在能源利用最佳化,燃料适应性、环保和良好的社

3、会影响等方面进行了描述。关键词　一体化煤气联合循环　燃气轮机　联合循环煤的气化中图分类法　TM611.31:TQ5481　前　言谈及在燃气轮机中燃用由煤衍生的燃料来发电的概念,要涉及能源市场上的两个主角:煤和燃气轮机。煤,长期以来因其低效能和对环境的不良影响,传统印象一直不佳。然而,近几十年来大量技术领域积累的综合进展使其获益。现已有一批经验证可用的把煤转变为洁净而有效的能源技术:——煤燃烧:循环流化床;增压流化床燃烧;——烟气净化:电除尘;烟气脱硫;选择催化或非催化降NOx;——煤转换:中、低热值煤气;合成天然气;合成燃料;

4、——蒸汽循环:超临界锅炉;——综合系统:一体化煤气联合循环。燃气轮机,在电站方面是个相对后来者,但因其短时期内在效率、功率和低排放方面所取得的重要进展,已使其移到前台。今天,烧天燃气的联合循环已为洁净、高效电站在世界范围内竖立了新标准。然而,燃气轮机工业必须致力于增加其非标应用场合:——热电联供可在各种工业部门应用:精炼厂,化工厂、造纸厂,焦化炉或高炉装置等,因为它们能利用过程燃料:——因燃料变更(液化石油气,液化天然气;煤气化)和开发当地资源(如:生物资源)的需要而导致新的发电方式。2　项目主要特点2.1　项目说明自1969

5、年以来,一家从事采煤、能源转换和分配的捷克SUV公司在弗莱索瓦运营其褐煤气化装置,产量为125吨/小时合成气,俗称“蒸汽瓦斯”,通过城市煤气主网络供应。然而,捷克当局在80年代提出的一项长期能源计划预示捷克共和国的城市煤气将逐步由从CIC进口的天然气所取代。预料到这一决定所带来的影响,SUV于1992年决定,在他们传统的煤气厂中加一个电站。从社会观点看,这一决定使公司的煤矿能维持一个满意的雇员水平。所选的技术方案要满足两个主要目标:选择一个有效的电站方案使经济性最佳和倡导一项环保意识项目。结果是建立一座400MW级电站,用两台

6、EGT公司的9E型燃气轮机构成两套相同的195能源MW联合循环,安装于煤气发生器附近。捷克“?　　热　能　动　力　工　程248?1998年规划”公司作为项目的主要设计者、咨询和监造者;两台出力均为123.4MW(ISO,天然气)的燃气轮机用褐煤气(也称“能量气”)作主燃料,天然气作为起动、补充和备用燃料。为降低NOx,采用蒸气回注。2.2　一个新的煤基能量组合整个弗莱索瓦能量综合利用,无论从煤气化或燃气轮机技术的观点,代表了一种技术特点。其实,世界上已有大量的致力于燃气轮机用煤气化的燃料燃烧的规划,但仅有少数的几个达到工业实际

7、应用。在弗莱索瓦,煤气厂用户和燃气轮机制造商所面临的新一轮挑战在于要支持使用褐煤气和相关的备用天然气,而又不损害电站的运行可靠性。这当然要使燃气轮机燃料系统的设计和控制最佳化。该系统使用两种燃料气,并必须满足下列要求。——安全可靠地点火、加负荷和调整功率;——需要时恰当地切换燃料;——NOx降至45ppmV(在15%O2)碳氧可燃物质水　　份灰弗莱索瓦煤气厂的利益在于煤、氧、合成气和副产品加工的恰当组合,实现了(图1):a)褐煤预处理,b)合成气产生,c)合成气净化,包括去除微粒和焦油,d)气态、液态的排污处理和固态废物处理,

8、e)有销路的副产品(N2,H2SO4……)的回收和精整。此外,CO2含量和褐煤气低热值可用气体净化装置(RECTISOL处理)来调整,使之灵活地提供有用产品,即可供煤气网络(城市煤气)又可供燃气轮机(“能量气”)用。3.2.1　增压气化气化装置所耗之褐煤采自属SUV的J1R1