武世龍 任強(qiáng) 王賀敏 陳兵

(河北鋼鐵股份有限公司邯鄲分公司,河北邯鄲 056015)

一種煤氣回收裝置在邯鋼9E燃機(jī)機(jī)組的應(yīng)用實(shí)踐

武世龍 任強(qiáng) 王賀敏 陳兵

(河北鋼鐵股份有限公司邯鄲分公司,河北邯鄲 056015)

本文介紹了邯鋼9E燃機(jī)在機(jī)組熱值調(diào)整過(guò)程中的一種煤氣回收裝置,分析了煤氣回收時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題,描述了煤氣回收的具體實(shí)施過(guò)程,從而減少了整個(gè)機(jī)組排放率,降低了成本。

9E燃機(jī) 煤氣壓縮機(jī) 煤氣回收裝置

1 引言

邯鋼150MW燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組燃機(jī)為進(jìn)口美國(guó)GE公司設(shè)備，主燃料為高爐煤氣與焦?fàn)t煤氣。燃機(jī)在點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)所用燃料為輕柴油，并網(wǎng)帶負(fù)荷后需將燃料切換為混合煤氣，由于燃機(jī)對(duì)燃料熱值的要求，需要對(duì)進(jìn)入燃機(jī)燃燒室的煤氣進(jìn)行熱值調(diào)整。燃料切換過(guò)程中，需將打開(kāi)焦?fàn)t煤氣調(diào)節(jié)閥與高爐煤氣進(jìn)行混合，將熱值調(diào)整到燃機(jī)所需要的熱值。利用煤氣回收裝置，能有效地將熱值調(diào)整過(guò)程中的混合煤氣進(jìn)行回收，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。

2 煤氣回收裝置工藝流程

邯鋼9E燃機(jī)機(jī)組在啟動(dòng)時(shí)，先選擇輕柴油燃料點(diǎn)火，升速至3000rpm，并網(wǎng)帶20MW負(fù)荷后，再將燃料切換為混合煤氣燃料。2個(gè)煤氣壓縮機(jī)與燃機(jī)同軸布置，在機(jī)組并網(wǎng)后，將煤氣由10KPa加壓至22bar，240℃左右。因9E燃機(jī)對(duì)煤氣熱值的要求，在進(jìn)行燃料切換前，需將煤氣熱值由700Kcal調(diào)整至1200Kcal，此時(shí)需打開(kāi)焦?fàn)t煤氣調(diào)節(jié)閥，與高爐煤氣進(jìn)行混合，這一過(guò)程大概需10多分鐘的時(shí)間，這期間必然牽扯的煤氣放散，故設(shè)置此煤氣回收將使能源得到二次利用。

機(jī)組在燃油并網(wǎng)后，煤氣系統(tǒng)對(duì)熱值開(kāi)始調(diào)整。如圖1所示，煤壓機(jī)出口設(shè)置了φ219管路對(duì)煤氣進(jìn)行回收。調(diào)整熱值時(shí)，煤氣熱值調(diào)節(jié)閥4開(kāi)啟，通過(guò)節(jié)流孔板7，將煤氣壓力從22bar降低到4bar，進(jìn)入DN800煤氣回收主管道，再通過(guò)噴霧減溫裝置將煤氣溫度從240℃降低到60℃，煤氣各項(xiàng)參數(shù)達(dá)到煤氣柜回收要求后，再通過(guò)電動(dòng)蝶閥17、19及盲板閥18排入煤氣柜，進(jìn)行二次回收利用。

機(jī)組在2個(gè)煤氣壓縮機(jī)上各設(shè)置了防喘振回路，在機(jī)組停機(jī)時(shí)，為了防止2個(gè)煤壓機(jī)間壓力超壓，在防喘振回路上各設(shè)置了排放管路。一級(jí)煤壓機(jī)通過(guò)煤氣放散閥6，再經(jīng)過(guò)節(jié)流孔板9，將壓力從6bar降低到4bar；二級(jí)煤壓機(jī)通過(guò)煤氣放散閥5，再經(jīng)過(guò)節(jié)流孔板8，將壓力從22bar降低到4bar，再匯入，匯入到DN800管經(jīng)噴霧冷卻裝置進(jìn)行減溫后進(jìn)入氣柜實(shí)現(xiàn)煤氣二次利用。

3 煤氣回收時(shí)存在的問(wèn)題

3.1 降低煤氣回收時(shí)的壓力

在進(jìn)行煤氣回收時(shí)，是將需排放的煤氣回收至30m3煤氣柜，而煤氣柜壓力通常保持在9Kpa左右，為使回收煤氣壓力不至過(guò)高，在3路回收管路，各設(shè)置了節(jié)流孔板，使通過(guò)節(jié)流孔板后的煤氣壓力均降低至4bar，再匯入DN800的煤氣母管，使壓力進(jìn)一步降低，回收母管壓力在進(jìn)氣柜前壓力將不超過(guò)50KPa。

3.2 降低煤氣回收時(shí)的溫度

經(jīng)過(guò)煤氣壓縮機(jī)后的煤氣溫度將高達(dá)240℃左右，為了降低回收煤氣的溫度，在DN800煤氣母管入口處，安裝了一套噴霧冷卻裝置，噴霧冷卻系統(tǒng)的基本功能是根據(jù)煤氣溫度的變化自動(dòng)控制并調(diào)節(jié)噴槍的開(kāi)啟/關(guān)斷并且調(diào)節(jié)噴水量，保證冷卻管道出口溫度控制在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)將壓縮機(jī)出口溫度從240℃降低到40℃。噴霧裝置配備兩支噴槍，沿著煤氣流向分別布置在不同的位置點(diǎn)，1#噴槍和2#噴槍之間間距約25-30米，當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)后，泵站開(kāi)始工作，1#噴槍開(kāi)始工作，煤氣溫度開(kāi)始下降，如果此時(shí)出口溫度滿足要求，第2#噴槍不工作。1#噴槍開(kāi)啟后，當(dāng)管道出口溫度高于期望設(shè)定溫度時(shí)，2#噴槍噴霧，煤氣溫度將繼續(xù)下降；反之，當(dāng)出口溫度遠(yuǎn)低于設(shè)定溫度， #2噴槍停止噴霧。

3.3 機(jī)組與煤氣柜可靠切斷

如上所述，在DN800回收母管入口處設(shè)置了電動(dòng)蝶閥13、15及盲板閥14，燃機(jī)發(fā)電機(jī)組在檢修期間，可關(guān)閉此3閥門，從而保證了機(jī)組與煤氣柜有效的切斷。在DN800回收母管進(jìn)入煤氣柜之前，設(shè)置了電動(dòng)蝶閥17、19及盲板閥18，煤氣柜在檢修期間可關(guān)閉此3閥門，從而保證了煤氣柜與機(jī)組有效的切斷。

3.4 保證煤氣回收時(shí)系統(tǒng)的安全性

為了保證煤氣回收時(shí)的安全性，回收管路設(shè)置了放散。在回收階段煤氣參數(shù)溫度、壓力不滿足回收要求，快切閥20將自動(dòng)打開(kāi)進(jìn)行放散，其中電動(dòng)閥21為常開(kāi)閥門，合格后快切閥20將關(guān)閉進(jìn)行回收。在管道末端設(shè)置一處防爆膜板23，其中電動(dòng)閥22為常開(kāi)閥，在回流管道壓力超過(guò)50kpa時(shí)，防爆膜將自動(dòng)爆破進(jìn)行泄壓，避免煤氣回收裝置超壓及對(duì)其他煤氣用戶生產(chǎn)造成影響。

4 結(jié)語(yǔ)

鋼鐵行業(yè)現(xiàn)階段面臨著節(jié)能減排，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的艱巨任務(wù)。邯鋼9E燃機(jī)發(fā)電機(jī)組，是充分利用邯鋼高爐煤氣及焦?fàn)t煤氣進(jìn)行燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電的高效機(jī)組，公司重點(diǎn)節(jié)能減排項(xiàng)目。在機(jī)組熱值調(diào)整時(shí)，設(shè)置的煤氣回收裝置更是國(guó)際首例，使公司節(jié)能減排取得了新的進(jìn)展。

[1]潘秀蘭,常桂花等.轉(zhuǎn)爐煤氣回收和利用技術(shù)的最新進(jìn)展[J].冶金能源,2010,9(5)：37-42.

[2]張宇晨,孫業(yè)新.焦?fàn)t上升管荒煤氣顯熱回收技術(shù)探討[J].冶金能源,2011,(3)：46-48.

武世龍(1986—),男,陜西寶雞人,本科,畢業(yè)于重慶大學(xué),助理工程師,主要從事熱能發(fā)電的研究。