岳蓓 陽煤平原化工有限公司

一、熱力動(dòng)能裝置發(fā)展的前景

1.煤氣凈化系統(tǒng)。燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電的燃料為焦?fàn)t煤氣和高爐煤氣，燃機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)鍵因素是煤氣的凈化質(zhì)量，因此煤氣凈化非常重要。焦?fàn)t煤氣凈化的功能主要是降低煤氣中的萘和焦油含量。焦?fàn)t煤氣首先進(jìn)入洗萘塔，入洗萘塔煤氣含萘量為250mg/m3，經(jīng)洗萘后，萘含量降至40mg/m3（與高爐煤氣混合后可降至5mg/m3），洗萘后的煤氣逸出進(jìn)入捕霧塔，經(jīng)捕霧后的煤氣進(jìn)入電捕工序。捕霧后的煤氣進(jìn)入電捕焦油器下部，進(jìn)口焦油、輕柴油含量約2g/m3，經(jīng)除焦油后焦油萘含量降至10mg/m3（與高爐煤氣混合后含量可降至2mg/m3），除焦油后的煤氣自電捕器頂部逸出通過管道送至煤氣混合站。高爐煤氣凈化站的主要功能是降低煤氣的含塵量。高爐煤氣送至電除塵器進(jìn)口，進(jìn)口煤氣含塵約15mg/m3，經(jīng)除塵后降至1mg/m3。除塵后的煤氣進(jìn)入煤氣混合站。煤氣混合站的功能是保證將經(jīng)過凈化的焦?fàn)t煤氣和高爐煤氣按要求的比例充分混合，然后送至發(fā)電主廠區(qū)燃?xì)廨啓C(jī)。

2.主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。高爐煤氣等低熱值煤氣燃汽輪機(jī)CCPP 技術(shù)先進(jìn)，在不外供熱時(shí)熱電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)40%～45%，已接近以天然氣和柴油為燃料的類似燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電水平；比常規(guī)鍋爐蒸汽轉(zhuǎn)換效率高出近一倍。相同的煤氣量，CCPP 又比常規(guī)鍋爐蒸汽多發(fā)70%～90%的電，且此發(fā)電技術(shù)CO2排放比常規(guī)火力電廠減少45%～50%，沒有SO2、飛灰及灰渣排放，NOx 排放又低，不僅回收了鋼鐵生產(chǎn)中的二次能源，且為同容量常規(guī)燃煤電廠用水量的1/3 左右。本項(xiàng)目是以濟(jì)鋼在能源利用結(jié)構(gòu)調(diào)整中節(jié)余的焦?fàn)t煤氣和回收放散的高爐煤氣為燃料，采用高效率的燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組實(shí)施發(fā)電的項(xiàng)目。項(xiàng)目建成后所發(fā)電力就近供濟(jì)鋼本企業(yè)負(fù)荷，可減少電力輸送過程中的損耗。濟(jì)鋼冶金生產(chǎn)的副產(chǎn)品煤氣用于電力生產(chǎn)可使其得到充分、合理、高效的綜合利用，有利于降低濟(jì)鋼的生產(chǎn)成本、增強(qiáng)企業(yè)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)可減少煤氣排放對(duì)周圍環(huán)境的污染，符合國(guó)家能源、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保政策，屬國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)和技術(shù)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，是國(guó)家推廣示范點(diǎn)優(yōu)良方案。復(fù)雜循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的思想在數(shù)十年前已經(jīng)形成，但思想的實(shí)施在當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平上受到較大的困難。歷史上的RM60 機(jī)組就是一個(gè)案例。幾十年后在新的技術(shù)、工藝、材料水平上復(fù)雜循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)終于取得了成功。具有中間冷卻、回?zé)岬耐瓿闪?00 小時(shí)的試驗(yàn)大綱，中間冷卻器使發(fā)動(dòng)機(jī)功率增加了25%，而回?zé)崞骱蛣?dòng)力渦輪的可變面積噴嘴的結(jié)合使油耗下降了30%～40%。這又是燃?xì)廨啓C(jī)特別是艦船燃?xì)廨啓C(jī)的一大喜訊。

3.關(guān)于高超臨界蒸氣熱能系統(tǒng)的發(fā)展工質(zhì)參數(shù)不斷提高，熱力循環(huán)不斷完善，給蒸氣熱能系統(tǒng)發(fā)展也帶來生機(jī)和活力為某公司對(duì)燃煤蒸氣電站的性能的預(yù)測(cè)。電站容量、燃料種類和凝氣壓力都可首先是亞臨界蒸氣最高可達(dá)到的發(fā)電效率是41.9%；其次是通過新材料開發(fā)，把材料由珠光體鋼提高到奧氏體鋼，再進(jìn)一步提高到英康鎳合金，從而超臨界參數(shù)高達(dá)35 M aP 時(shí)燃煤發(fā)電效率達(dá)47.7%與之同時(shí)，通過完善熱循環(huán)（包括雙再熱、煙氣余熱回收）和開發(fā)高效新部件、新工藝（包括氣機(jī)效率提高，減少廠用電等），說明了超臨界蒸氣動(dòng)力的進(jìn)一步開發(fā)的潛力。對(duì)煤耗為4049 標(biāo)煤k/w·h 的我國(guó)熱能系統(tǒng)而言，這個(gè)潛力的開發(fā)也是非常重要的。然而高超臨界參數(shù)的實(shí)現(xiàn)不能僅僅從發(fā)電效率出發(fā)，還必須從建造成本、運(yùn)行管理等做全面的綜合經(jīng)濟(jì)分析。

二、船舶動(dòng)力裝置的發(fā)展

船舶動(dòng)力裝置是一種重要的熱能轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，它必須滿足船舶的機(jī)動(dòng)性、可靠性、緊湊性、隱蔽性等特殊要求和適應(yīng)海河港口、水上水下的特殊環(huán)境，它的結(jié)構(gòu)型式和性能要求上有很大的特殊性。然而上述熱能動(dòng)力裝置發(fā)展的總趨勢(shì)不會(huì)不對(duì)船舶動(dòng)力裝置發(fā)生重要影響大中型水面艦艇的動(dòng)力裝置早在70 年代許多國(guó)家已宣布除航空母艦外，新建大中型水面艦艇一律采用燃?xì)廨啓C(jī)。到目前為止，幾乎無例外地采用航空改型的直流布置的簡(jiǎn)單循環(huán)機(jī)組。然而，WR 型復(fù)雜循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的研制成功，一定會(huì)打破簡(jiǎn)單循環(huán)的一統(tǒng)天下，柴一燃聯(lián)合動(dòng)力裝置的地位也會(huì)動(dòng)搖。到那時(shí)，復(fù)雜循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)不僅是水面艦艇的推進(jìn)動(dòng)力，而且在定期客輪和快速渡船市場(chǎng)上也會(huì)有需求。由于雙工質(zhì)并行聯(lián)合循環(huán)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)性好，故近來有人建議把注蒸氣燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)用于航空母艦，余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸氣用于回注或用于飛機(jī)的蒸氣彈射裝置電力推進(jìn)電力推進(jìn)曾經(jīng)在船舶動(dòng)力裝置中占有一定地位。以后由于發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)重量過大，調(diào)速困難等原因，逐步喪失優(yōu)勢(shì)。但是電力推進(jìn)的許多優(yōu)點(diǎn)，包括不要軸系傳動(dòng)、有利于船舶分段建造等還是吸引許多人的注意。近年來由于電機(jī)調(diào)速性能的改善，電力推進(jìn)可能會(huì)東山再起本節(jié)所述主要是艦船動(dòng)力發(fā)展可能出現(xiàn)的新趨勢(shì)。

實(shí)際上，現(xiàn)有的動(dòng)力裝置，包括蒸氣輪機(jī)、柴油機(jī)等在滿足各種航行要求中都還會(huì)占有重要的地位。