一種煤氣回收裝置在邯鋼9E燃機機組的應用實踐

武世龍 任強 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燃機機組的應用實踐

武世龍 任強 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燃機在機組熱值調整過程中的一種煤氣回收裝置,分析了煤氣回收時應注意的問題,描述了煤氣回收的具體實施過程,從而減少了整個機組排放率,降低了成本。

9E燃機 煤氣壓縮機 煤氣回收裝置

1 引言

邯鋼150MW燃氣蒸汽聯合循環發電機組燃機為進口美國GE公司設備，主燃料為高爐煤氣與焦爐煤氣。燃機在點火啟動時所用燃料為輕柴油，并網帶負荷后需將燃料切換為混合煤氣，由于燃機對燃料熱值的要求，需要對進入燃機燃燒室的煤氣進行熱值調整。燃料切換過程中，需將打開焦爐煤氣調節閥與高爐煤氣進行混合，將熱值調整到燃機所需要的熱值。利用煤氣回收裝置，能有效地將熱值調整過程中的混合煤氣進行回收，從而達到節能減排的目的。

2 煤氣回收裝置工藝流程

邯鋼9E燃機機組在啟動時，先選擇輕柴油燃料點火，升速至3000rpm，并網帶20MW負荷后，再將燃料切換為混合煤氣燃料。2個煤氣壓縮機與燃機同軸布置，在機組并網后，將煤氣由10KPa加壓至22bar，240℃左右。因9E燃機對煤氣熱值的要求，在進行燃料切換前，需將煤氣熱值由700Kcal調整至1200Kcal，此時需打開焦爐煤氣調節閥，與高爐煤氣進行混合，這一過程大概需10多分鐘的時間，這期間必然牽扯的煤氣放散，故設置此煤氣回收將使能源得到二次利用。

機組在燃油并網后，煤氣系統對熱值開始調整。如圖1所示，煤壓機出口設置了φ219管路對煤氣進行回收。調整熱值時，煤氣熱值調節閥4開啟，通過節流孔板7，將煤氣壓力從22bar降低到4bar，進入DN800煤氣回收主管道，再通過噴霧減溫裝置將煤氣溫度從240℃降低到60℃，煤氣各項參數達到煤氣柜回收要求后，再通過電動蝶閥17、19及盲板閥18排入煤氣柜，進行二次回收利用。

機組在2個煤氣壓縮機上各設置了防喘振回路，在機組停機時，為了防止2個煤壓機間壓力超壓，在防喘振回路上各設置了排放管路。一級煤壓機通過煤氣放散閥6，再經過節流孔板9，將壓力從6bar降低到4bar；二級煤壓機通過煤氣放散閥5，再經過節流孔板8，將壓力從22bar降低到4bar，再匯入，匯入到DN800管經噴霧冷卻裝置進行減溫后進入氣柜實現煤氣二次利用。

3 煤氣回收時存在的問題

3.1 降低煤氣回收時的壓力

在進行煤氣回收時，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高，在3路回收管路，各設置了節流孔板，使通過節流孔板后的煤氣壓力均降低至4bar，再匯入DN800的煤氣母管，使壓力進一步降低，回收母管壓力在進氣柜前壓力將不超過50KPa。

3.2 降低煤氣回收時的溫度

經過煤氣壓縮機后的煤氣溫度將高達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，噴霧冷卻系統的基本功能是根據煤氣溫度的變化自動控制并調節噴槍的開啟/關斷并且調節噴水量，保證冷卻管道出口溫度控制在適當的溫度范圍內將壓縮機出口溫度從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，1#噴槍和2#噴槍之間間距約25-30米，當系統啟動后，泵站開始工作，1#噴槍開始工作，煤氣溫度開始下降，如果此時出口溫度滿足要求，第2#噴槍不工作。1#噴槍開啟后，當管道出口溫度高于期望設定溫度時，2#噴槍噴霧，煤氣溫度將繼續下降；反之，當出口溫度遠低于設定溫度， #2噴槍停止噴霧。

3.3 機組與煤氣柜可靠切斷

如上所述，在DN800回收母管入口處設置了電動蝶閥13、15及盲板閥14，燃機發電機組在檢修期間，可關閉此3閥門，從而保證了機組與煤氣柜有效的切斷。在DN800回收母管進入煤氣柜之前，設置了電動蝶閥17、19及盲板閥18，煤氣柜在檢修期間可關閉此3閥門，從而保證了煤氣柜與機組有效的切斷。

3.4 保證煤氣回收時系統的安全性

為了保證煤氣回收時的安全性，回收管路設置了放散。在回收階段煤氣參數溫度、壓力不滿足回收要求，快切閥20將自動打開進行放散，其中電動閥21為常開閥門，合格后快切閥20將關閉進行回收。在管道末端設置一處防爆膜板23，其中電動閥22為常開閥，在回流管道壓力超過50kpa時，防爆膜將自動爆破進行泄壓，避免煤氣回收裝置超壓及對其他煤氣用戶生產造成影響。

4 結語

鋼鐵行業現階段面臨著節能減排，轉變經濟增長方式的艱巨任務。邯鋼9E燃機發電機組，是充分利用邯鋼高爐煤氣及焦爐煤氣進行燃氣蒸汽聯合循環發電的高效機組，公司重點節能減排項目。在機組熱值調整時，設置的煤氣回收裝置更是國際首例，使公司節能減排取得了新的進展。

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

[2]張宇晨,孫業新.焦爐上升管荒煤氣顯熱回收技術探討[J].冶金能源,2011,(3)：46-48.

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