基于燃氣機組應對快速減負荷的燃料切除方案的研究與實施

楊曉偉, 錢 名, 何曉峰, 衛(wèi)江鵬

(1.上海寶信軟件股份有限公司, 上海 201900; 2.上海寶景信息技術發(fā)展有限公司, 上海 201900)

大型鋼鐵企業(yè)在煉鋼和煉鐵生產工藝過程中會產生各種不同的中低熱值煤氣,為響應節(jié)能減排和循環(huán)利用的需要,對于鋼鐵企業(yè)的中低熱值煤氣的綜合利用非常必要,其中余能發(fā)電是一個經濟綠色、循環(huán)利用的好途徑[1]。“煤氣-發(fā)電”耦合工藝的燃氣機組目前已成為大型鋼鐵企業(yè)中能源綜合利用的發(fā)展主流。基于燃氣機組“電力”和“鋼鐵”的雙重背景,研究其整體性能特別是燃氣鍋爐的特征對推動該領域高質量的發(fā)展具有重要意義。

1 系統(tǒng)及其特點

某鋼鐵企業(yè)各類中低熱值煤氣的消納遵循梯級使用的原則。圖1為該企業(yè)的主要煤氣管網及用戶示意圖。采用4座高爐?5臺發(fā)電機組?2座煤氣柜的模式,其中4座高爐日產高爐煤氣(Blast Furnace Gas,BFG)的60%～70%用于各工藝段的使用,剩余的30%～40%用于余能發(fā)電。該自備電廠總裝機容量1 550 MW,其中1#,2#,3#機組是350 MW的常規(guī)燃煤機組,摻燒BFG和焦爐煤氣(Coke Oven Gas,COG);0#機組為150 MW純燒BFG的燃氣輪機;4#機組是350 MW純燃氣常規(guī)模擬儀表機組,摻燒BFG,COG,天然氣(Natural Gas,NG),

COREX煤氣(COREX),輕油(Light Fuel Oil,LFO)。對于單機容量最大的燃氣機組——4#機組而言,其消耗BFG和COG等煤氣的能力最強,占比達到50%～70%以上。因此,該機組在整個能源管網系統(tǒng)不僅是最大的消耗者,更是擔當調節(jié)平衡和維持整個能源管網穩(wěn)定的重大責任者,其重要性不言而喻。

圖1 某鋼鐵企業(yè)主要煤氣管網及用戶示意

以某大型鋼鐵企業(yè)為例,4#機組是世界……