國(guó)內(nèi)9F-400MW級(jí)重型燃機(jī)裝機(jī)方案及機(jī)組選型專題報(bào)告.doc

13 F08281K J01 河北華電石家莊鹿華二期河北華電石家莊鹿華二期 天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目 裝機(jī)方案及機(jī)組選型專題報(bào)告裝機(jī)方案及機(jī)組選型專題報(bào)告 2017 年年 09 月月 石家莊石家莊 河北華電石家莊鹿華二期天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目 裝機(jī)方案及機(jī)組選型專題報(bào)告 批批 準(zhǔn) 準(zhǔn) 閆占良閆占良 審審 核 核 呂少勝呂少勝 校校 核 核 米永昌米永昌 編編 寫 寫 安延杰安延杰 河北華電石家莊鹿華二期天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目 裝機(jī)方案及機(jī)組選型專題報(bào)告 第 i 頁(yè) 目目 錄錄 1 工程概況工程概況 1 2 機(jī)組選型概述機(jī)組選型概述 1 2 1 機(jī)組選型原則及國(guó)內(nèi) F 級(jí)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組發(fā)展現(xiàn)狀 1 2 1 1 機(jī)組選型原則 1 2 1 2 國(guó)內(nèi) F 級(jí)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組現(xiàn)狀 1 2 2 聯(lián)合循環(huán)熱力系統(tǒng)分類 2 3 主機(jī)配置型式比選主機(jī)配置型式比選 3 3 1 2 套 一拖一 及 1 套 二拖一 技術(shù)對(duì)比 3 3 2 2 套 一拖一 及 二拖一 熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比 7 3 3 2 套 一拖一 及 二拖一 主廠房指標(biāo)對(duì)比 7 3 4 1 套 二拖一 及 2 套 一拖一 綜合造價(jià)對(duì)比 8 3 5 一拖一 與 二拖一 機(jī)組變負(fù)荷特性對(duì)比 9 3 6 本工程推薦的主機(jī)配置型式 9 4 三種機(jī)型的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比三種機(jī)型的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比 9 5 結(jié)論結(jié)論 10 河北華電石家莊鹿華二期天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目 裝機(jī)方案及機(jī)組選型專題報(bào)告 第 1 頁(yè) 內(nèi)容提要內(nèi)容提要 本專題針對(duì) 2 套 一拖一 與一套 二拖一 燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組進(jìn)行了對(duì)比 盡 管 二拖一 機(jī)組在熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 主廠房指標(biāo)以及綜合造價(jià)上略占優(yōu)化 但 2 套 一拖一 多軸機(jī)組運(yùn)行更加靈活 調(diào)峰性能更好 因此現(xiàn)階段暫推薦 2 套 一拖一 多軸的機(jī)組 配置型式 1 工程概況工程概況 本期工程擬建設(shè) 2 套 9F 級(jí)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組 主機(jī)擬采用兩臺(tái) F 級(jí)燃 氣輪機(jī) 三壓再熱自然循環(huán)余熱鍋爐和抽凝式汽輪機(jī) 本工程的建設(shè) 不僅有利于促進(jìn)區(qū)域節(jié)能減排 還可以增強(qiáng)電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠 性 提高電網(wǎng)的的應(yīng)急和調(diào)峰能力 廠內(nèi)設(shè)換熱首站對(duì)外供民用采暖熱水 本專題針對(duì)聯(lián)合循環(huán)電站的裝機(jī)方案 主機(jī)選型進(jìn)行專題論述 包括聯(lián)合循環(huán)熱 力性能特性 二拖一 及 一拖一 主機(jī)配置型式的技術(shù) 熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 主廠房指標(biāo) 綜 合造價(jià)比選 變負(fù)荷性能 2 機(jī)組選型概述機(jī)組選型概述 2 1 機(jī)組選型原則機(jī)組選型原則及國(guó)內(nèi)及國(guó)內(nèi) F 級(jí)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組發(fā)展現(xiàn)狀級(jí)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組發(fā)展現(xiàn)狀 2 1 1 機(jī)組選型原則機(jī)組選型原則 1 應(yīng)綜合考慮供熱安全可靠 機(jī)組調(diào)節(jié)靈活 技術(shù)上經(jīng)濟(jì)上先進(jìn)合理 2 應(yīng)考慮天然氣價(jià)格較貴的特點(diǎn) 應(yīng)盡可能選用高效率的機(jī)組 以充分利用能源 降低供熱供電價(jià)格 3 本工程熱負(fù)荷隨季節(jié)變化較大 具有多樣性 機(jī)組選型應(yīng)能適應(yīng)一定熱負(fù)荷變 化的能力 4 選擇先進(jìn) 成熟的標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品 努力提高設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率 5 具有較佳的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和價(jià)格優(yōu)勢(shì) 6 滿足國(guó)家政策對(duì)熱電聯(lián)供電廠熱電比和熱效率的要求 2 1 2 國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi) F 級(jí)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組現(xiàn)狀級(jí)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組現(xiàn)狀 F 級(jí)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組中的燃?xì)廨啓C(jī)屬于國(guó)際公認(rèn)的成熟機(jī)型 其穩(wěn)定性 已經(jīng)得到實(shí)際運(yùn)行的認(rèn)可 我國(guó) F 級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用情況如下表所示 河北華電石家莊鹿華二期天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目 裝機(jī)方案及機(jī)組選型專題報(bào)告 第 2 頁(yè) 表 2 1 國(guó)內(nèi)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組供貨情況 電站集團(tuán)燃?xì)廨啓C(jī)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)國(guó)內(nèi)投運(yùn)項(xiàng)目 東方電氣集團(tuán)MHI國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)13 哈爾濱電氣集團(tuán)GE國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)27 上海電氣集團(tuán) 2014 年 5 月前 Siemens國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)16 2 2 聯(lián)合循環(huán)熱力系統(tǒng)分類聯(lián)合循環(huán)熱力系統(tǒng)分類 實(shí)用的燃?xì)廨啓C(jī) 汽輪機(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置 簡(jiǎn)稱聯(lián)合循環(huán) 從熱力循環(huán)系統(tǒng)的角度 來(lái)分主要有以下五類 1 無(wú)補(bǔ)燃的余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán) 所有的熱量都從燃?xì)廨啓C(jī)部分加入循環(huán)的聯(lián)合 熱力循環(huán) 這是一種以燃?xì)廨啓C(jī)為主的聯(lián)合循環(huán) 其燃?xì)廨啓C(jī)與汽輪機(jī)功率比 Rp Pgt Pst 約為 2 1 1 3 2 2 聯(lián)合循環(huán)效率比簡(jiǎn)單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)效率有很大的提 高 R cc gt 1 46 1 77 燃?xì)鈧?cè)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能影響較大 2 補(bǔ)燃的余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán) 一部分熱量是在工質(zhì)已經(jīng)通過(guò)燃?xì)廨啓C(jī)后加入循 環(huán)的聯(lián)合熱力循環(huán) 隨著補(bǔ)燃比的提高 Rp Pgt Pst 值下降 R 下降 補(bǔ)燃作用是 提高蒸汽參數(shù)與蒸汽產(chǎn)量 增加汽輪機(jī)的功率或?qū)ν獠抗に嚵鞒烫峁╊~外的供熱蒸汽 3 排氣全燃型聯(lián)合循環(huán) 利用燃?xì)廨啓C(jī)排氣作為熱風(fēng)助燃的聯(lián)合循環(huán) 工質(zhì)中剩 余的氧幾乎全部與燃料發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 這是一種以汽輪機(jī)為主的聯(lián)合循環(huán) 系統(tǒng)性能 在很大程度上取決于蒸汽側(cè)循環(huán)參數(shù) 功率比 Rp 0 15 0 3 效率增值 cc st 2 5 4 增壓鍋爐型聯(lián)合循環(huán) 蒸汽發(fā)生器放在循環(huán)的燃?xì)鈧?cè)燃燒室之后和燃?xì)馔钙街?前的聯(lián)合循環(huán) 也是一種以汽輪機(jī)為主的聯(lián)合循環(huán) 系統(tǒng)性能主要取決于蒸汽側(cè)循環(huán) 參數(shù) 功率比 Rp 0 2 0 7 其蒸汽由蒸汽鍋爐產(chǎn)生 不受燃?xì)馔钙脚艤叵拗?便于 采用高參數(shù)蒸汽循環(huán) 5 給水加熱型聯(lián)合循環(huán) 燃?xì)廨啓C(jī)的排氣主要用于加熱蒸汽循環(huán)系統(tǒng)給水的聯(lián)合 循環(huán) 更是以汽輪機(jī)為主的聯(lián)合循環(huán) 系統(tǒng)性能主要取決于蒸汽循環(huán) 適用于燃?xì)廨?機(jī)排煙溫度較低的情況 上述五類聯(lián)合循環(huán)不僅都能用于發(fā)電 而且還都可以做成熱電聯(lián)產(chǎn)的聯(lián)合循環(huán) 即可從系統(tǒng)某處引出蒸汽供工藝流程使用 河北華電石家莊鹿華二期天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目 裝機(jī)方案及機(jī)組選型專題報(bào)告 第 3 頁(yè) 通常 無(wú)補(bǔ)燃的余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)是各種聯(lián)合循環(huán)中效率最高的 因?yàn)檩斎氲?熱量全部在燃?xì)鈧?cè)的較高溫度下加入循環(huán)體系 因而得到最多的應(yīng)用 最適合于帶基 本負(fù)荷和中間負(fù)荷的機(jī)組 帶補(bǔ)燃的余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán) 由于在余熱鍋爐前的燃?xì)?輪機(jī)排氣中加入額外燃料進(jìn)行補(bǔ)燃 聯(lián)合循環(huán)的出力得到顯著提高 而在多數(shù)情況下 循環(huán)效率有所下降 多用于熱電聯(lián)產(chǎn) 以擴(kuò)大熱電負(fù)荷比例調(diào)節(jié)范圍 或用以提高熱 負(fù)荷輸出來(lái)滿足用戶需要 排氣全燃型聯(lián)合循環(huán)常用于現(xiàn)有汽輪機(jī)電站的更新改造 因?yàn)樗茏畲蟪潭鹊乩矛F(xiàn)有設(shè)備 降低電站改造的投資 增壓鍋爐型聯(lián)合循環(huán)只在 增壓流化床燃煤聯(lián)合循環(huán) PFBCC 中得到實(shí)際應(yīng)用 給水加熱型聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)雖然簡(jiǎn) 單 但效率提高較少 僅用于低參數(shù)的燃?xì)廨啓C(jī)組成的聯(lián)合循環(huán) 從本工程的實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看 采用無(wú)補(bǔ)燃的余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)是較為合適的 3 主機(jī)配置型式比選主機(jī)配置型式比選 3 1 2 套套 一拖一一拖一 及及 1 套套 二拖一二拖一 技術(shù)對(duì)比技術(shù)對(duì)比 聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的軸系配置有兩種形式 一種是單軸配置 即燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)共 同拖動(dòng)一臺(tái)發(fā)電機(jī)運(yùn)行 另一種是多軸配置 即燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)分別拖動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn) 行 3 1 1 一拖一 單軸配置 單軸機(jī)型又可分為發(fā)電機(jī)中置型和發(fā)電機(jī)尾置型 以 SIENENS 公司 GUD1S 94 3A 和 ALSTOM 公司 KA26 1 為代表的燃?xì)廨啓C(jī) 發(fā) 電機(jī) 3S 離合器 軸向排汽汽輪機(jī)的連接方式 簡(jiǎn)稱發(fā)電機(jī)中置方式 如圖 2 所示 圖圖 3 1 1 1 發(fā)電機(jī)中置式的單軸配置發(fā)電機(jī)中置式的單軸配置 發(fā)電機(jī)中置的單軸機(jī)型指燃?xì)廨啓C(jī) 發(fā)電機(jī)和蒸汽輪機(jī)串軸安裝 燃?xì)廨啓C(jī)和發(fā) 電機(jī)由剛性聯(lián)軸節(jié)串聯(lián) 發(fā)電機(jī)另一側(cè)安裝蒸汽輪機(jī) 并通過(guò)一臺(tái)離合器實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn) 河北華電石家莊鹿華二期天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目 裝機(jī)方案及機(jī)組選型專題報(bào)告 第 4 頁(yè) 速自動(dòng)聯(lián)軸 這種連接方式的優(yōu)點(diǎn)是 汽輪機(jī)位于端部 便于采用軸向排汽 整套聯(lián) 合循環(huán)機(jī)組可安裝在位置較低且造價(jià)較低的板式基礎(chǔ)上 廠房的高度也隨之降低 由于 在發(fā)電機(jī)和汽輪機(jī)間增加了離合器 可在汽輪機(jī)安裝完成前燃?xì)廨啓C(jī)提前投產(chǎn)發(fā)電 在汽輪機(jī)故障停下來(lái)檢修時(shí)不影響燃?xì)廨啓C(jī)簡(jiǎn)單循環(huán)發(fā)電 由于加裝了離合器 優(yōu)化了 聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的啟動(dòng)工況 機(jī)組啟動(dòng)時(shí) 燃?xì)廨啓C(jī)先按簡(jiǎn)單循環(huán)單獨(dú)運(yùn)行 同時(shí)排氣 進(jìn)入余熱鍋爐 使余熱鍋爐的受熱面管道逐漸預(yù)熱升溫 產(chǎn)生的低參數(shù)蒸汽用來(lái)對(duì)通 往汽輪機(jī)的管道進(jìn)行暖管 蒸汽參數(shù)達(dá)到?jīng)_轉(zhuǎn)參數(shù)時(shí) 開(kāi)始沖轉(zhuǎn)汽輪機(jī)并進(jìn)行暖機(jī) 汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速升高到與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速相同時(shí) 離合器自動(dòng)嚙合 汽輪機(jī)就開(kāi)始滑參數(shù) 帶負(fù)荷 這種連接方式的缺點(diǎn)是 發(fā)電機(jī)置于燃?xì)廨啓C(jī)與汽輪機(jī)間 當(dāng)發(fā)電機(jī)檢修需 要抽轉(zhuǎn)子時(shí)必須橫向平移發(fā)電機(jī) 以 GE 公司 M9001FA 和三菱公司 M701F4 為代表的燃?xì)廨啓C(jī) 向下排汽的汽輪機(jī) 發(fā)電機(jī)的連接方式 簡(jiǎn)稱發(fā)電機(jī)尾置方式 如圖 1 所示 圖圖 3 1 1 2 發(fā)電機(jī)尾置式的單軸配發(fā)電機(jī)尾置式的單軸配 置置 發(fā)電機(jī)尾置機(jī)型則是燃機(jī) 汽機(jī)和發(fā)電機(jī)順序剛性聯(lián)接 這種布置對(duì)于發(fā)電機(jī)出 線和檢修時(shí)抽轉(zhuǎn)子比較方便 但同時(shí)也存在部分缺點(diǎn) 由于汽輪機(jī)在中間 汽輪機(jī)向下 排汽使整套聯(lián)合循環(huán)機(jī)組必須布置在較高的運(yùn)轉(zhuǎn)層上 發(fā)電機(jī)只有當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪 機(jī)都安裝完畢后才能投運(yùn) 不利于安裝周期較短的燃?xì)廨啓C(jī)及早投產(chǎn)發(fā)電 運(yùn)行中蒸汽 系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí) 燃?xì)廨啓C(jī)仍拖著汽輪機(jī)空轉(zhuǎn) 一方面汽輪機(jī)不能停機(jī)檢修另一方面汽 輪機(jī)葉片鼓風(fēng)發(fā)熱 還必須設(shè)置小的輔助鍋爐 產(chǎn)生輔助蒸汽通入汽缸進(jìn)行冷卻 汽輪 機(jī)正常啟動(dòng)時(shí) 也需輔助蒸汽汽源提供軸封汽和汽輪機(jī)一開(kāi)始空轉(zhuǎn)時(shí)汽缸所需的冷卻 蒸汽 綜上所述 單軸機(jī)型在單元制配置 發(fā)電機(jī)出線 設(shè)備和蒸汽管道布置以及施工 和運(yùn)行管理等方面有許多特點(diǎn) 1 單軸配置時(shí)只需一臺(tái)較大容量的發(fā)電機(jī) 與對(duì)應(yīng)的多軸配置相比 相應(yīng)的電氣 設(shè)備少 系統(tǒng)簡(jiǎn)單 設(shè)備初投資較少 河北華電石家莊鹿華二期天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目 裝機(jī)方案及機(jī)組選型專題報(bào)告 第 5 頁(yè) 2 啟動(dòng)方式靈活多樣 通過(guò)變頻提供變頻交流電給發(fā)電機(jī) 以變頻電動(dòng)機(jī)方式啟 動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī) 就可取消專門設(shè)置的啟動(dòng)電動(dòng)機(jī) 若有現(xiàn)成的蒸汽源 如聯(lián)合循環(huán)機(jī)組 安裝在現(xiàn)有的汽輪機(jī)電廠或?qū)ζ溥M(jìn)行聯(lián)合循環(huán)技術(shù)更新改造時(shí) 也可直接利用汽輪機(jī) 來(lái)啟動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī) 3 燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)可共用一套滑油系統(tǒng) 機(jī)組運(yùn)行與控制系統(tǒng)等將得以簡(jiǎn)化 4 布置更緊湊 汽水管道較短 占地面積小 廠房較小 單軸布置的缺點(diǎn)在于 1 動(dòng)力島縱向部分占地較大 主廠房跨度大 2 軸系長(zhǎng) 檢修場(chǎng)地大 3 汽輪機(jī)和燃機(jī)不帶離合器的機(jī)組 當(dāng)汽輪機(jī)故障時(shí) 燃機(jī)和余熱鍋爐不能獨(dú)立運(yùn) 行 無(wú)法通過(guò)減溫減壓來(lái)保證供熱 4 由于受燃機(jī)控制系統(tǒng)的限制 余熱鍋爐與機(jī)組的控制不易實(shí)現(xiàn)一體化 除非采用 與燃機(jī)相同的控制系統(tǒng) 西門子除外 控制系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜 這里需要指出的是 同樣是單軸 一拖一 布置 發(fā)電機(jī)尾置相對(duì)于發(fā)電機(jī)中置方 案來(lái)講 由于燃?xì)廨啓C(jī)無(wú)法越過(guò)蒸汽輪機(jī)直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)工作 只能在安裝周期比較 長(zhǎng)的蒸汽輪機(jī)安裝完畢后才能投產(chǎn) 同多軸布置方案相比 資金周轉(zhuǎn)率下降 投資的 收效期延遲 而且 當(dāng)蒸汽輪機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)無(wú)法單獨(dú)運(yùn)行 整臺(tái)機(jī)組無(wú)法快 速啟動(dòng)從而使聯(lián)合循環(huán)機(jī)組適應(yīng)調(diào)峰運(yùn)行的性能大幅度降低 因此 本專題 一拖一 方案不推薦 一拖一 單軸配置方案 3 1 2 一拖一 多軸配置 多軸機(jī)型由一臺(tái)蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組 配一臺(tái)或多臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)電機(jī)組 可用 x y 1 表示 x 表示燃?xì)廨啓C(jī)的臺(tái)數(shù) y 表示余熱鍋爐的臺(tái)數(shù) 一般地 x y 多軸 方案中的 1 1 1 型也稱分軸方案 是單軸的改變型 燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)分別驅(qū)動(dòng)各自 的發(fā)電機(jī) 分軸配置降低了主機(jī)生產(chǎn)的技術(shù)難度 但增加了廠用損耗 多軸的主要特 點(diǎn)是燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組和汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組相對(duì)獨(dú)立 分開(kāi)布置 但也有設(shè)備與系統(tǒng)都 較復(fù)雜 占地面積也較大等缺點(diǎn) 具體到 2 套 一拖一 分軸布置與 1 套 二拖一 多軸布 置 其各自的技術(shù)優(yōu)劣如下 一拖一 多軸方案的優(yōu)點(diǎn)在于 1 單元機(jī)組 系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立 運(yùn)行控制方便 2 每臺(tái)汽輪機(jī)分別供熱 抽汽供熱可靠性較高 河北華電石家莊鹿華二期天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目 裝機(jī)方案及機(jī)組選型專題報(bào)告 第 6 頁(yè) 3 燃機(jī) 余熱鍋爐可以獨(dú)立運(yùn)行通過(guò)減溫減壓來(lái)保證供熱 4 汽輪機(jī)及其發(fā)電機(jī)可國(guó)產(chǎn)化 5 燃?xì)鈾C(jī)組和蒸汽機(jī)組可以分別采用不同的控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單 一拖一 多軸方案的缺點(diǎn)在于 1 需要配置 2 臺(tái)發(fā)電機(jī)及其配電系統(tǒng) 電氣和控制系統(tǒng)復(fù)雜 2 占地面積較大 3 1 3 二拖一 多軸配置 二拖一 方案的主要優(yōu)點(diǎn)在于 1 供熱出力與 一拖一 方案相當(dāng) 2 燃?xì)鈾C(jī)組和蒸汽機(jī)組可以分別采用不同的控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單 二拖一 方案的缺點(diǎn)在于 1 由于共用汽輪機(jī) 非采暖期機(jī)組運(yùn)行時(shí) 當(dāng)一臺(tái)燃機(jī)停運(yùn)或者燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行 汽輪機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性略差 2 余熱鍋爐需并汽運(yùn)行 帶負(fù)荷時(shí)燃機(jī)之間需協(xié)調(diào)運(yùn)行 運(yùn)行操作相對(duì)復(fù)雜 3 1 4 供熱可靠性 機(jī)組的供熱可靠性論述如下 機(jī)組采暖季運(yùn)行時(shí) 同時(shí)承擔(dān)大約 390t h 采暖熱負(fù)荷 具體視機(jī)型而定 無(wú)論是 一拖一 多軸還是 二拖一 機(jī)組 若汽輪機(jī)被迫停機(jī) 該套機(jī)組仍然可采取 燃機(jī) 余熱 鍋爐 運(yùn)行方式 燃?xì)廨啓C(jī)排煙進(jìn)入余熱鍋爐 余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽減溫減壓后直接對(duì)外 供熱 多余工質(zhì)可通過(guò)旁路回收至凝汽器 因而能夠保證采暖用熱 100 的需求 若一 臺(tái)燃機(jī)或余熱鍋爐停運(yùn)時(shí) 為了保證供熱可靠性 另一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)及余熱鍋爐將采取 燃機(jī) 余熱鍋爐 運(yùn)行方式 剩余高壓蒸汽經(jīng)過(guò)減溫減壓器與減溫減壓后的中壓蒸汽一 起參與供熱 尚可滿足平均采暖熱負(fù)荷的 60 以上 滿足規(guī)程規(guī)定的最低要求 而對(duì) 于 一拖一 單軸機(jī)組 當(dāng)一套機(jī)組的燃機(jī)或余熱鍋爐停運(yùn)時(shí) 另一套機(jī)組無(wú)法采取 燃 機(jī) 余熱鍋爐 的運(yùn)行方式 只能滿足 245 280t h 的采暖熱負(fù)荷 約占額定熱負(fù)荷的 50 因此不能滿足供熱可靠性的要求 綜上所述 一拖一 多軸和 二拖一 機(jī)組的供熱可靠性可以得到保證 而 一拖一 單軸機(jī)組在采暖季時(shí)若一臺(tái)機(jī)組故障則無(wú)法保證供熱可靠性 表 3 1 供熱可靠性對(duì)比表 2 套一拖一多軸機(jī)2 套一拖一單軸機(jī)1 套二拖一機(jī)組 河北華電石家莊鹿華二期天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目 裝機(jī)方案及機(jī)組選型專題報(bào)告 第 7 頁(yè) 組組 采暖采暖采暖 停 1 臺(tái)燃機(jī)可滿足 60 以上不滿足 可滿足 60 以 上 停 1 臺(tái)余熱鍋 爐 可滿足 60 以上不滿足 可滿足 60 以 上 采暖季 390t h 采暖熱負(fù) 荷 停 1 臺(tái)汽輪機(jī)可滿足 60 以上不滿足 可滿足 60 以 上 注 1 當(dāng)一臺(tái)機(jī)組故障時(shí) 若另一臺(tái)機(jī)組能滿足 60 以上采暖熱負(fù)荷即認(rèn)為能滿足采暖供熱可靠 性的要求 3 1 5 小結(jié) 綜上所述 對(duì)于 2 套 一拖一 多軸和 1 套 二拖一 的主機(jī)配置型式 均能滿足供熱 可靠性的要求 對(duì)于 2 套單軸 一拖一 發(fā)電機(jī)尾置方案 當(dāng)汽輪機(jī)故障時(shí) 不能采取 燃機(jī) 余熱鍋爐 運(yùn)行方式 不能滿足供熱可靠性要求 對(duì)于 2 套單軸 一拖一 發(fā)電機(jī) 中置方案 控制系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜 且必須配備離合器才能保證汽輪機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)燃?xì)廨?機(jī)和余熱鍋爐繼續(xù)運(yùn)行 因而增加了技術(shù)難度 因此 從供熱可靠性的角度 本專題 推薦的主機(jī)配置型式為 2 套 一拖一 多軸或 1 套 二拖一 多軸 3 2 2 套套 一拖一一拖一 及及 二拖一二拖一 熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比 1套 二拖一 機(jī)組相比2套 一拖一 機(jī)組在年發(fā)電量 機(jī)組熱效率 平均發(fā)電氣耗率 等指標(biāo)上基本上無(wú)差別 3 3 2 套套 一拖一一拖一 及及 二拖一二拖一 主廠房指標(biāo)對(duì)比主廠房指標(biāo)對(duì)比 本節(jié)對(duì)兩套 一拖一 多軸主廠房布置方案和1套 二拖一 多軸布置方案進(jìn)行對(duì)比 圖 3 3 1 二拖一 主廠房布置 河北華電石家莊鹿華二期天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目 裝機(jī)方案及機(jī)組選型專題報(bào)告 第 8 頁(yè) 圖 3 3 2 2 套 一拖一 多軸配置主廠房布置 表 3 3 1 套 二拖一 及 2 套 一拖一 多軸主廠房對(duì)比 方案方案 項(xiàng)目項(xiàng)目 單位單位1 套套 二拖一二拖一 2 套套 一拖一一拖一 多軸多軸 燃機(jī)房長(zhǎng)度m42 542 5 燃機(jī)房寬度m702 42 燃機(jī)房面積 兩臺(tái) m229753570 燃機(jī)檢修場(chǎng)地兩燃機(jī)設(shè)一個(gè)兩機(jī)組各設(shè)一個(gè) 汽機(jī)房跨度m3338 5 汽機(jī)房長(zhǎng)度m5857 汽機(jī)房面積 全廠 m219142194 5 汽機(jī)房零米檢修場(chǎng) 設(shè)一個(gè)兩機(jī)組各設(shè)一個(gè) 燃機(jī)房 汽機(jī)房面積48895764 5 燃機(jī)房下弦m24 91524 915 汽機(jī)房下弦m27 624 1 燃機(jī)房 汽機(jī)房體積m3126949141834 煙囪中心至 A 排柱距離m90 7390 73 主廠房區(qū)域長(zhǎng)度129 5143 4 主廠房區(qū)域占地面積 主廠 房區(qū)域長(zhǎng)度乘以 A 列至煙囪 中心線距離 m21175013011 從上表中可以看出 1 套 二拖一 和 2 套 一拖一 多軸的方案相比 二拖一 的方 案主廠房建筑面積比 2 套 一拖一 多軸小將近 15 主廠房總體積小 14885 立方米 主廠房區(qū)域占地面積也比 一拖一 的方案小 1261m2 3 4 1 套套 二拖一二拖一 及及 2 套套 一拖一一拖一 綜合造價(jià)對(duì)比綜合造價(jià)對(duì)比 下表對(duì)一套 二拖一 與兩套 一拖一 多軸進(jìn)行了設(shè)備投資及主廠房造價(jià)詳細(xì)對(duì)比 河北華電石家莊鹿華二期天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目 裝機(jī)方案及機(jī)組選型專題報(bào)告 第 9 頁(yè) 表 3 4 一套 二拖一 與兩套 一拖一 多軸綜合對(duì)比表 項(xiàng)目設(shè)備明細(xì)兩套 一拖一 多軸一套 二拖一 汽輪機(jī) 6300 萬(wàn)基準(zhǔn) 汽輪發(fā)電機(jī) 860 萬(wàn)基準(zhǔn)汽機(jī)島設(shè)備投資對(duì)比 汽輪機(jī)輔機(jī) 200 萬(wàn)基準(zhǔn) 燃?xì)廨啓C(jī)本體0基準(zhǔn) 燃機(jī)島設(shè)備投資對(duì)比 燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)0基準(zhǔn) 余熱鍋爐島設(shè)備投資 對(duì)比 余熱鍋爐0基準(zhǔn) 土建費(fèi)用對(duì)比主廠房 400基準(zhǔn) 合計(jì) 6040 萬(wàn)基準(zhǔn) 由上表可以看出 1 套 二拖一 相比 2 套 一拖一 多軸機(jī)組在綜合造價(jià)上大約可以 節(jié)省 6040 萬(wàn)初投資 3 5 一拖一一拖一 與與 二拖一二拖一 機(jī)組變負(fù)荷特性對(duì)比機(jī)組變負(fù)荷特性對(duì)比 二拖一 多軸與 一拖一 多軸機(jī)組的變負(fù)荷特性對(duì)比如下 1 在承擔(dān) 100 總負(fù)荷時(shí) 二拖一 機(jī)組比 一拖一 機(jī)組總效率高 0 5 0 6 2 在承受 50 100 總負(fù)荷時(shí) 一拖一 機(jī)組可保持其中 1 套機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行而降 低另 1 套機(jī)組的負(fù)荷直至該機(jī)組停機(jī) 而 二拖一 多軸機(jī)組會(huì)同時(shí)降低 2 臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī) 的負(fù)荷 3 在承受 50 總負(fù)荷時(shí) 一拖一 機(jī)組可保持其中 1 套機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行 而停另 1 套機(jī)組 其熱效率與承受 100 總負(fù)荷時(shí)的熱效率相同 對(duì) 二拖一 多軸機(jī)組 可停運(yùn) 1 臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī) 使另一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)能在較高的燃?xì)獬鯗叵逻\(yùn)行 而蒸汽輪機(jī)僅處于 50 總 負(fù)荷下 此時(shí) 二拖一 機(jī)組的總效率比承受 100 總負(fù)荷時(shí)的總效率略低 也比 一拖 一 機(jī)組效率略低 0 3 0 5 4 在承受低于 50 總負(fù)荷時(shí) 一拖一 機(jī)組可選擇其中 1 臺(tái)單軸機(jī)組部分負(fù)荷運(yùn)行 而停另一臺(tái)機(jī)組 二拖一 機(jī)組可停運(yùn) 1 臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī) 使另一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)處于部分負(fù)荷 下運(yùn)行 整套 二拖一 機(jī)組的運(yùn)行效率較低 3 6 本工程推薦的主機(jī)配置型式本工程推薦的主機(jī)配置型式 通過(guò)上述技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 一套 二拖一 相比兩套 一拖一 多軸機(jī)組 在設(shè)備投資 機(jī)組熱效率 主廠房占地及造價(jià)等方面均略占優(yōu)勢(shì) 但兩套 一拖一 多軸機(jī)組在變負(fù) 荷特性上較有優(yōu)勢(shì) 因此運(yùn)行更加靈活 調(diào)峰性能更好 故本階段暫按兩套 一拖一 多軸 9F 級(jí)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)供熱機(jī)組設(shè)計(jì) 即每套聯(lián)合循環(huán)機(jī)組包括 1 臺(tái) F 級(jí)燃?xì)?輪機(jī) 1 臺(tái)燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī) 1 臺(tái)余熱鍋爐 1 臺(tái)蒸汽輪機(jī)和 1 臺(tái)蒸汽輪發(fā)電機(jī) 共兩 河北華電石家莊鹿華二期天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目 裝機(jī)方案及機(jī)組選型專題報(bào)告 第 10 頁(yè) 套 4 三種機(jī)型的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)三種機(jī)型的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比對(duì)比 通過(guò)前述章節(jié)的分析 主機(jī)配置型式確定為兩套 一拖一 多軸的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合 循環(huán)機(jī)組 本節(jié)對(duì)三菱 M701F4 GE9351FA 以及西門子 SGT5 4000F 三家機(jī)型進(jìn)行熱 經(jīng)濟(jì)性計(jì)算 三種機(jī)型的聯(lián)合循環(huán)機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)下表 河北華電石家莊鹿華二期天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目 裝機(jī)方案及機(jī)組選型專題報(bào)告 第 11 頁(yè) 表 4 1 三種機(jī)型的聯(lián)合循環(huán)機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比表 兩套機(jī)組 項(xiàng) 目單 位M701F4GE 9351FASGT5 4000F 全年發(fā)電量MW h a367200031520003336000 年總供熱量GJ a5120901 104670359 94 4656960 07 年總天然氣耗量 20 億 m3 a8 037 237 38 平均發(fā)電天然氣 耗率 m3 kW h0 1690 1770 172