法國鋼廠余熱發(fā)電

1、法國煉鋼廠余熱發(fā)電相當大部分的TWh將來自于核電站聯(lián)合循環(huán)發(fā)電：鋼廠余熱、天燃氣燃燒 更新的技術 更高的效率(與常規(guī)廠的35%相比，超過50%) 對高峰負荷需求有更高的反應性(更年輕的工廠、更短的啟動時間、良好的初步反應) 每KWe更低的二氧化碳、一氧化碳和氮氧化合物排放量余熱電廠和核電廠相比 投資成本低 氮氧化合物和一氧化碳排放降低，環(huán)保稅降低 允許私人生產(chǎn)商能進入一個開放的電力市場阿爾斯通的解決方案 已在世界范圍內(nèi)安裝650GW，大約等于世界發(fā)電能力的20% 在法國核計劃常規(guī)部分，水力發(fā)電廠和熱電廠的安裝索拉克鋼鐵公司簡介 索拉克鋼鐵公司坐落于敦克爾克工業(yè)基地 敦克爾克工業(yè)基地是煤炭和鐵礦

2、石的抵達地 索拉克鋼鐵公司平均每年產(chǎn)生4.8TWh的高爐煤氣和0.5TWh的焦爐煤氣法國天燃氣公司簡介 在1998年，海底天然氣管道Franpipe管線開始運作，從挪威向敦克爾克終端輸送天然氣 在2001年10月，距離敦克爾克15公里，法國天然氣公司已經(jīng)開始了Pitgam天然氣壓縮機站的運作.Pitgam站是法國最大的天然氣壓縮機組，由2 x 25 MW(1 x 10 MW待機)壓縮機組成現(xiàn)有熱電廠簡介 DK3和DK4機組，自1965年開始運轉(zhuǎn) DK3和DK4的可操作性和可維護性，只能保留到2005年DK6項目是由索拉克有限公司（阿賽洛集團）和法國燃氣公司的兩共同目標合作產(chǎn)生的 一個聯(lián)合循環(huán)型

3、項目，這個項目給予了法國燃氣公司靈活高效的發(fā)電能力，同時也以535兆瓦的發(fā)電水平為天然氣和電能之間的價格折中處理提供了可能性。 一個傳統(tǒng)意義上的熱電廠，可以通過使用鋼廠燃氣為索拉克鋼鐵公司獲取經(jīng)濟利益，并且向外界提供255兆瓦的電能輸出索拉克鋼鐵公司和法國燃氣公司目標的合并示意圖 通過本項目的運作，期待于2005年1月可以把法國燃氣公司的天然氣和索拉克鋼鐵公司的鋼廠燃氣（高爐煤氣和焦爐煤氣）轉(zhuǎn)換為電能，供應給索拉克鋼鐵公司并通過RTE網(wǎng)絡的商業(yè)化運作出售給Dunelys（法國燃氣公司）的網(wǎng)點。配置 兩條相同的400兆瓦多軸發(fā)電機組(2xKA13E2-1)與位于它們尾部的普通設備平行排列。 每條

4、發(fā)電機組的組成包括：一個外置的燃氣輪機，一個70米高的主煙道來實現(xiàn)煙氣的排出，一個輔煙道，一個安裝在側(cè)面帶有冷凝器的建筑內(nèi)部的蒸汽輪機，以及一個面對著燃氣輪發(fā)電機安放的三繞組變壓器。 普通設備包括中央控制室、化學除鹽裝置、海水抽泵站和抗火系統(tǒng)?？萍?GT13E2型燃氣輪機，有83臺正在運行或已售出，其工作時間是150萬個小時。它以天然氣為燃料，在72個環(huán)保V形火爐中燃燒，產(chǎn)生的氧化氮和一氧化碳排放量符合歐洲和法國的排放規(guī)則，并且通過一個轉(zhuǎn)速為3000rpm的同步空冷發(fā)電機產(chǎn)生165MWe的電量（在國際標準化組織規(guī)定的標準條件下），同時以15.7千伏的電壓向外輸送電能。正是由于有安裝在壓縮機入口

5、處的三階可調(diào)進氣導片來實現(xiàn)空氣的流動控制，從而保證在只有局部裝載量的時候也能實現(xiàn)裝置的高效運作。通過安裝在通風口里的水分/空氣熱量交換器來實現(xiàn)空氣加熱調(diào)節(jié)，從而可以優(yōu)化電力負載并且實現(xiàn)防凍保護。 Standardkessel公司生產(chǎn)的立式鍋爐，以天然氣、焦爐煤氣和高爐煤氣為燃料，通過在六個爐體中燃燒燃氣來減少一氧化碳的排放，并且產(chǎn)生140bar和30bar的水蒸氣。燃燒所需要的燃氣來自廢氣（在高爐的燃燒區(qū)域產(chǎn)生或者在高爐的頂部經(jīng)由氣流調(diào)節(jié)器產(chǎn)生）或者兩個空氣風扇所產(chǎn)生的新鮮空氣。它將是世界上最大的廢熱回收爐。 反應型蒸汽輪機，在3個轉(zhuǎn)速為3000rpm的壓力包中消耗蒸汽，從而通過輸出為18千伏

6、的同步空冷發(fā)電機來產(chǎn)生240兆瓦的電能。入口壓力維持在一個恒定的值上，這樣就允許對電力單元提供固定頻率的支持。從低壓包流出的蒸汽輪機雙重排氣，通過一個利用海水冷卻的鈦管冷凝器來實現(xiàn)氣體的濃縮。 三繞組的油浸式遞升變壓器，把燃氣輪機終端和蒸汽輪機發(fā)電機終端的電壓從15.7Kv和18kV同時提升到225kV。有兩個支架的HV室外配電裝置把電能輸送給索拉克有限公司和國家電網(wǎng)。 通過裝有阿爾斯通P320型控制系統(tǒng)的主控室，可以對工廠實現(xiàn)全面的控制和操作。監(jiān)督控制、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA）和能源管理系統(tǒng)（EMS）通過與調(diào)度中心的聯(lián)系、協(xié)調(diào)，并考慮到燃氣、電能和設備的價格和實用性等因素，來實現(xiàn)對能源分配

7、的優(yōu)化。BOILER 鍋爐 BY PASS STACK 旁通煙囪 GAS TURBINE 燃氣渦輪 FEEDWATER TANK注水箱STEAM TURBINE 蒸汽渦輪 CONDENSER 冷凝器HP BY PASS 高壓旁路 LP by pass 低壓旁路NG 天然氣 COG 焦爐煤氣BFG 高爐煤氣 SEA WATER 海水 HP、MP、LP 高壓、中壓、低壓發(fā)電廠性能 在與345MWth輔助燃燒系統(tǒng)的聯(lián)合循環(huán)模式下，每套動力系統(tǒng)的功率將達到大約400Mwe，且效率為50。 如果無法得到鋼鐵廢氣，輸出功率將會降至270MW（而效率仍為50）。 如果不燃燒天然氣（這種情況下電價就沒有競爭力

8、），而在345MWth的鍋爐中輔助燃燒混合了新鮮空氣的鋼鐵廢氣，系統(tǒng)的功率將為130MW，而效率為37%。 當由于電網(wǎng)要求主要（2.5%）和次要（4.5%）儲備而運行在基本負荷的93%時，系統(tǒng)的效率將只會出現(xiàn)輕微的降低。運行模式 兩套系統(tǒng)彼此之間的獨立性、旁通煙囪中具有兩個擋板和新風換氣機所帶來的多種可能燃燒方式使得運行模式具有高度的靈活性。 使用新風換氣機僅在鍋爐中燃燒鋼廠煤氣（當電的售價很低且/或天然氣價格太高時）， 僅在在開式循環(huán)或帶輔助燃燒的純聯(lián)合循環(huán)的燃氣渦輪中燃燒天然氣（當索拉克鋼鐵公 司不產(chǎn)生鋼鐵煤氣時）， 在燃氣渦輪中燃燒天然氣，同時在鍋爐中燃燒混合氣體作為輔助燃燒（當電價比較

9、高時）。與國家電網(wǎng)的連接 法國新的電網(wǎng)規(guī)范要求，每根軸線必須有主頻率（負荷的2.5%）和輔助頻率（負荷的4.5%）以及電壓響應可能用于支持法國和歐洲的電網(wǎng)。 Scada-EMS系統(tǒng)將會不間斷地向RTE調(diào)度中心提供關于網(wǎng)絡中每臺渦輪機容量的信息，并計算和推薦經(jīng)濟優(yōu)化配置。 1999年12月30號起實施的法案對每個接入國家電網(wǎng)的超過 120MW的發(fā)電廠規(guī)定了技術要求。蒸汽渦輪機通過固定的壓力控制保證頻率保持的概率。工業(yè)環(huán)境的要求 由于空氣中存在有害性氣體、鋼廠粉塵、鹽分和潮氣，因此一些特別措施如煤氣檢測、額外的過濾和加壓建筑或者適當?shù)剡M行油漆必須落實到實處，以保證材料不會遭受機械腐蝕造成電路短路。

10、歐洲指令與法國法規(guī) 2001-80-EC排放標準對每個超過20MW的發(fā)電廠規(guī)定了排放指標。由于燃氣渦輪的環(huán)形燃燒室中有72個環(huán)保的V形火爐能實現(xiàn)分焰，且蒸汽鍋爐中的火爐是分布式的，所以CO和NOx的排放水平能滿足相關法律的要求。 歐洲關于壓力設備的新規(guī)范1997-23-EC考慮了人員的安全。它對任何處于壓力之下的設備根據(jù)液體、壓力和尺寸的不同而規(guī)定了相應的質(zhì)量管理和設計準則。 法國APAVE認證公司進行了土建與電力方面的計算，特別是涉及到人員安全的方面，證明滿足相關法規(guī)的要求。DK6發(fā)電廠 ：索拉克鋼鐵公司、法國天然氣公司和阿爾斯通公司之間的創(chuàng)新且有益的長期合作 索拉克鋼鐵公司、法國天然氣公司和阿爾斯通公司考慮到未來的天然氣與能源市場和歐洲關于自由、安全保護以及環(huán)境