天然氣分布式能源站項(xiàng)目燃?xì)庹羝h(huán)電廠生產(chǎn)工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)方案

1、天然氣分布式能源站項(xiàng)目燃?xì)庹羝h(huán)電廠生產(chǎn)工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)方案一、主要原料及產(chǎn)品XXX園區(qū)天然氣分布式能源站項(xiàng)目使用天然氣為燃料，利用聯(lián)合循環(huán)技術(shù)為工業(yè)園區(qū)供熱、供電，不消耗燃煤、不產(chǎn)生灰煤渣，主要原料為天然氣，產(chǎn)品為電、蒸汽，同時(shí)，還要消耗水、電。年消耗原料、產(chǎn)出產(chǎn)品量詳見(jiàn)表2.4主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。二、生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品方案1、生產(chǎn)規(guī)模年發(fā)電量12193萬(wàn)kWh/a工作制度：每天三班制、每班工作8小時(shí)，全年工作330天，工作小時(shí)數(shù)7920小時(shí)。2、產(chǎn)品方案燃?xì)廨啓C(jī)額定功率14.7MW汽輪發(fā)電機(jī)額定功率1.37MW，年發(fā)電量12193萬(wàn)kWh/a。3、主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)本項(xiàng)目的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)如下表2

2、.4。表2.4主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目單位技術(shù)參數(shù)備注1總裝機(jī)規(guī)模MW16.52燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電出力MW14.73汽輪機(jī)發(fā)電出力MW1.374系統(tǒng)發(fā)電出力MW16.075燃?xì)廨啓C(jī)熱耗損kJ/kWh102966天然氣耗量Nm3/h44477年運(yùn)行小時(shí)數(shù)h79208余熱鍋爐出力t/h25.79余熱鍋爐利用小時(shí)數(shù)h792010余熱年供熱量萬(wàn)t/a20.3511年供電量萬(wàn)kWh/a1272712年廠自用電量萬(wàn)kWh/a53413年供電量萬(wàn)kWh/a1219314燃機(jī)年天然氣耗量萬(wàn)Nm³3522三、生產(chǎn)工藝本項(xiàng)目采用天然氣作為能源，驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)對(duì)外發(fā)電，利用蒸汽余熱鍋爐將高溫排放煙氣制取成工業(yè)蒸汽

3、，向園區(qū)提供蒸汽及電能。生產(chǎn)工藝原理：燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的基本原理為壓氣機(jī)從外界大氣環(huán)境吸入空氣，并經(jīng)過(guò)軸流式壓氣機(jī)逐級(jí)壓縮使之增壓，同時(shí)空氣溫度也相應(yīng)提高；壓縮空氣被壓送到燃燒室與噴入的天然氣混合燃燒生成高溫高壓的氣體；再進(jìn)入到透平中膨脹做功，推動(dòng)透平帶動(dòng)壓氣機(jī)和外負(fù)荷轉(zhuǎn)子一起高速旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)天然氣的化學(xué)能部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械功，并通過(guò)發(fā)電機(jī)輸出電功；再利用燃?xì)廨啓C(jī)排煙中的余熱在余熱鍋爐內(nèi)產(chǎn)生蒸汽，一部分蒸汽帶動(dòng)蒸汽輪機(jī)進(jìn)一步發(fā)出電能，另一部分蒸汽直接輸出供工業(yè)。圖2.1 工藝流程簡(jiǎn)圖1、熱力系統(tǒng)本項(xiàng)目熱力系統(tǒng)主要考慮外供蒸汽，采用兩套聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)，主要設(shè)備有燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐、燃?xì)忮仩t（備

4、用）、除氧器、給水泵、閉式冷卻水泵、蒸汽聯(lián)箱、連續(xù)排污及定期排污擴(kuò)容器等設(shè)備，熱力系統(tǒng)主要由蒸汽系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、補(bǔ)給水系統(tǒng)、排污系統(tǒng)、閉式冷卻水系統(tǒng)等組成。1） 汽水流程由化水站出來(lái)的補(bǔ)充水通過(guò)水泵升壓送入進(jìn)入除氧器，除過(guò)氧的給水經(jīng)過(guò)各自的給水泵進(jìn)入省煤器、蒸發(fā)器和過(guò)熱器，余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入蒸汽輪機(jī)，背壓出的蒸汽進(jìn)入主蒸汽管網(wǎng)外供用戶，工業(yè)蒸汽不回收，鼓勵(lì)用戶就地利用。2） 蒸汽系統(tǒng)本項(xiàng)目配置1臺(tái)30t/h余熱鍋爐，余熱鍋爐采用雙壓、補(bǔ)燃形式。余熱鍋爐產(chǎn)生3.9MPa、450的過(guò)熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)，拖動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，背壓出的低壓蒸汽匯入蒸汽母管后引至蒸汽聯(lián)箱，然后由蒸汽聯(lián)箱引出兩路蒸汽管

5、道，一路外供蒸汽（壓力1.0MPa，溫度220）給用戶，另外一路蒸汽供給熱力除氧器，供除氧器加熱除氧用。每臺(tái)鍋爐的主蒸汽管道及對(duì)外供汽管道上均設(shè)置流量測(cè)量裝置。3） 鍋爐給水系統(tǒng)本項(xiàng)目余熱鍋爐給水系統(tǒng)采用單元制，余熱鍋爐設(shè)置2臺(tái)100%容量的給水泵，一用一備，當(dāng)一臺(tái)運(yùn)行泵發(fā)生故障時(shí)，備用泵自動(dòng)啟動(dòng)投入運(yùn)行。主要技術(shù)規(guī)范：型式：定速泵；出口流量：35t/h；出口揚(yáng)程：610mH20；電機(jī)功率：110kW；電動(dòng)機(jī)電壓：10kV；4） 鍋爐排污系統(tǒng)本項(xiàng)目余熱鍋爐用一套排污系統(tǒng)，排污水系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)連續(xù)排污擴(kuò)容器及一個(gè)定期排污擴(kuò)容器。5） 輔助冷卻水系統(tǒng)本項(xiàng)目輔助冷卻水系統(tǒng)主要為閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，全廠

6、共設(shè)置一套，采用母管制。閉式冷卻系統(tǒng)采用干式冷卻塔散熱，同時(shí)采用兩臺(tái)100%容量的閉式循環(huán)冷卻水泵，一用一備，保證關(guān)鍵設(shè)備的冷卻用水。6） 空氣壓縮系統(tǒng)壓縮空氣系統(tǒng)為本工程提供儀表用和檢修用壓縮空氣。本期工程設(shè)置2臺(tái)5m3螺桿式壓縮機(jī)，出口壓力為0.8MPa，并設(shè)置1個(gè)10m3的儲(chǔ)氣罐以及配套干燥過(guò)濾系統(tǒng)。2、電氣系統(tǒng)1）電氣主接線設(shè)一組10kV單母線分段系統(tǒng)，15MW燃?xì)獍l(fā)電機(jī)和1.5MW背壓式汽輪發(fā)電機(jī)接入母線，設(shè)4路10kV饋出線向附近用戶供電。從園區(qū)變電站10kV不同母線段引入兩路10kV電源，分別接入本10kV系統(tǒng)母線，作為本項(xiàng)目的開(kāi)工電源，同時(shí)可承擔(dān)由系統(tǒng)平衡發(fā)電量的作用。設(shè)2臺(tái)1

7、0/0.4kV、2000kVA變壓器，組成一組低壓?jiǎn)文妇€分段系統(tǒng)，為廠用電負(fù)荷供電，每臺(tái)變壓器均可承擔(dān)全部廠用電負(fù)荷。兩路10kV電源引自10kV系統(tǒng)I、II段母線。項(xiàng)目開(kāi)工時(shí)10kV系統(tǒng)為單母線運(yùn)行，由I段的外接電源為廠用電負(fù)荷供電，II段的外接電源為熱備用，當(dāng)接入I段的兩臺(tái)發(fā)電機(jī)運(yùn)行正常后，可斷開(kāi)I段的外接電源開(kāi)關(guān)，由發(fā)電機(jī)系統(tǒng)為廠用電負(fù)荷供電。當(dāng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)故障時(shí)，需切除外供電線路開(kāi)關(guān)，由I段的外接電源開(kāi)關(guān)進(jìn)行備自投，作為保安電源用于電廠的安全停車(chē)。2）繼電保護(hù)、電測(cè)量及電能計(jì)量、綜合自動(dòng)化和同期點(diǎn)設(shè)置 繼電保護(hù)設(shè)置原則10kV系統(tǒng)的控制、保護(hù)、信號(hào)監(jiān)視等按國(guó)標(biāo) GB/T50062-200

8、8電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范配置，并選用微機(jī)綜合保護(hù)裝置。電測(cè)量及電能計(jì)量10kV系統(tǒng)的電測(cè)量及電能計(jì)量的配置原則執(zhí)行國(guó)標(biāo)GB/T50063-2008電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范，在發(fā)電機(jī)出口處設(shè)電能計(jì)量表，在外接電源處設(shè)用于雙向計(jì)費(fèi)的電能計(jì)量表，在饋出線處設(shè)用于向供電用戶計(jì)費(fèi)的電能計(jì)量表。綜合自動(dòng)化設(shè)置變電所設(shè)置電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，在變電所控制室設(shè)監(jiān)控子站，當(dāng)變電所需與上級(jí)變電站建立通訊聯(lián)系時(shí)，可采用光纖以太網(wǎng)方案。10kV系統(tǒng)的控制、保護(hù)、信號(hào)監(jiān)視以及10/0.4kV變電所的低壓測(cè)控裝置均納入電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與DCS建立通訊聯(lián)系

9、。同期點(diǎn)設(shè)置在發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)、III段外接電源開(kāi)關(guān)及10kV母分開(kāi)關(guān)處設(shè)同期裝置。4） 變電所設(shè)備布置方案本項(xiàng)目設(shè)置變電所一座，建筑物一次建成，并為后期預(yù)留設(shè)備空位。變電所采用單層結(jié)構(gòu)，設(shè)置變壓器室、中低壓配電室及控制室等功能房間。變壓器室采用高式布置，中低壓開(kāi)關(guān)柜采用分區(qū)布置。10kV進(jìn)出線及廠用電低壓配出線均采用電纜在電纜溝內(nèi)敷設(shè)。15MW燃?xì)獍l(fā)電機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)中性點(diǎn)柜，內(nèi)設(shè)消弧線圈及避雷器等。3、燃燒系統(tǒng)空氣經(jīng)過(guò)濾器并由壓氣機(jī)增壓后進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室，與天然氣混合燃燒，推動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電。燃機(jī)排出的高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)煙道進(jìn)入余熱鍋爐本體，依次流經(jīng)各過(guò)熱器、蒸發(fā)器、省煤器后，經(jīng)主煙囪排入大氣。燃燒系統(tǒng)

10、主要由燃?xì)廨啓C(jī)和余熱鍋爐的煙氣系統(tǒng)構(gòu)成。空氣由燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣裝置(內(nèi)部設(shè)有過(guò)濾器和消聲器)引入壓氣機(jī)壓縮后，進(jìn)入環(huán)繞在燃機(jī)主軸上的分管式燃燒室。天然氣經(jīng)過(guò)調(diào)壓站分離、過(guò)濾、增壓后進(jìn)入天然氣前置模塊計(jì)量、加熱、再過(guò)濾后，與進(jìn)入燃燒室的壓縮空氣進(jìn)行預(yù)混，通過(guò)燃料噴嘴噴入燃燒室后燃燒，燃燒后的高溫?zé)煔膺M(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)膨脹作功，帶動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，拖動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。作功后的煙氣溫度依然很高，高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)煙道進(jìn)入余熱鍋爐。在這里，高溫?zé)煔饧訜徨仩t給水產(chǎn)出過(guò)熱蒸汽去汽機(jī)作功，煙氣中的熱量被充分吸收和利用，最后經(jīng)余熱鍋爐的主煙囪排入大氣。4、調(diào)壓系統(tǒng)天然氣調(diào)壓站(含燃料計(jì)量、分離、增壓和過(guò)濾等)布置在廠區(qū)北側(cè)，

11、占地面積8m×8m，從調(diào)壓站至燃?xì)廨啓C(jī)的廠區(qū)天然氣管道采用直埋的方式送至主廠房。吹掃系統(tǒng)：全廠設(shè)一套氮?dú)庹荆ǖ獨(dú)馄浚?，主要用于天然氣增壓站、廠區(qū)天然氣供氣管道、燃?xì)廨啓C(jī)本體及余熱鍋爐的吹掃置換。另外用于機(jī)組長(zhǎng)期停運(yùn)時(shí)，向鍋爐過(guò)熱器、再熱器、省煤器、汽機(jī)軸封冷卻器、除氧器供應(yīng)氮?dú)?，使設(shè)備與空氣隔絕，以防止設(shè)備發(fā)生腐蝕。5、機(jī)組運(yùn)行方式機(jī)組的運(yùn)行方式為：按照“以熱定電”的方式運(yùn)行，機(jī)組可在30100%額定負(fù)荷范圍內(nèi)滑壓運(yùn)行。在變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，備用鍋爐具有足夠的安全可靠性，適應(yīng)熱負(fù)荷的變化。1）機(jī)組的啟動(dòng)啟動(dòng)汽源：機(jī)組啟動(dòng)汽源來(lái)自本工程的35t/h啟動(dòng)鍋爐。啟動(dòng)鍋爐出口蒸汽參數(shù):壓力3.9M

12、Pa，溫度450，減溫減壓后供機(jī)組使用。水源：機(jī)組啟動(dòng)前除氧器、余熱鍋爐的上水工作工作均由化學(xué)水車(chē)間直接共給。燃機(jī)啟動(dòng)用氣：燃機(jī)啟動(dòng)及正常運(yùn)行均采用天然氣作為燃料，不設(shè)備用燃料。2）主輔機(jī)調(diào)節(jié)方式燃機(jī)具備超速保護(hù)、燃料控制、進(jìn)氣控制等。余熱鍋爐具備高、中、低給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)。汽輪機(jī)具備采用DEH控制系統(tǒng)。熱力系統(tǒng)采用電動(dòng)和氣動(dòng)等可控執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具備采用DCS控制的能力。3）機(jī)組停機(jī)機(jī)組停機(jī)后，燃?xì)廨啓C(jī)本體吹掃置換，余熱鍋爐、軸封冷卻器和熱網(wǎng)加熱器充氮保護(hù)，使設(shè)備與空氣隔絕，以防止設(shè)備發(fā)生腐蝕。汽輪機(jī)不設(shè)快冷裝置。余熱鍋爐故障，對(duì)應(yīng)的燃?xì)廨啓C(jī)和發(fā)電機(jī)自動(dòng)停運(yùn)，燃?xì)廨啓C(jī)跳閘，對(duì)應(yīng)的余熱鍋爐和發(fā)電機(jī)將自動(dòng)

13、停運(yùn)。四、主要生產(chǎn)設(shè)備該項(xiàng)目主要生產(chǎn)設(shè)備詳見(jiàn)下表。表2.5 主要生產(chǎn)設(shè)備一覽表設(shè)備名稱型號(hào)與規(guī)格單位數(shù)量備注1發(fā)電2汽輪發(fā)電機(jī)組1500kW臺(tái)13油站配套臺(tái)14燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組15MW臺(tái)15余熱鍋爐30t/h臺(tái)1特種6高壓水泵-臺(tái)37中壓水泵-臺(tái)38電動(dòng)雙鉤橋式起重機(jī)16t臺(tái)1起重9汽車(chē)吊車(chē)5t臺(tái)1起重10低壓蒸汽管道480、0.8MPa米-鍋爐11燃?xì)忮仩t35t/h臺(tái)1特種12除氧器50t/h臺(tái)1壓力容器13鍋爐給水泵40t/h臺(tái)214燃料氣分液罐1600×5600臺(tái)115鍋爐鼓風(fēng)機(jī)鍋爐配套臺(tái)216減壓減溫器50-3.82/450-1.1/270臺(tái)117磷酸鹽加藥裝置二箱三泵臺(tái)1給水1

14、8安全儲(chǔ)水罐Ø8.5m×H9.9m，500m³臺(tái)219生產(chǎn)水泵60m³/h，30m，15kW臺(tái)220消防水泵126m³/h，50m，45kW臺(tái)221冷卻塔200m³/h，7.5kW臺(tái)222循環(huán)水泵200m³/h，40m,45kW臺(tái)323循環(huán)水處理設(shè)備-套1化學(xué)水24除鹽水成套設(shè)備套1管道25低壓蒸汽管網(wǎng)DN300，壁厚8t195.57壓力管道26燃?xì)夤艿繢N250，壁厚10t130壓力管道27中壓蒸汽管道tDN50，CrMo鋼，壁厚6t13.5壓力管道電氣2810kV開(kāi)關(guān)柜中置式，31.5kA，含13臺(tái)綜保繼電器臺(tái)14291

15、0kV聯(lián)絡(luò)母線橋2000A，空氣絕緣，31.5kA，長(zhǎng)度8m米83010/0.4kV變壓器10/0.4kV，2000kVA油浸全密封變壓器臺(tái)231大容量高速限流開(kāi)關(guān)2000A，50kA臺(tái)132低壓開(kāi)關(guān)柜抽出式，65kA，含綜保繼電器，含2臺(tái)電容器柜，200kvar/臺(tái)臺(tái)3033低壓進(jìn)線母線槽密集型母線槽，4000A，8m/套米1634低壓聯(lián)絡(luò)母線槽密集型母線槽，4000A，10m/套米2035正常照明柜固定式，65kA，含線路綜保繼電器臺(tái)1036直流電源裝置免維護(hù)酸電池 ，DC220V 200Ah，高頻開(kāi)關(guān)整流模塊，PK-20柜臺(tái)137UPS不間斷電源裝置5kVA，PK-20柜體，應(yīng)急時(shí)間大于30min臺(tái)138EPS應(yīng)急電源裝置60kW，低壓開(kāi)關(guān)柜柜體，應(yīng)急時(shí)間90min臺(tái)139中心控制室配電柜固定式低壓柜