燃气轮机热电联产发电案例介绍-焦炉煤气应用1案例背景焦化厂在

燃气轮机热电联产（发电）案例介绍-焦炉煤气应用1 案例背景焦化厂在炼焦过程中伴生大量的焦炉煤气，除生产工艺消耗大约一半之外，还富余大量焦炉煤气。

随着焦化行业的竞争越来越激烈，企业的利润空间不断被压缩，甚至面临关停和破产的危险，因此焦炉煤气的利用成为企业的关注重点。

目前焦炉煤气的利用方式主要有直接卖气，制甲醇，制天然气以及发电等。

焦化厂化产工艺需要蒸汽，利用焦炉煤气作为燃料，采用燃气轮机热电联产（发电）方式，满足企业用电和蒸汽需求，降低企业能耗并改善当地环境，从而提升企业的竞争力。

相比其他方式，这种方式受外界的影响最小，技术也非常成熟，同时也可避免企业因限电而影响正常生产。

美国索拉燃机是全球中小型工业燃机的行业领导者，一直致力于应用中低热值燃料燃气轮机的研发，并已成功研制开发出可应用焦炉煤气的燃气轮机，并在中国已销售33台，其中16台已建成投产，最早的一台于2006年4月投产，目前运行良好。

相比其他发电方式，焦炉煤气燃气轮机热电联产（发电）的系统效率更高，简单可靠，应用灵活，节能环保，部分地区可享受国家政策鼓励，以下是以年产110万吨冶金焦的焦化企业应用燃气轮机热电联产（发电）的典型案例介绍。

1.1 现场条件(以河南为例)海拔高度220m设计大气温度14℃设计大气压力101.3Kpa设计大气相对湿度60%1.2 燃料以焦炉煤气为燃料燃气热值：4170 KCal/Nm3燃气压力：0.005Mpa(假设)1.3 热电负荷及运行时数最大蒸汽流量：50t/hr蒸汽压力： 1.0 Mpa蒸汽温度：185.5℃年供热时间：8200小时年运行时数：8200小时/年2 方案燃气轮机热电联产系统一般根据以热定电的原则进行设计和设备选择，该项目选用2台索拉公司大力神130(TITAN 130)燃气轮机，配2台余热锅炉，三台燃气压缩机（2用1备），一台抽凝式汽轮机发电机组，整个系统可布置在简易厂房内，总占地面积约7200平方米。

柳钢富余焦炉煤气在燃机发电上的应用周延柳州钢铁集团公司动力厂，广西柳州，545002[摘要] 本文介绍了柳钢富余焦炉煤气在燃机发电上的应用情况，对项目的应用背景、工艺流程、煤气技术难点和解决方法做了介绍和说明。

[关键词]焦炉煤气燃气轮机发电Liu Gang surplus in the coke oven gas turbine power generation applicationsLin Jie Zhou Yan(Power Plant，Liuzhou Iron & Steel Group Co.，Liuzhou，Guangxi 545002，China) [Abstract]In this paper, Liu Gang surplus in the coke oven gas turbine power generation applications, the application of the project background, process gas solutions to technical problems and made a presentation and notes.[Key words]COG Gas Turbine Power Generation应用背景能源是社会发展的基础，能源问题在整个国民经济中占有重要地位。

当今世界各国都面临着能源供应紧张的问题。

我国作为能源消耗大国，大力开展节能降耗工作是我国一项长期坚持的战略方针。

钢铁企业作为能源消耗大户，更应最大限度的合理和充分利用好能源。

煤气在钢铁企业的能源平衡中占有重要地位，如何合理和充分利用好煤气的能量，就显得更加突出。

随着柳钢生产规模不断迈上新的台阶，高炉煤气每小时发生量达到一百多万立方米，焦炉煤气达到十多万立方米，转炉煤气达到四万多立方米。

除柳钢自身的消耗和发电外，尚有很大一部分的富余煤气白白放散掉。

燃气蒸汽联合循环发电技术的研究与应用摘要：本文以燃气蒸汽联合循环发电机组为例进行介绍，通过企业生产过程中产生的富余焦炉煤气和高炉煤气为燃料，采用先进技术、效率高，实现了将放散的煤气全部回收进行发电，解决了能源浪费和环境污染问题。

关键词：燃气轮机；蒸汽轮机；联合循环；发电技术引言随着能源发电技术的不断发展，人们环保意识的日益增强，燃气发电技术得到了快速的发展。

常规简单循环的燃气发电系统主要是通过空气经过压气机压缩到一定的气压后，然后进入燃烧室与喷入的燃料混合燃烧，形成高温燃气后进入透平膨胀机做功，推动透平转子带着压气机一起旋转，并带动发电机做功，输出电能。

因此当燃气机温度较高时，就会导致热能损失，降低循环的热效率。

一、燃气蒸汽联合循环的意义根据我国当前的用电情况，为了满足社会用电需求及能源消耗增多等情况，对于对节能发电模式的期望越来越高。

为了能同时满足这两方面的需求，热电厂在制定电能生产工艺时，需对传统发电模式进行改造，采用先进的电力生产技术，合理利用煤燃料燃烧生产热能、电能。

联合循环技术的运用对热电厂发电发热有着重要的意义。

1、解决能源问题能源作为社会经济的发展的主要因素，热电厂采用传统发电模式不仅无法获得理想的生产效率，也导致煤燃料资源的浪费。

联合循环技术用于热电厂发电，既能实现“煤的洁净燃烧”，也能提高热电厂的发电效率。

联合循环技术对燃气轮机循环、蒸汽轮机循环进行优化改进，把两者组合到一起构成综合性的热力循环。

不仅科学利用煤燃料发电，也促进了机组运行效率、机组功率的提高。

2、合理利用燃气煤燃料燃烧后产生燃气，若发电厂能充分利用燃气也可将其作为发电的燃料。

对煤燃烧产生的燃气利用率较低，降低了电能生产的产量。

联合循环技术对燃烧锅炉、汽轮机组等设备的连接进行改进，设置了循环控制系统以及时集中燃气加以燃烧，提高了热电厂发电的效率。

如联合循环技术里燃气轮机能充分燃烧气化炉产生的中、低热值煤气，保证了燃气的合理运用。

高效利用焦炉煤气发电--提升发电效率并减少CO2排放作者：本网编辑文章来源：POWER《电力》点击数：381发布时间：2010-07-05新浪微博QQ空间人人网开心网更多焦炭厂在使用原煤生产焦炭的同时，也生产出焦炉煤气（COG）。

采用燃气轮机，让焦炉煤气在燃气轮机中发电，并使燃气轮机的排气在余热锅炉中生产蒸汽，再利用汽轮机组发电，就构成了燃气-蒸汽联合循环发电方式。

这一发电方式具有很大的发展潜力，不仅能够节约一次能源的消耗，而且也大大减少了CO2的排放。

背景概述利源焦化有限公司成立于1997年，位于河南省安阳市铜冶镇北部，是一家集洗煤、炼焦、化工及发电于一体的现代化股份制焦化企业。

公司现年产优质冶金焦70万t、精洗煤240万t、焦油2.4万t、粗笨7000t、硫铵6000t，并拥有3000kW和6000kW汽轮发电机组各两台，年发电1.2亿kWh。

为了满足市场对优质冶金焦、煤焦油及粗笨不断增长的需求，提升企业竞争力，利源焦化公司进行了二期扩建。

二期扩建工程要建设200万t的焦化项目，并相应建设焦炉气净化、水处理，以及甲醇生产等配套工程。

利源焦化公司从工程建设伊始就提出了高标准的要求，不仅要使工程实现产能目标，更要创造综合社会效益，使其成为改善当地环境的榜样。

焦化厂生产流程焦化厂将精洗煤在焦炉中加热，使原煤中的挥发分等分解出来，从而生产出焦炭。

焦炭生产过程中会产生大量焦炉煤气（COG）。

每生产1t冶金焦，大约需要消耗1.33t焦煤，同时产生出大约350~400m3、热值在3700~4200kcal/m3的焦炉煤气。

由于焦炉加热的需要，只有约170~200m3的剩余焦炉煤气被排出，用于其他用途。

一座年产60万t焦炭的焦炉，每年可供使用的焦炉煤气大约为1.2亿m3，即每小时焦炉煤气产量为1.37万m3。

同时，还可以提取2万t的煤焦油和6900t的粗苯等，煤焦油和粗笨都是具有很高附加值的化工产品。

焦炉煤气可以卖给居民或附近的金属冶炼企业用做燃料，也可以用焦炉煤气来发电，还可以用焦炉煤气生产甲醇。

用于燃气轮机发电机组的焦炉煤气净化研究发布时间：2021-10-13T02:12:20.414Z 来源：《科学与技术》2021年第5月15期作者：魏冰霞[导读] 燃气轮机发电机组对燃料气的要求必须满足一定的指标，燃气质量不达标将影响燃气轮机的寿命及运行。

通过检测分析了金属元素类杂质主要存在于水、粉尘及焦油中魏冰霞航发燃机（株洲）有限公司湖南省株洲市 412002摘要燃气轮机发电机组对燃料气的要求必须满足一定的指标，燃气质量不达标将影响燃气轮机的寿命及运行。

通过检测分析了金属元素类杂质主要存在于水、粉尘及焦油中，通过研究焦油的特性及吸附性质实验确定了焦油去除的方法。

制定了一套煤气净化工艺，经现场监测分析，净化工艺处理后的煤气质量杂质含量低，有效提高了燃气轮机使用寿命。

关键词：燃气轮机发电机组焦炉煤气净化技术 1、前言炼焦煤在焦炉高温炭化过程中，除了产出焦炭外，还伴生出了含有氢气、甲烷、一氧化碳和焦油、萘等成分组成的荒煤气。

荒煤气经过冷却、吸收、解吸、化学转化、蒸馏分离等化工单元回收或去除煤焦油、萘、苯、硫化氢等产品后称为焦炉煤气。

焦炉煤气的主要成份为氢气、甲烷、一氧化碳以及少量其它气体物质，其热值约为16700～18000 kJ /m3（标准状况下) ，是一种很好的气体燃料。

焦炉煤气除用作为生产甲醇等化工产品的原料外，在很多地方用于燃气轮机发电。

虽然焦炉煤气经过冷却、吸收、解吸、化学转化、蒸馏分离等化工单元处理，但仍含有的大量的杂质。

尤其是焦油、粉尘等仍超出燃气轮机发电机组的要求，严重影响了燃气轮机发电机组的使用寿命，并增加了燃气增压机组的维护。

因此，将焦炉煤气用于燃气轮机发电前，应将煤气进行二次净化。

2.杂质的主要危害据有关资料介绍，燃料气中杂质进入燃气轮机，将对燃气轮机的寿命等产生危害和影响。

主要物质对燃机有以下影响：钒的通常只存在于液体燃料中，而不是气体燃料，因此在焦炉煤气中未检测出。

钒可以迅速地形成低熔点化合物，如氧化物和钒酸盐（在存在钠或钾的情况下），这些会引起燃机高温部件材料的严重腐蚀。

焦炉煤气发电厂成功案例一、项目提出的背景山西焦化有限责任公司有年产60万吨、100万吨焦炉各一座，每小时产煤气32407 Nm3，该煤气除供锅炉和职工生活用外，每日有焦炉煤气直接排放约为48万Nm3，煤气的排放对大气和环境也造成了较严重的污染。

如何更好的利用这部份煤气，减少由于焦碳生产带来的环境污染问题，因此，拓宽煤气的利用领域已变得非常紧迫。

山西焦化有限责任公司严格遵循环保、高效、可行的原则，就如何利用好这部份煤气多次组织技术经济考察团对全国各大型焦化厂进行了深入细致考察和论证。

决定建设一座焦炉煤气综合利用电厂，充分利用能源，降低生产成本，创造经济效益。

二、装机容量及设备选型电站设备选型以立足于国内和国内配套为原则，根据目前日排放焦炉煤气量（48万Nm3、热值不低于15.07MJ/ Nm3）和外供蒸汽量（45～60T/h）来确定新建电站规模。

并在此基础上进行装机方案的比较。

经市场调查和研究，相适应的方案有如下三种。

方案一：燃气锅炉＋蒸汽轮机发电：装机容量：12000kw，外供蒸汽34t/h这是一个非常传统的技术，也是大家比较熟悉的工艺方式。

它是采用锅炉来直接燃烧焦化煤气，将煤气的热能通过锅炉内的管束把水转换为蒸汽，利用蒸汽推动蒸汽轮机再驱动发电机发电。

系统的主要设备是燃气燃烧器、锅炉本体、化学水系统、给水系统、蒸汽轮机、冷凝器、冷却塔、发动机、变压器和控制系统，工艺流程比较复杂。

根据国内煤气锅炉对燃料的要求：当锅炉燃料的发热量≥12.56MJ/Nm3时，即可使锅炉稳定燃烧。

根据山西焦化有限责任公司提供的煤气资料，完全可以满足锅炉稳燃的要求。

根据煤气气量、热值计算得出，可产生84/h蒸汽。

可选一台双压燃气锅炉，可产生：50t/h、415℃、3.5Mpa和34t/h、190℃、1.25Mpa蒸汽。

可选配一台N12-3.43-V型凝汽式汽轮机，该型号机组最大功率可达12000kW,锅炉还可外供蒸汽：压力为1.27MPa、190℃、34T/h蒸汽。

焦炉煤气发电技术应用1、技术应用背景焦炉煤气为炼焦企业生产过程中的副产品，我国现状有很多中小型炼焦厂产生的焦炉煤气除部分返回炼焦炉作为加热燃料外，大量的焦炉煤气直接放空，不仅造成大量资源浪费而且严重污染环境。

焦炉煤气利用问题一直困扰着政府主管部门。

同时，由于工业的发展，造成局部地区电力供应紧张也会制约当地经济发展，因此将焦炉煤气利用势在必行，从而使焦炉煤气发电项目具有很好经济效益和社会效益。

依据《中华人民共和国环境保护法》中关于“新建工业企业和现有工业企业的技术改造，应当采取资源利用率高，污染物排放量少的设备和工艺。

”和《中华人民共和国节约能源法》中关于“国家鼓励发展热电联产”的规定。

结合焦化企业污染源多，危害严重及地区缺电少热的特点，将富裕的焦炉煤气提炼、净化、同时将其作为燃料输入燃气发电机机发电，可改善环境、降低成本、发展循环经济、提高能源综合利用率。

2、项目技术方案2.1发电需求本技术依托河南某炼焦企业，简要选取分析焦炉煤气发电的可行性方案。

河南某炼焦企业是一家集炼焦、化产品回收、煤气净化商用为一体的民营企业，年产焦炭100万吨以上，焦炉煤气气量（处于排放浪费状态）达20000Nm3/h，公司厂区内每月用电量245万kWh，烟气脱硫装置投运后，小时用电量达到4300kWh。

因此焦炉煤气发电的电量可以提供给厂区各设备使用。

2.2焦炉煤气气质参数分析根据其炼焦厂提供的焦炉煤气气质参数表分析燃气发电机用气气质要求。

一般市场上典型燃气发电机对焦炉煤气气质要求为焦油含量≤50mg/Nm3，氨含量≤20mg/Nm3，H2S≤50mg/Nm3，总硫化物含量≤200mg/Nm3，杂质粒度≤5μm，杂质含量≤30mg/Nm3，水分含量≤10g/Nm3，热值≥6MJ/Nm3。

所以厂区经过净化处理后焦炉煤气符合燃气发电机气质的用气气质要求。

2.3工艺技术方案选取通过调研资料，国外同类燃气发电机组与国内燃气发电机相比，设备制造周期长，设备造价较高，结合投资规模及建设周期的需求，焦炉煤气发电站主要设备选型立足于国内为主，根据厂区内焦炉煤气量和厂区用电负荷来确定电站规模，并在此基础上进行装机方案的比选，经市场调查和研究，相适应方案有以下三种：方案一：燃气锅炉+蒸汽轮机发电装机容量：3MW，外供蒸汽8t/h本方案为焦炉煤气利用常规技术方案，采用锅炉直接燃烧焦炉煤气，将焦炉煤气通过锅炉内的管束把水转换为蒸汽，利用蒸汽推动蒸汽轮机再驱动发电机发电，系统主要设备是燃气燃烧器、锅炉本体、化学水系统、给水系统、蒸汽轮机、冷凝器、冷却塔、发动机、变压器和控制系统，工艺流程比较复杂。