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目前，我國寶鋼、鞍鋼、馬鋼、濟鋼、通鋼、邯鋼、包鋼、萊鋼、太鋼、遷鋼等鋼廠的CCPP機組已建成運行，并取得了很好的經濟效益與環境效益。受技術起步晚，材料、加工環節薄弱等因素影響，目前國內制造企業僅能完成部分小型天然氣燃氣輪機的生產制造，尚無法生產冶金企業低熱值煤氣燃氣輪機。冶金企業低熱值燃氣輪機目前主要由MHI(日本三菱)、GE(美國通用電氣)兩家公司設計制造，表1列出了幾種低熱值煤氣燃氣輪機的機型。從目前國內CCPP機組的投運情況來看，日本三菱機組的占有份額很高，CCPP機型主要為M251S、M701S(DA)、M701S(DA)X、M701S(F)，從2004年到2017年9月，共引進M251S型機組21臺，分別建設投運在青鋼、太鋼、邯鋼、沙鋼、馬鋼、天鐵、漣鋼、重鋼;共引進M701S(DA)型機組9臺，分別建設投運在包鋼、遷鋼、鞍鋼;180MW的M701(DA)X型燃機*在2016年8月落戶鋼京唐，在2018年投產，鞍鋼III期2017年8月簽訂了一臺此型機組的合同，計劃2019年投入運行［2］。美國通用電氣公司的主要機型為MS9001FA、6B、PG9171(E)，2009年武鋼引進GE公司的PG9171(E)型CCPP發電技術，新建了2套150MW級CCPP機組，燃料額定熱值4396kJ/m3，由高爐煤氣、轉爐煤氣、焦爐煤氣混合制備。

2聯合循環發電機組的優勢

冶金企業的煉鐵、煉鋼、煉焦伴生的煤氣是寶貴的二次能源，將其作為原料發電是各冶金企業的普遍做法，CCPP機組的投入運行，不僅可以利用大量放散的煤氣資源，減少能源浪費，還能提高企業的自發電量。CCPP機組相比于常規燃氣鍋爐發電機組的熱效率要高很多，基于同等煤氣熱量，一般常規燃氣鍋爐發電熱效率僅為25%，CCPP機組的聯合循環熱效率可以達到43%;CCPP機組熱效率高的主要原因為:CCPP機組采用聯合循環(布萊頓循環和朗肯循環)，煤氣燃燒發生化學反應后產生的高溫高壓煙氣可以做功發電，做完功的煙氣溫度可達500～550℃，在余熱鍋爐加熱給水產生蒸汽用于汽輪機發電;這樣煙氣既參與布萊頓循環，又參與朗肯循環，使CCPP機組的熱效率比常規朗肯循環發電機組要高很多。

3聯合循環發電機組的特點

高爐煤氣的可燃成分是一氧化碳和氫氣，也含有大量的氮氣和二氧化碳，低位熱值一般為2510～3520kJ/m3，屬于低熱值煤氣;燃燒低熱值煤氣使CCPP機組空壓機和透平機容積流量顯著增大，流量平衡被破壞。解決此類問題可以使用單缸的軸流式空壓機，可以降低壓氣機的葉片長度，降低空氣的流量［3］。當燃氣輪機燃燒低熱值煤氣后，還要考慮燃燒產物問題，尤其燃燒產物中的氮氧化合物可能超標。可以通過在燃燒室中某個位置射入水蒸氣或者在混合煤氣進入燃燒室之前噴水，使其被水蒸氣飽和。由于高爐煤氣含塵量大，這些含塵煤氣進去CCPP機組后，會磨損煤壓機以及燃氣輪機的葉片，影響機組效率，一般采用適合于清除高煤含塵用的電氣除塵器，清除灰塵［4］。因為焦爐煤氣的熱值高，所以常常作為熱值控制燃料，大多與高爐煤氣混合使用配成一定發熱量的煤氣供給CCPP機組，這樣可以使煤氣的熱值穩定，從而使燃燒狀況良好。但是由于焦爐煤氣含有較高組分的氫氣，氫氣的高活性和高的火焰傳播速度使焦爐煤氣在CCPP機組的使用中要區別于燃燒天然氣的燃氣輪機［5］，因此一般在設計燃氣輪機火焰筒時要根據具體的煤氣特性而加以改造，并采取相應的技術措施進行優化。此外，CCPP機組還具有隨時可以啟動和停機、可急降負荷、甩負荷等優點。啟動模式簡單可靠，同軸采用輔助蒸汽啟動;分軸布置采用SFC啟動;點火可直接采用混合煤氣［6］。由于CCPP機組煤氣燃燒采用更有效的低NOx燃燒器，將有效地減少大氣污染物的排放。

4聯合循環發電機組的發展趨勢

與同期發達國家冶金行業能源利用發展趨勢相比，我國能源綜合高效利用率相比世界鋼企存在差距;CCPP高效發電技術起步晚，更的大型高效燃機發電設備占比低。而且冶金企業煤氣的生產與消耗隨生產的調整而波動，一般新建CCPP機組作為煤氣的緩沖用戶，可以起到煤氣產、消平衡的作用，同時提升企業煤氣資源綜合利用的效率。在鋼鐵行業不斷發展的過程，除了保證安、穩、長、滿、優運行外，如何節能降耗、挖掘增效是能源體系面臨的新問題，在CCPP機組運行的過程中，由于夏天氣溫普遍偏高，在煤氣充足的情況下，機組卻不能滿負荷運行，嚴重影響機組的出力，這種情況下，提出燃料噴水加濕技術，通過給燃料噴水加濕，燃料溫度下降，燃料的熱值下降，燃料的質量流量增加，排氣質量流量增加;通過在某180MW等級的機組的實驗過程，通過加濕技術，出力相應增加，每小時投入8t水，大可以增加4.4MW的功率，經濟效益明顯。按照現行國標GB13223—2011［7］《火電廠大氣污染物排放標準》，大部分企業的燃氣鍋爐的煙塵、SO2、NOx排放基本達標，但按照國家超低排放限額的要求，目前的排放指標均會超標，如果采用對原有的燃氣鍋爐進行改造的的方案，改造以及維修保養成本會很高，而且隨著年限增長設備劣化嚴重，事故率增加，這樣的情況下，新建符合環保法律法規要求的低排放的CCPP機組勢在必行。所以針對CCPP機組在冶金企業的不斷推進，會相應提出很多新的技術手段和運行優化或者改造，調整設備動力結構;同時煉鋼、煉鐵、煉焦設備的不斷發展，同樣會促使CCPP機組的發展更具有前景。

5效益分析

(1)冶金企業的CCPP機組可以消耗放散的高、焦爐煤氣，可以基本消除企業剩余煤氣向大氣的排放的能源浪費，同時也減少對周邊環境的污染。(2)燃氣－蒸汽聯合循環機組在冶金企業投產后，以某鋼鐵企業兩臺150MW的燃氣－蒸汽聯合循環機組算，可以消耗高爐煤氣26.1萬m3/h，焦爐煤氣1.5萬m3/h，此項目共折合標煤約158t，經濟效益明顯。(3)CCPP機組的投運可以大大提高企業的自發電率，提高企業電力自供能力，加強企業生產用電的安全可靠性，同時降低企業成本，提高企業效益。

6結束語

在鋼鐵去產能的大背景下，尤其鋼鐵企業面臨的能源管理因素和環境保護方面的制約，采用更加高效和環保的CCPP發電技術，從有限的經營資源中挖掘更多的經濟效益，是所有冶金企業的發展趨勢，同時提高了環境保護和資源綜合利用水平，因此CCPP發電機組在冶金企業將會受到越來越高的重視和支持。