沙特吉赞IGCC项目工艺简述

高华峰

摘 要：在一带一路的倡导下，国内基建工程公司的业务都在海外持续推广。以电力建设为例，近几年重心逐渐往中东油气资源丰富的国家和地区转移。本文论述的项目即为沙特阿美石油公司在吉赞经济城新建的一个世界级规模的炼化能力为40万桶/天的炼油厂配套的整体气化联合循环发电项目。

关键词：IGCC;工艺流程;炼油厂;发电模块

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.157

0 前言

此IGCC整个项目除了为炼油厂，气化提供电力及蒸汽外，还规划向沙特电力提供2400MW的电力。整个IGCC与炼油厂一同规划，以保证最佳的性能参数及经济效益。气化首选燃料为炼油废渣，同时高硫柴油也作为气化原料之一。整个IGCC分为6个EPC合同包，分别缩写为01为气化包， 02为脱硫包，03位空分包，04为电力包，05为公用包，06为海水包。

1IGC-04电力包工艺流程综述

1.1 IGCC工艺描述

IGCC即整体气化联合循环发电系统，是将气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。吉赞整体气化联合循环的流程为，减压渣油或高硫燃油在气化装置中气化为合成气，清洗后的合成气被送往下游的酸性气体脱除装置，使用低温甲醇清洗技术进行脱硫，离开气化器的合成气在酸性气体去除装置中进行处理。大约一半经酸性气体去除的合成气直接进入发电机组，其余的被送到氢气回收装置。空分系统所产生的氧气送往气化单元，氮气送往发电单元。

1.2 IGC-04发电机组工艺描述

发电机组作为一个电岛是JIGCC的一部分，由5个联合循环机组，分别命名为联合循环机组#1～#5组成，每个机组由两台，两台余热锅炉，一台汽轮发电机和一台凝汽器，以二拖一的方式布置。其中只有#1机组能够以单循环运行，也就是它的两个燃机可以在没有余热锅炉和蒸汽轮机的情况下运行。在这种情况下，烟气将通过烟气挡板和旁路直接排到大气中。发电机组能够以黑启动的方式运行。正常运行情况下，发电机组的5个联合循环机组合成气是与中压氮气混合燃烧的，柴油和除盐水混合物为启停阶段燃料及备用燃料。

1.2.1 燃机及其附属系统

本项目选用的燃机型号为西门子5000F（3i），最大额定功率为242MW。包括三个主要部件：压气机、燃烧室和透平。空气经过两级空气过滤器和空气预热器从大气中被吸入压气机，被多级轴流式压气机压缩并送入燃烧器。燃气（与氮气配比混合）或柴油（与除盐水配比混合）被送入燃烧室，与压缩空气混合燃烧。燃烧后高温高压的气体混合物通过透平部分进行膨胀，膨胀发出能量被转换成机械功，机械功一部分用于驱动压气机，剩余的用于驱动发电机。离开透平的烟气压力接近大气压力，会被送入余热锅炉开始朗肯循环部分。

附属系统主要包括：燃气、燃油喷射系统--主要包括16个燃烧器及其燃烧喷嘴和附属管线等，是燃料输送点火的关键部位;润滑系统—为燃机及发电机提供润滑油及顶轴油;消防系统—燃机区域消防系统为二氧化碳消防，其他区域采用水消防;压气机水洗系统--用来清洗造成压气机性能下降的结垢，使用除盐水和洗涤剂去除沉淀在压气机叶片上的结垢，分离线冲洗和在线冲洗两种方式;控制油系统--提供高压液压油来操作液控阀和进口导叶油动机;燃料系统--燃油泵，配以注水系统，在启机和停机阶段使用，带负荷至50%～70%时，燃料由燃油切换至混合气;进气系统--包含静态过滤器和空气预热器，并配备脉冲空气压气机系统用以反吹滤芯上的灰尘，通过滤网前后的差压进行自动控制。另外还有抽气冷却系统、氮气系统、仪用空气系统、发电机冷却系统、转子冷却系统、疏水系统、空气直接注入系统、空气密封系统等。

1.2.2 余热锅炉

余热锅炉具有两级蒸汽压力，管道燃烧和蒸汽再加热。余热锅炉采用水平气流配置，锅炉给水依次通过垂直锅炉管道和蒸汽过热器的多个部分，产生超高压和中压蒸汽。燃机排放的烟气进入余热锅炉，通过与过热器，再热器和省煤器的换热降低温度，之后排放入烟囱。来自凝结水系统的凝结水与余热锅炉省煤器的再循环冷凝水混合，以保持余热锅炉入口温度接近或高于余热锅炉烟道出口处烟道气的酸露点温度。冷凝水返回蒸汽分离器，为锅炉给水泵提供水源。蒸汽分离器连接到低压/辅助蒸汽联箱，并根据操作模式作为该蒸汽集箱的用户或向该联箱提供蒸汽。经过高压省煤器，高压给水被输送到高压汽包产生蒸汽。此时，气化装置提供飽和的超高压蒸汽给超高压蒸汽包。饱和的超高压蒸汽在超高压蒸汽包中分离，送到一系列超高压过热器，通过减温站并通过最终过热器，然后进入汽机高压锅做功。

1.2.3 蒸汽轮机发电机

发电机组包括五台蒸汽轮机发电机最大容量为282MW。汽轮机及汽轮发电机与常规机组区别并不大，在此不作过多说明。

2 公用系统包

公用水系统--从公共区&厂区外区域向每个联合循环机组提供公用水;除盐水系统--公共区&厂区外区域向每个发电机组区域提供除盐水。除盐水由单独的集箱提供，分两种，一种用于蒸汽循环中使用的预热过的除盐水，另一种为冷除盐水。热除盐水作为蒸汽循环的补充水，注入到除氧器和凝结水。冷除盐水用于燃机注水系统和燃机水洗系统，及化学加药系统所需的稀释水;饮用水系统--从公共区&厂区外区域向各个发电机组提供饮用水。饮用水将供应至现场检修室、机械室、紧急淋浴和洗眼台。厂区压缩空气系统--压缩空气从公共区&厂区外区域提供给每个发电机组。黑启动压气机#1机组配备;消防系统--消防水系统将地下管道的消防水提供给各个发电机组，消防总管的消防水贮存和正常供水一般都是淡水。二次消防供水是海水;废气处理系统--电厂配有两个连接到公共区&厂区外界区废气处理集箱，所有这些燃料气体都将集中进行燃烧处理。

3 结语

IGCC整体设计能源利用率高，污染排放很小，而且安全性高，运行维护自动化程度先进。对类似大型能源化工或者电力项目大有学习借鉴意义。

参考文献：

[1]中国华电集团.大型燃气-蒸汽联合循环发电技术丛书设备与系统分册[M].2009.9（2017.2重印）.

[2]沙特阿美石油公司.JIGCC电站工艺流程要求[S].No.：A10-A-DOC-VE- 726429_001.

[3]西门子联合循环设备手册[S].2012 Siemens No.： A10-A-DOC-VE-143659_ 01.