论热力动能装置发展的前景

岳蓓 阳煤平原化工有限公司

一、热力动能装置发展的前景

1.煤气净化系统。燃气—蒸汽联合循环发电的燃料为焦炉煤气和高炉煤气，燃机的稳定运行关键因素是煤气的净化质量，因此煤气净化非常重要。焦炉煤气净化的功能主要是降低煤气中的萘和焦油含量。焦炉煤气首先进入洗萘塔，入洗萘塔煤气含萘量为250mg/m3，经洗萘后，萘含量降至40mg/m3（与高炉煤气混合后可降至5mg/m3），洗萘后的煤气逸出进入捕雾塔，经捕雾后的煤气进入电捕工序。捕雾后的煤气进入电捕焦油器下部，进口焦油、轻柴油含量约2g/m3，经除焦油后焦油萘含量降至10mg/m3（与高炉煤气混合后含量可降至2mg/m3），除焦油后的煤气自电捕器顶部逸出通过管道送至煤气混合站。高炉煤气净化站的主要功能是降低煤气的含尘量。高炉煤气送至电除尘器进口，进口煤气含尘约15mg/m3，经除尘后降至1mg/m3。除尘后的煤气进入煤气混合站。煤气混合站的功能是保证将经过净化的焦炉煤气和高炉煤气按要求的比例充分混合，然后送至发电主厂区燃气轮机。

2.主要技术经济指标。高炉煤气等低热值煤气燃汽轮机CCPP 技术先进，在不外供热时热电转换效率可达40%～45%，已接近以天然气和柴油为燃料的类似燃气轮机联合循环发电水平；比常规锅炉蒸汽转换效率高出近一倍。相同的煤气量，CCPP 又比常规锅炉蒸汽多发70%～90%的电，且此发电技术CO2排放比常规火力电厂减少45%～50%，没有SO2、飞灰及灰渣排放，NOx 排放又低，不仅回收了钢铁生产中的二次能源，且为同容量常规燃煤电厂用水量的1/3 左右。本项目是以济钢在能源利用结构调整中节余的焦炉煤气和回收放散的高炉煤气为燃料，采用高效率的燃气—蒸汽联合循环发电机组实施发电的项目。项目建成后所发电力就近供济钢本企业负荷，可减少电力输送过程中的损耗。济钢冶金生产的副产品煤气用于电力生产可使其得到充分、合理、高效的综合利用，有利于降低济钢的生产成本、增强企业产品的市场竞争力，同时可减少煤气排放对周围环境的污染，符合国家能源、经济和环保政策，属国家鼓励发展的产业和技术，具有良好的经济效益和环境效益，是国家推广示范点优良方案。复杂循环燃气轮机的思想在数十年前已经形成，但思想的实施在当时的技术水平上受到较大的困难。历史上的RM60 机组就是一个案例。几十年后在新的技术、工艺、材料水平上复杂循环燃气轮机终于取得了成功。具有中间冷却、回热的完成了500 小时的试验大纲，中间冷却器使发动机功率增加了25%，而回热器和动力涡轮的可变面积喷嘴的结合使油耗下降了30%～40%。这又是燃气轮机特别是舰船燃气轮机的一大喜讯。

3.关于高超临界蒸气热能系统的发展工质参数不断提高，热力循环不断完善，给蒸气热能系统发展也带来生机和活力为某公司对燃煤蒸气电站的性能的预测。电站容量、燃料种类和凝气压力都可首先是亚临界蒸气最高可达到的发电效率是41.9%；其次是通过新材料开发，把材料由珠光体钢提高到奥氏体钢，再进一步提高到英康镍合金，从而超临界参数高达35 M aP 时燃煤发电效率达47.7%与之同时，通过完善热循环（包括双再热、烟气余热回收）和开发高效新部件、新工艺（包括气机效率提高，减少厂用电等），说明了超临界蒸气动力的进一步开发的潜力。对煤耗为4049 标煤k/w·h 的我国热能系统而言，这个潜力的开发也是非常重要的。然而高超临界参数的实现不能仅仅从发电效率出发，还必须从建造成本、运行管理等做全面的综合经济分析。

二、船舶动力装置的发展

船舶动力装置是一种重要的热能转化系统，它必须满足船舶的机动性、可靠性、紧凑性、隐蔽性等特殊要求和适应海河港口、水上水下的特殊环境，它的结构型式和性能要求上有很大的特殊性。然而上述热能动力装置发展的总趋势不会不对船舶动力装置发生重要影响大中型水面舰艇的动力装置早在70 年代许多国家已宣布除航空母舰外，新建大中型水面舰艇一律采用燃气轮机。到目前为止，几乎无例外地采用航空改型的直流布置的简单循环机组。然而，WR 型复杂循环燃气轮机的研制成功，一定会打破简单循环的一统天下，柴一燃联合动力装置的地位也会动摇。到那时，复杂循环燃气轮机不仅是水面舰艇的推进动力，而且在定期客轮和快速渡船市场上也会有需求。由于双工质并行联合循环的结构简单和经济性好，故近来有人建议把注蒸气燃气轮机循环用于航空母舰，余热锅炉产生的蒸气用于回注或用于飞机的蒸气弹射装置电力推进电力推进曾经在船舶动力装置中占有一定地位。以后由于发电机、电动机重量过大，调速困难等原因，逐步丧失优势。但是电力推进的许多优点，包括不要轴系传动、有利于船舶分段建造等还是吸引许多人的注意。近年来由于电机调速性能的改善，电力推进可能会东山再起本节所述主要是舰船动力发展可能出现的新趋势。

实际上，现有的动力装置，包括蒸气轮机、柴油机等在满足各种航行要求中都还会占有重要的地位。