法國鋼廠余熱發(fā)電

1、法國煉鋼廠余熱發(fā)電相當(dāng)大部分的TWh將來自于核電站聯(lián)合循環(huán)發(fā)電：鋼廠余熱、天燃?xì)馊紵?更新的技術(shù) 更高的效率(與常規(guī)廠的35%相比，超過50%) 對(duì)高峰負(fù)荷需求有更高的反應(yīng)性(更年輕的工廠、更短的啟動(dòng)時(shí)間、良好的初步反應(yīng)) 每KWe更低的二氧化碳、一氧化碳和氮氧化合物排放量余熱電廠和核電廠相比 投資成本低 氮氧化合物和一氧化碳排放降低，環(huán)保稅降低 允許私人生產(chǎn)商能進(jìn)入一個(gè)開放的電力市場(chǎng)阿爾斯通的解決方案 已在世界范圍內(nèi)安裝650GW，大約等于世界發(fā)電能力的20% 在法國核計(jì)劃常規(guī)部分，水力發(fā)電廠和熱電廠的安裝索拉克鋼鐵公司簡(jiǎn)介 索拉克鋼鐵公司坐落于敦克爾克工業(yè)基地 敦克爾克工業(yè)基地是煤炭和鐵礦

2、石的抵達(dá)地 索拉克鋼鐵公司平均每年產(chǎn)生4.8TWh的高爐煤氣和0.5TWh的焦?fàn)t煤氣法國天燃?xì)夤竞?jiǎn)介 在1998年，海底天然氣管道Franpipe管線開始運(yùn)作，從挪威向敦克爾克終端輸送天然氣 在2001年10月，距離敦克爾克15公里，法國天然氣公司已經(jīng)開始了Pitgam天然氣壓縮機(jī)站的運(yùn)作.Pitgam站是法國最大的天然氣壓縮機(jī)組，由2 x 25 MW(1 x 10 MW待機(jī))壓縮機(jī)組成現(xiàn)有熱電廠簡(jiǎn)介 DK3和DK4機(jī)組，自1965年開始運(yùn)轉(zhuǎn) DK3和DK4的可操作性和可維護(hù)性，只能保留到2005年DK6項(xiàng)目是由索拉克有限公司（阿賽洛集團(tuán)）和法國燃?xì)夤镜膬晒餐繕?biāo)合作產(chǎn)生的 一個(gè)聯(lián)合循環(huán)型

3、項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目給予了法國燃?xì)夤眷`活高效的發(fā)電能力，同時(shí)也以535兆瓦的發(fā)電水平為天然氣和電能之間的價(jià)格折中處理提供了可能性。 一個(gè)傳統(tǒng)意義上的熱電廠，可以通過使用鋼廠燃?xì)鉃樗骼虽撹F公司獲取經(jīng)濟(jì)利益，并且向外界提供255兆瓦的電能輸出索拉克鋼鐵公司和法國燃?xì)夤灸繕?biāo)的合并示意圖 通過本項(xiàng)目的運(yùn)作，期待于2005年1月可以把法國燃?xì)夤镜奶烊粴夂退骼虽撹F公司的鋼廠燃?xì)猓ǜ郀t煤氣和焦?fàn)t煤氣）轉(zhuǎn)換為電能，供應(yīng)給索拉克鋼鐵公司并通過RTE網(wǎng)絡(luò)的商業(yè)化運(yùn)作出售給Dunelys（法國燃?xì)夤荆┑木W(wǎng)點(diǎn)。配置 兩條相同的400兆瓦多軸發(fā)電機(jī)組(2xKA13E2-1)與位于它們尾部的普通設(shè)備平行排列。 每條

4、發(fā)電機(jī)組的組成包括：一個(gè)外置的燃?xì)廨啓C(jī)，一個(gè)70米高的主煙道來實(shí)現(xiàn)煙氣的排出，一個(gè)輔煙道，一個(gè)安裝在側(cè)面帶有冷凝器的建筑內(nèi)部的蒸汽輪機(jī)，以及一個(gè)面對(duì)著燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)安放的三繞組變壓器。 普通設(shè)備包括中央控制室、化學(xué)除鹽裝置、海水抽泵站和抗火系統(tǒng)?？萍?GT13E2型燃?xì)廨啓C(jī)，有83臺(tái)正在運(yùn)行或已售出，其工作時(shí)間是150萬個(gè)小時(shí)。它以天然氣為燃料，在72個(gè)環(huán)保V形火爐中燃燒，產(chǎn)生的氧化氮和一氧化碳排放量符合歐洲和法國的排放規(guī)則，并且通過一個(gè)轉(zhuǎn)速為3000rpm的同步空冷發(fā)電機(jī)產(chǎn)生165MWe的電量（在國際標(biāo)準(zhǔn)化組織規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件下），同時(shí)以15.7千伏的電壓向外輸送電能。正是由于有安裝在壓縮機(jī)入口

5、處的三階可調(diào)進(jìn)氣導(dǎo)片來實(shí)現(xiàn)空氣的流動(dòng)控制，從而保證在只有局部裝載量的時(shí)候也能實(shí)現(xiàn)裝置的高效運(yùn)作。通過安裝在通風(fēng)口里的水分/空氣熱量交換器來實(shí)現(xiàn)空氣加熱調(diào)節(jié)，從而可以優(yōu)化電力負(fù)載并且實(shí)現(xiàn)防凍保護(hù)。 Standardkessel公司生產(chǎn)的立式鍋爐，以天然氣、焦?fàn)t煤氣和高爐煤氣為燃料，通過在六個(gè)爐體中燃燒燃?xì)鈦頊p少一氧化碳的排放，并且產(chǎn)生140bar和30bar的水蒸氣。燃燒所需要的燃?xì)鈦碜詮U氣（在高爐的燃燒區(qū)域產(chǎn)生或者在高爐的頂部經(jīng)由氣流調(diào)節(jié)器產(chǎn)生）或者兩個(gè)空氣風(fēng)扇所產(chǎn)生的新鮮空氣。它將是世界上最大的廢熱回收爐。 反應(yīng)型蒸汽輪機(jī)，在3個(gè)轉(zhuǎn)速為3000rpm的壓力包中消耗蒸汽，從而通過輸出為18千伏

6、的同步空冷發(fā)電機(jī)來產(chǎn)生240兆瓦的電能。入口壓力維持在一個(gè)恒定的值上，這樣就允許對(duì)電力單元提供固定頻率的支持。從低壓包流出的蒸汽輪機(jī)雙重排氣，通過一個(gè)利用海水冷卻的鈦管冷凝器來實(shí)現(xiàn)氣體的濃縮。 三繞組的油浸式遞升變壓器，把燃?xì)廨啓C(jī)終端和蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)終端的電壓從15.7Kv和18kV同時(shí)提升到225kV。有兩個(gè)支架的HV室外配電裝置把電能輸送給索拉克有限公司和國家電網(wǎng)。 通過裝有阿爾斯通P320型控制系統(tǒng)的主控室，可以對(duì)工廠實(shí)現(xiàn)全面的控制和操作。監(jiān)督控制、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA）和能源管理系統(tǒng)（EMS）通過與調(diào)度中心的聯(lián)系、協(xié)調(diào)，并考慮到燃?xì)?、電能和設(shè)備的價(jià)格和實(shí)用性等因素，來實(shí)現(xiàn)對(duì)能源分配

7、的優(yōu)化。BOILER 鍋爐 BY PASS STACK 旁通煙囪 GAS TURBINE 燃?xì)鉁u輪 FEEDWATER TANK注水箱STEAM TURBINE 蒸汽渦輪 CONDENSER 冷凝器HP BY PASS 高壓旁路 LP by pass 低壓旁路NG 天然氣 COG 焦?fàn)t煤氣BFG 高爐煤氣 SEA WATER 海水 HP、MP、LP 高壓、中壓、低壓發(fā)電廠性能 在與345MWth輔助燃燒系統(tǒng)的聯(lián)合循環(huán)模式下，每套動(dòng)力系統(tǒng)的功率將達(dá)到大約400Mwe，且效率為50。 如果無法得到鋼鐵廢氣，輸出功率將會(huì)降至270MW（而效率仍為50）。 如果不燃燒天然氣（這種情況下電價(jià)就沒有競(jìng)爭(zhēng)力

8、），而在345MWth的鍋爐中輔助燃燒混合了新鮮空氣的鋼鐵廢氣，系統(tǒng)的功率將為130MW，而效率為37%。 當(dāng)由于電網(wǎng)要求主要（2.5%）和次要（4.5%）儲(chǔ)備而運(yùn)行在基本負(fù)荷的93%時(shí)，系統(tǒng)的效率將只會(huì)出現(xiàn)輕微的降低。運(yùn)行模式 兩套系統(tǒng)彼此之間的獨(dú)立性、旁通煙囪中具有兩個(gè)擋板和新風(fēng)換氣機(jī)所帶來的多種可能燃燒方式使得運(yùn)行模式具有高度的靈活性。 使用新風(fēng)換氣機(jī)僅在鍋爐中燃燒鋼廠煤氣（當(dāng)電的售價(jià)很低且/或天然氣價(jià)格太高時(shí)）， 僅在在開式循環(huán)或帶輔助燃燒的純聯(lián)合循環(huán)的燃?xì)鉁u輪中燃燒天然氣（當(dāng)索拉克鋼鐵公 司不產(chǎn)生鋼鐵煤氣時(shí)）， 在燃?xì)鉁u輪中燃燒天然氣，同時(shí)在鍋爐中燃燒混合氣體作為輔助燃燒（當(dāng)電價(jià)比較

9、高時(shí)）。與國家電網(wǎng)的連接 法國新的電網(wǎng)規(guī)范要求，每根軸線必須有主頻率（負(fù)荷的2.5%）和輔助頻率（負(fù)荷的4.5%）以及電壓響應(yīng)可能用于支持法國和歐洲的電網(wǎng)。 Scada-EMS系統(tǒng)將會(huì)不間斷地向RTE調(diào)度中心提供關(guān)于網(wǎng)絡(luò)中每臺(tái)渦輪機(jī)容量的信息，并計(jì)算和推薦經(jīng)濟(jì)優(yōu)化配置。 1999年12月30號(hào)起實(shí)施的法案對(duì)每個(gè)接入國家電網(wǎng)的超過 120MW的發(fā)電廠規(guī)定了技術(shù)要求。蒸汽渦輪機(jī)通過固定的壓力控制保證頻率保持的概率。工業(yè)環(huán)境的要求 由于空氣中存在有害性氣體、鋼廠粉塵、鹽分和潮氣，因此一些特別措施如煤氣檢測(cè)、額外的過濾和加壓建筑或者適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行油漆必須落實(shí)到實(shí)處，以保證材料不會(huì)遭受機(jī)械腐蝕造成電路短路。

10、歐洲指令與法國法規(guī) 2001-80-EC排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每個(gè)超過20MW的發(fā)電廠規(guī)定了排放指標(biāo)。由于燃?xì)鉁u輪的環(huán)形燃燒室中有72個(gè)環(huán)保的V形火爐能實(shí)現(xiàn)分焰，且蒸汽鍋爐中的火爐是分布式的，所以CO和NOx的排放水平能滿足相關(guān)法律的要求。 歐洲關(guān)于壓力設(shè)備的新規(guī)范1997-23-EC考慮了人員的安全。它對(duì)任何處于壓力之下的設(shè)備根據(jù)液體、壓力和尺寸的不同而規(guī)定了相應(yīng)的質(zhì)量管理和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。 法國APAVE認(rèn)證公司進(jìn)行了土建與電力方面的計(jì)算，特別是涉及到人員安全的方面，證明滿足相關(guān)法規(guī)的要求。DK6發(fā)電廠 ：索拉克鋼鐵公司、法國天然氣公司和阿爾斯通公司之間的創(chuàng)新且有益的長期合作 索拉克鋼鐵公司、法國天然氣公司和阿爾斯通公司考慮到未來的天然氣與能源市場(chǎng)和歐洲關(guān)于自由、安全保護(hù)以及環(huán)境