1.2.1.1 副产煤气
从节能和环保来看,应尽可能地将副产煤气使用完,使副产煤气放散量很少。由于钢铁厂副产煤气产销量是随机变化的,波动很大,其变化规律近似符合统计学的正态分布规律。为了适应这种煤气波动,需要设置副产煤气的缓冲用户,它的副产煤气用量可以根据钢铁厂煤气余缺情况进行调整,还允许副产煤气的配比和发热量有一定范围的变化。而钢铁厂副产煤气缓冲用户的主要代表有高效率的燃气轮机(联合循环发电装置)、利用效率稍低的工业锅炉或电站锅炉,目前国内设有高效率的CCPP装置与利用效率稍低的锅炉设备相结合方式来利用副产煤气时副产煤气的放散率是非常低的,如宝钢放散率仅为0.2%左右,而只设有锅炉作为缓冲用户的钢铁厂其副产煤气放散率均较大通常在5%以上。
在选择缓冲用户时,需要注意缓冲用户对副产煤气频繁波动的适应能力,从目前国内外钢铁厂的情况来看,燃气轮机对副产煤气波动适应非常强,对一些短时间的煤气波动仍然能适应,宝钢CCPP热电装置运行实绩可以从设计时的燃用高炉煤气量36×104 m3/h到现在可燃用42×104 m3/h,代替了部分煤气柜的容量。而锅炉对副产煤气波动变化的适应能力较慢,只能燃用稳定的副产煤气量。
1.2.1.2 CCPP容量的确定
从钢铁厂副产煤气利用的高效化、煤气利用优先顺序上,应优先考虑将副产剩余煤气用于热转换效率高的热电装置,剩余部分再用于热效率低的锅炉,*终使副产煤气的放散量接近于零,达到煤气无放散。
在钢铁厂内确定CCPP装置的容量主要根据剩余煤气量为基准的。
1) 综合煤气利用率
采用综合煤气利用率的概念来确定钢铁厂建设CCPP装置的*佳容量:
综合煤气利用率=
当上式综合利用率达到*高值时,即为CCPP*佳容量。
2)剩余副产煤气按正态分布计算
现列举通化钢铁公司煤气发电工程钢铁厂煤气产销的正态分布规律。根据煤气平衡经正态分布统计计算,副产煤气使用平均值u和标准偏差σ(离差值)见表1
表1 通钢供发电与锅炉煤气正态分布特性值
燃料种类
单 位
铁产量148×104t/a
铁产量165×104t/a
BFG
u(m3/h)
73010
95890
σ(m3/h)
9600
9900
COG
23580
2500
根据正态分布特性表绘制副产煤气产销正态分布曲线示意图2。
从正态分布特性来看,因为CCPP装置燃用副产煤气的机组功率越大,燃用副产煤气就越多,而有充足剩余副产煤气可资利用的时间就越小,CCPP利用率就越低,因此,应根据剩余煤气量的变化特点,选 择合适的功率,既保证剩余煤气的合理利用,又做到CCPP装置有高的运行率(也叫年作业时间)。