专栏名称: 世界金属导报

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三菱日立低热值高炉煤气燃机在中国市场的应用与普及

世界金属导报 · 公众号 · · 2017-07-13 15:10

正文

1前言

21世纪以来，伴随着经济的高速发展，中国钢铁行业的规模也得到了空前发展，2016年中国粗钢产量已达8亿吨左右。钢铁产量的激增给能源供应和地球环境带来了巨大的影响和压力。为了建设高效、绿色、环保型的世界一流钢铁企业，中国钢铁企业也日益重视高炉煤气（BFG）等低热值副产气的高效利用。目前，钢厂富裕的高炉煤气大都是通过常规锅炉或燃气-蒸汽联合循环发电（CCPP），以达到节能减排的目的。近年来，燃用高炉煤气的联合循环发电技术依靠启停方便、效率高以及用水量少等优点，在钢厂得到越来越多的应用，并为企业带来良好的经济和社会效益。

三菱日立（MHPS）作为全球主要的燃气轮机生产厂商，一直努力推广其世界领先的高炉煤气联合循环发电技术在中国市场的应用与普及，为广大钢铁用户变废为宝、改善环境、节能降耗，用有限的资源创造出了显著的效益，为钢厂实现可持续发展发挥了积极的作用。

2 MHPS低热值高炉煤气燃机在中国市场的业绩

MHPS低热值高炉煤气燃机发展至今共形成四种型号机组，分别是50MW级别M251S，150MW级别M701SDA，180MW级别M701SDAX和300MW级别M701SF，其相应的煤气消耗量、特性参数，如图1所示。钢铁企业可根据自身的高炉煤气和焦炉煤气可利用量灵活选择机型，实现效益最大化。

目前，凭借优异的性能和可靠性，MHPS低热值高炉煤气燃机在中国国内已取得30台的业绩（包括在建机组3台），其中M251S燃机21台、M701SDA机组7台、M701SDAX机组1台和M701SF机组1台，如图2所示。高效、稳定运行的MHPS低热值高炉煤气机组为企业创造了良好的经济效益和社会效益，因此，有多家用户在投运MHPS低热值高炉煤气燃机后又陆续增设了新机组，如太钢、首钢、鞍钢和包钢等。截止2016年8月，按照总出力考虑，MHPS低热值高炉煤气燃机的中国市场份额达到69%；如果按照实际运行的出力考虑，MHPS低热值高炉煤气燃机的中国市场份额更是达到77%左右，远超其他燃机制造厂商，如图3所示。

3 BFG特点及MHPS燃烧技术

相比于高热值的天然气，钢厂的副产高炉煤气为低热值燃料气，可燃成分含量低，通常热值为2800-3500kJ/Nm3。

高炉煤气由于可燃成分CO、H2、CH4含量较少，理论燃烧温度低，燃烧稳定性差，因此高炉煤气的高效利用存在一定的难度，面临诸多的技术难题。MHPS针对BFG燃烧稳定性差、含尘量大以及热值波动大等特点，开发了专烧低热值煤气的低速扩散式燃烧器，采用环管型设计和独特的燃烧室旁通阀结构（见图4），不仅成功实现低NOx排放，也能极大地提高燃料适应性和鲁棒性。

4持续不断的技术升级

自2006年第一台机组投运以来，MHPS低热值高炉煤气燃机在中国已积累了十多年的运行经验。近年来，由于钢厂经营形式、生产工艺及原材料采购等存在诸多不确定性，导致了高炉煤气的含尘量和杂质含量高和热值波动大，这也成为影响机组稳定运行的重要因素。针对这种情况，MHPS急客户所急，持续进行了技术改进，为客户的安全、高效、经济运行保驾护航。

4.1 技术改善内容

十多年来，本着顾客至上、积极响应用户需求的原则，并依托于先进的设计理念和丰富的生产制造经验，MHPS对低热值高炉煤气燃机进行了数十项的技术升级和改善，并成功应用于现有机组。技术改善对策主要基于改善燃料适应性、提高运行可靠性和改善经济性等三方面。

4.2 技术改善成果

伴随着技术改进方案的不断应用，MHPS低热值煤气机组的运行可靠性得到大幅度提高，如图5所示。排除用户原因和定期检修因素，机组的年运行率高达99.5%以上。随着用户操作维护水平的不断提高和定期检修周期的延长，MHPS低热值高炉煤气机组的年运行率可得到进一步提高。

安全、高效和可靠的运行是创造良好经济效益的前提条件。根据用户反馈的数据，M701SDA机组年平均运行时间在8500h以上，除去检修或煤气不足的年份，运行时间也在7500-8000h。M701SDA机组年平均发电量在12亿度左右，定期检修年份的发电量也在10-11亿度之间；M701SF机组更是创造了长达3年连续运行的世界纪录。正是由于年运行时间的充分保证，MHPS低热值高炉煤气机组为用户创造了十分可观的经济效益和社会效益。