宝钢150 MW 高炉煤气燃气-蒸汽联合循环热电机组.pdf

亚太地区燃气轮机发电应用及气体燃料技术研讨会论文编号：

宝钢150MW高炉煤气燃气-蒸汽
联合循环热电机组

朱基木1,赵林凤1,李守玉2,陈健2

(1.上海宝山钢铁股份有限公司电厂,上海200941

2.上海发电设备成套设计研究所,上海200240)

摘要:钢铁企业在炼铁过程中，要产生大量的副产品——高炉煤气,高效回收利用高炉煤气将有利于节能降耗,减少环
境污染。介绍了宝钢建造的一套150MW专烧高炉煤气燃气轮机联合循环热电装置，这台目前世界上最大的全部燃
烧高炉煤气的联合循环装置为宝钢能源平衡，高炉煤气的高效利用，节能降耗和解决环保问题做出了贡献，也将促
进这项先进技术在我国钢铁企业中的应用和推广。该机组由GT11N2-LBTU型燃气轮机，煤气压缩机，齿轮箱，三
压蒸汽轮机，三压余热锅炉，发电机和励磁机等组成。机组采用单轴系列布置，煤气压缩机直接由机组驱动，利用
老厂蒸汽带动蒸汽轮机启动机组，系统简单，自动化程度高。该装置由日本川崎重工总成套，GT11N2-LBTU燃气
轮机，发电机及励磁机由原ABB公司制造配套，煤气压缩机由SULZER公司提供。机组的额定出力为149.6MW，
最大供汽量为180t/h，联合循环效率为45.52%。本文还介绍了该热电装置的有关调试情况以及有关运行维修情况。
关键词：高炉煤气；联合循环；热电联供

1前言

钢铁企业在炼铁过程中，要产生大量的副产品——高炉煤气（简称BFG）。一般情况下，BFG
除了在热风炉中自用和供炼焦炉加热外，还用于锅炉燃烧产生蒸汽发电和供汽，以及利用BFG本身
的压力，通过膨胀透平拖动发电机发电（TRT）等。但还有一部分多余的BFG未能回收利用而排放，
造成能源的浪费和环境污染。
宝钢是一个大型钢铁企业，自1985年第一座高炉建设以来，BFG的高效利用、整个钢厂能源
平衡及环保的改善被列为一项重要的研究课题。
回收利用剩余的BFG的途径很多，除上述的几种形式外，燃气-蒸汽联合循环形式，具有热效
率高，可以电力、蒸汽并供，启动迅速，操作方便，调节灵活，占地少，建设周期短等优点，是最
有前途的方案。因此，BFG燃气轮机及其组成的燃气-蒸汽联合循环电站得到了较快的发展。
1.1国外BFG燃气轮机的发展概况
从1945年瑞士BBC公司接受西班牙Baracado钢铁厂的第一台BFG燃气轮机订货开始，经过半
个多世纪的努力，逐步解决了BFG热值低，燃烧稳定性差、含灰量大、调节控制系统复杂等一系列
技术难题，目前BFG燃气轮机的单机容量已达144MW（毛功率），组成燃气-蒸汽联合循环的出力为
149.6MW（净功率），热效率45%以上。用户遍及西欧、前苏联、日本、美洲各国和我国。制造厂中
瑞士的原BBC公司和日本三菱重工的经验最为丰富，绝大部分BFG燃气轮机都是由他们生产的。
BBC公司从1949年到1976年间共制造了25台BFG燃气轮机，其中有4台机组发展成为燃气-
蒸汽联合循环。

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日本三菱重工1958年开始研制首台BFG燃气轮机，功率850kW，用来驱动鼓风机，安装于新日
铁八幡工厂。其后不断发展，现已研制出MW-701DBFG燃气轮机，功率为124MW，组成联合循环的
功率为145MW是三菱生产的最大的BFG燃气轮机组，联合循环热效率高于45.6%，1987年投入运
行。
1996年10月，意大利达兰多的ILVA钢铁厂由ISE运行的515MW发电厂的第一台BFG与天然
气混烧的燃气轮机组投入运行，ISE发电厂以NuovoPignone公司制造的3台MS9001E燃气轮机为
基础。NuovoPignone公司供应了燃气轮机和煤气压缩机，Ansaldo供应了发电机、蒸汽轮机和余
热锅炉。该电厂机组的输出功率和热效率水平都超过了预期值，在可靠性方面也显示出优异的成绩。
1.2国内在BFG燃气轮机方面的情况
BFG燃气轮机联合循环热电装置是钢铁工业中，合理利用能源，节能降耗，解决环境污染问题
的首选方案。我国对此项目一直十分重视，早在1979年10月就在太原市召开了“高炉煤气燃气轮
机发电技术座谈会”，山西省计委、北京钢铁设计研究总院、部分钢铁厂及有关科研院所和制造厂
参加了会议，会议对BFG燃气轮机发电的科学性和经济性予以肯定，并提出钢铁企业应把BFG燃气
轮机的应用早日提上议事日程。宝钢也十分重视BFG的高效利用问题，在1994年计划建造一台容
量为150MW专烧热值仅为3265～3516kJ/Nm3的BFG燃气-蒸汽轮机联合循环热电装置。当时，
ABB在原GT11N2的基础上开发出了燃烧低热值BFG的燃气轮机。1995年宝钢和日本川奇重工开
始在宝钢电厂建造第一台由ABB开发的燃烧低热值BFG的燃气-蒸汽联合循环热电装置（以下简称
0#机组）。该机组于19