鎮(zhèn)海聯(lián)合發(fā)電9E燃機油改氣工程可行性研究報告

鎮(zhèn)海9E燃機油改氣工程可行性爭論報告鎮(zhèn)海9E燃機油改氣工程可行性爭論報告101.1工程背景浙江浙能鎮(zhèn)海聯(lián)合發(fā)電〔“鎮(zhèn)海聯(lián)合發(fā)電公司”或1999年建成投產(chǎn)以來，始終以重油為燃料，發(fā)電本錢高，污染比較嚴峻〔尤其是S2和NX9E燃機油改氣工程?？尚行誀幷摰姆秶蜕疃缺究尚行誀幷摰臓幷摲秶蜕疃葏⒄罩腥A人民共和國電力行業(yè)標準DL/T5375-2023《火力發(fā)電廠可行性爭論報告內(nèi)容深度規(guī)定》進展。著重對與機組改燒自然氣有關的主設備本體改造、自然氣供給系統(tǒng)、自然氣調壓系統(tǒng)、掌握系統(tǒng)、消防系統(tǒng)和環(huán)境保護等進展爭論，提出投資估算并進展財務分析。本可行性爭論無業(yè)主另行托付特地爭論的其它工程。工程概況電廠現(xiàn)狀4.871×300MW燃氣-蒸汽聯(lián)2100MW級燃氣輪發(fā)電機組、2臺余熱鍋1100MWS209E“二拖一”方式。正常工況機組燃用重油，啟動用輕油。淡水接自鎮(zhèn)海發(fā)電廠，海水實行甬江岸邊取排方式。二臺燃機以及一臺汽輪發(fā)電機各以發(fā)電機變壓器組接線接入電廠220kV4回。3500小時，調峰運行。但由于油價高企，近年來實際年運行時間遠遠低于設計年利用小時2023年全年實際運行時間1822.141049.72小時。2023年全年實際運1246.68748.49小時。主要設計原則本工程為利用自然氣對電廠的S209E機組進展油改氣的爭論，將機組燃料改為僅燒自然氣，不考慮備用燃料。按業(yè)方法見，為掌握投資，余熱鍋爐受熱面局部和汽輪發(fā)電機整體目前暫不考慮改造。本工程為老廠改造，因此應充分考慮利用現(xiàn)有電廠的設施，以利節(jié)約投資，降低工程造價。廠外自然氣管道由浙江省自然氣開發(fā)負責建設。元/Nm3。3500小時計。7度。機組名義容量為1×300MW級，經(jīng)濟評價計算中毛出力按343MW334.4MW為基準進展測算。主要技術經(jīng)濟指標工程靜態(tài)投資(萬元)13101發(fā)電氣耗(NM3/kW.h)0.229平均電價〔含稅〕(元/MW.h)667.21SO排放濃度20NO 排放濃度ppmvd@15%O 25X 2粉塵排放濃度 近0主要結論及問題和建議工程建設的必要性增加電力供給，增加電網(wǎng)調峰力量發(fā)電機組技術條件限制不能隨供電負荷作無限、即時的變化，因此，為保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行，電網(wǎng)中需要存在肯定的調峰電源以保持1×300MW燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組即為浙江電網(wǎng)調峰機組。改革開放以來，浙江省經(jīng)濟迅猛進展，供電負荷業(yè)隨之快速增長，但隨著產(chǎn)業(yè)構造的調整，第三產(chǎn)業(yè)用電和居民生活用電增加快速，浙江2023～2023年間浙江電網(wǎng)統(tǒng)調最高負荷1-1。1-12023～2023年浙江電網(wǎng)統(tǒng)調最高負荷和峰谷差狀況年份2023202320232023統(tǒng)調最高負荷/萬千瓦2575.63064.13403.63712.5統(tǒng)調負荷峰谷差/萬千瓦915.61022.81157.01275.5截止至20233712.5萬千瓦，同比增長約為9.08%，最大用電峰谷差為1275.5萬千瓦，同比增長約為10.24%3600.783408.03萬161.7531.0萬千瓦。其中2023年統(tǒng)調最高負荷3712.5萬k1275.5萬而當年浙江電網(wǎng)統(tǒng)調水電裝機容量僅161.75萬kW，正常狀況下，利用火電調峰后，可根本滿足浙江省的調峰需求，豐水季節(jié)水電調峰力量降低，主要依靠火電調峰，調峰缺口117萬kW左右。因此，在調峰力量尚不充分的浙江電網(wǎng)，保存這些調峰功能強的燃機機組，對緩解我省電網(wǎng)的峰谷差將起到格外樂觀的作用。保護環(huán)境的需要承受自然氣作為燃料的聯(lián)合循環(huán)電廠承受先進的低氮燃燒技術，NOX排放低；由于自然氣中不含可檢出硫，可實現(xiàn)SO2的近零排放；所以，排放的煙氣污染物中煙塵、二氧化硫和氮氧化物等均低于原燃用重油機組的排放水平，可以大大削減對四周環(huán)境的污染物排放；本工程不增污廢水和噪聲源。因此，從環(huán)保角度來說，本工程進展油改氣具有“總量掌握”的要求。改造后對四周環(huán)境質量現(xiàn)狀有明顯的改善作用。提高能源利用率，實施節(jié)能減排和可持續(xù)進展戰(zhàn)略本改造工程實施后，預期燃機出力能提高約4.5%以上，燃機熱耗降低約0.3%。取消了重油和輕油燃料，機組正常運行和啟停均承受自然氣，節(jié)約了燃油的消耗。燃料自然氣承受直接供氣方式，不設置增壓機，同時取消了燃油處理裝置及前置泵組，節(jié)約了廠用電。所以，本工程完全符合國家節(jié)能減排和可持續(xù)進展戰(zhàn)略要求。工程建設的可行性2023年氣量根本平衡，2023年缺口又將擴大，但浙江浙能鎮(zhèn)海聯(lián)合發(fā)電已獲得浙同。本工程屬改造工程，原廠址內(nèi)有足夠的場地實施改造工程，并且交通運輸條件格外便利，無重大設備需運至廠內(nèi)。工程所在地的水文氣象條件及地址條件均適合改造工程的實施。本改造工程實施后根本不增加淡水耗量。暫不改造，與燃機改燒自然氣后進展聯(lián)合循環(huán)運行，不存在重大的技術障礙。低，可以改善當?shù)丨h(huán)境質量現(xiàn)狀。本改造工程實施后，燃機機組出力能提高約4.5%以上，燃機熱耗0.3%，符合國家節(jié)能減排和可持續(xù)進展戰(zhàn)略要求。9F所以，本工程的建設是可行的。廠址條件廠址概況鎮(zhèn)海發(fā)電廠位于浙江省寧波市鎮(zhèn)海區(qū)虹橋村，廠區(qū)地處甬江北岸，7182公里，寧波至鎮(zhèn)海的大路就在廠區(qū)北側通過，電廠進廠道路與寧鎮(zhèn)大路相接。鎮(zhèn)海發(fā)電廠現(xiàn)有裝機容量為1800MW2×125MW燃油機組，二、三期工程各為2×200MW燃煤機組，第四期工程即本工程為1×300MW燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組。其中，一期2×125MW燃油已改建2×350MW燃氣-2023投產(chǎn)。9E1×300MW燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組〔四期工程〕進展油改氣的方案論證。9E燃機電廠〔四期工程〕位于整個鎮(zhèn)海發(fā)電廠廠區(qū)的西部，其建設規(guī)模為1×300MW燃氣-1999年64.871%頻率高潮位3.72米85國家高程系，下同1%頻率最高內(nèi)河水位2.62米，場地設計標3.122100MW級燃氣輪發(fā)電機組、2臺余熱鍋爐配1臺100MW級蒸汽輪機。燃機機組露天布置在廠區(qū)的中部，汽機房布置在燃機的西北側、前大河的南岸。關心生產(chǎn)設施主要布置在主廠泵房、凈化油罐、輕油日用油罐、重油日用油罐等建構筑物。二臺燃機以及一臺汽輪發(fā)電機各以發(fā)電機變壓器組接線向東接入電廠220kV升壓站，送出4回。循環(huán)水實行甬江岸邊取排方式，取水泵房位于一期循環(huán)水泵房的西側。交通運輸大路運輸發(fā)電廠的西北側與寧鎮(zhèn)大路引接，大路交通格外便利。鐵路運輸鎮(zhèn)海發(fā)電廠的廠區(qū)北側約2公里處是從杭甬鐵路接出至鎮(zhèn)海港及鎮(zhèn)海煉化的鐵路專用線。水路運輸鎮(zhèn)海發(fā)電廠地處甬江北岸，距出?？诩s7公里，甬江能侯潮通航30006201公里處。綜上所述，本工程的交通運輸條件格外便利。因本工程為改造工程，無重大設備需運至廠內(nèi)，因此本工程不考慮大件設備的運輸。水文及工程氣象水文條件電廠潮位特征電廠瀕臨甬江，潮汐屬非正規(guī)半日潮，最高潮位通常秋季，由天文大潮患病臺風增水和上游洪水所造成，最低潮位一般發(fā)生在冬季，受西北大風影響，導致水域減水形成。依據(jù)電廠四周的鎮(zhèn)海潮位站歷年實測資料統(tǒng)計分析，電廠特征潮位如下：實測最高潮位：3.35m 1997.08.18 (1985國家高程，下同)實測最低潮位：-2.07m 1952.01.26累年平均高潮位：1.12m累年平均低潮位：-0.69m累年平均潮位：0.30m最大潮差：3.96m 2023.08.31累年平均潮差：1.82m平均漲潮歷時：6:21平均落潮歷時：6:04百年一遇高潮位：3.72m五十年一遇高潮位：3.46m97%低潮位：-2.04m保證率99%低潮位：-2.10m潮流工程海疆潮流運動根本呈往復流形態(tài)，最大垂線平均漲潮流速在0.70m/s～1.16m/s之間，流向多偏向西南，測點最大漲潮流速1.30m/s；最大垂線平均落潮流速在0.94m/s～1.32m/s大漲潮流速1.66m/s。潮流速隨潮汛大小的變化，表現(xiàn)為大潮大于中、小潮，落潮流速大于漲潮流速。泥沙工程四周甬江水域含沙量較大，大潮期間垂線平均含沙量漲潮在1.82kg/m3～3.02kg/m3之間落潮在1.12kg/m3～2.12kg/m3之間中潮期間垂線平均含沙量漲潮在1.45kg/m3～2.67kg/m3 之間，落潮在1.10kg/m3～1.57kg/m3 之間；小潮期間垂線平均含沙量漲潮在0.053kg/m3～1.17kg/m3之間，落潮在0.166kg/m3～0.906kg/m3之間，總0.2H層向底層漸漸增大，在底層含沙量最高，底層實測9.10kg/m3。內(nèi)河水位特征電廠地處平原河網(wǎng)地區(qū)，區(qū)域河流眾多，主要河流有中大河、江北大河、英雄河、西大河、前大河、浜子港等，河流縱橫穿插，與沿江的排水閘一起組成區(qū)域的排水體系。廠址四周河流主要有中大河和前大河，前大河位于廠區(qū)西北側，在廠區(qū)東北側與中大河集合，通過張檻契閘注入甬江。依據(jù)電廠四周的駱駝橋水位站歷年實測水位資料統(tǒng)計分0.85m2.41m2.50m，2.40m。氣象條件四季清楚特征。依據(jù)電廠四周北侖氣象站歷年資料統(tǒng)計，各氣象特征值如下：累年平均氣壓：1014.1hPa累年平均氣溫：16.5℃極端最高氣溫：38.5℃ (1988年7月20日)極端最低氣溫：-6.6℃ 月31日)累年平均相對濕度：79%極端最小相對濕度：10% 月19日)累年平均水汽壓：16.7hPa累年平均降水量：1316.8mm最大日降水量：160.9mm (1981年9月23日)最大小時降水量：81.2mm 7月30日)最長連續(xù)降水天數(shù)：18d 年8月30日9月16日)相應過程降水量：251.1mm累年平均蒸發(fā)量：1499.5mm累年平均霧日數(shù)：26.7d累年平均雷暴日數(shù)：31.1d最大積雪深度：14cm 1月30日)土壤凍結最大深度：50mm累年平均風速：5.1m/s格外鐘平均最大風速：34.3m/s (1988年08月08日E)瞬時最大風速：40m/s全年主導風向：ESE、NW(10%)夏季主導風向：ESE冬季主導風向：NW3-1。圖3-1 北侖氣象站全年風玫瑰圖工程設想總平面布置規(guī)劃2臺100MW級燃氣輪發(fā)電機組由燃油機組改造為燃氣機組。本專業(yè)的具體工作內(nèi)容為：1、建二套自然氣前置模塊。2、建二套燃機本體燃氣模塊。3、建自然氣調壓站和放散塔各一座。4、建自然氣調壓站、自然氣前置模塊、燃氣模塊之間的自然氣管道。對應的處理對策：1、燃機四周原來布置有燃油選擇加熱模塊，在油改氣后，該燃油前置模塊將撤除，其場地可用來布置自然氣前置模塊。4mx4.5m，需要靠近燃機布置〔3米。現(xiàn)場燃機四周只有進風道鋼#7燃機的燃氣模塊布置在燃機的東側，#8燃機的燃氣模塊布置在燃機的西側。3、自然氣調壓站和放散塔需要的占地比較大，約18mx40m，自然氣調壓站和放散塔均為甲類建筑，對四周建筑均需保證足夠的安全間距，這在四期燃機電廠的內(nèi)部是無法布置的，因此，自然氣調壓站和放站的南側。該場地目前為空地，無其它建筑，局部場地目前已敷設石渣回填，作為自然氣公司末站南側的簡易路面使用。4、由調壓站出來的自然氣管〔2根管徑DN200〕承受直埋方式沿220kV屋外配電裝置之間沿現(xiàn)有進廠小橋西#8#7燃機的自然敷設。該改造方案的優(yōu)點是：可充分利用現(xiàn)有場地及設施進展改造，無需增加工業(yè)用地。該改造方案的缺點是：調壓站離燃機距離較遠，需要選擇適宜的調壓器和供氣管徑以保證變負荷時壓力波動不影響燃機運行。另外，因本工程改造工程不需要很大的施工場地，完全可以利用四周空地解決，因此，本工程不考慮租借施工場地。裝機改造方案燃機系統(tǒng)原有狀況PG9171E型，正常燃用重油，啟停用輕油。其中#8燃機〔對應GE296882〕2023年作性能升級，可實現(xiàn)〔firingtemperature)#7〔GE296883〕不能實現(xiàn)最高點火溫度。4-1。4-1燃機估算性能參數(shù)環(huán)境溫度 ℃燃料-10重油15重油39.4重油發(fā)電機毛出力 MW130.580112.63094.190排煙流量 kg/sec453.3409.7364.3排煙溫度 ℃505523541毛熱耗率 KJ/KWh10709.811028.011630.9環(huán)境溫度 ℃-101539.4燃料輕油輕油輕油發(fā)電機毛出力 MW138.640119.820100.510排煙流量 kg/sec453.5409.8364.4排煙溫度 ℃524541560毛熱耗率 KJ/KWh10563.310860.611430.04.2.1.2 改造內(nèi)容及改造后性能本工程燃機的改造內(nèi)容包括撤除與液態(tài)燃料系統(tǒng)和霧化空氣系統(tǒng)相關的設施和管道，增加氣體燃料模塊、燃氣速比/截止閥〔SR、燃料掌握閥〔GCV、燃氣止回閥組、燃氣管道及過濾器等，同時將燃料系統(tǒng)由燒輕重油燃料的標準燃燒器更換為僅燒自然氣的DLN-1燃燒器，置。4-24-3。燃機性能及排氣參數(shù)均為粗略估算值，假設燃機為全狀態(tài)，未計入燃機老化等因素。表4-2 #7燃機性能參數(shù)環(huán)境溫度℃-7.215.0037.2發(fā)電機毛出力MW137.348120.000101.983排煙流量kg/sec457.530418.301377.495排煙溫度℃516.8532.2548.2毛熱耗率KJ/KWh10498.410795.211308.3表4-3 #8燃機性能參數(shù)環(huán)境溫度℃-7.215.0037.2發(fā)電機毛出力MW149.440131.250112.414排煙流量kg/sec457.577417.799376.692排煙溫度℃522.6538.3554.8毛熱耗率KJ/KWh10016.610263.810689.3余熱鍋爐系統(tǒng)原有狀況鎮(zhèn)海聯(lián)合發(fā)電公司與燃機配套的余熱鍋爐由荷蘭NEM公司設計，其中高壓汽包、除氧器、各受壓件模塊由杭鍋集團制造。鍋爐〔管箱〕都通過8根吊桿懸掛在爐頂鋼架上。鍋爐運行時，本體受熱面模塊〔管箱〕向下膨脹。燃機燃重油時，鍋爐的最大額定蒸發(fā)量為171.7t/h5076.9MPa，排煙溫度為175171.7t/h，過熱蒸5077.5MPa172℃。由于燃機設計燃料為重油，受熱面積灰狀況比較嚴峻，故鍋爐配備了6層每層3182熱面吸熱后經(jīng)出口轉彎煙道進入二臺鍋爐合用的混凝土煙囪。改造內(nèi)容燃機改燃自然氣后，其排氣量相應增加，排氣溫度也有所提高。經(jīng)時，#7178t/h，#8燃機182t/h。燃機改燃自然氣后，原有的吹灰器可以拆掉，這樣可以提高爐子本體的密封性，并削減吹灰器的日常維護工件量。由于鍋爐受熱面沒變，所以鍋爐的鋼構造、懸吊裝置等根本均能滿足安全、強度等方面的要求。結論鍋爐通過簡潔的改造，可以滿足電廠改燒自然氣的要求。具體的改造內(nèi)容需要在鍋爐廠進一步核算之后才能確定。蒸汽輪機系統(tǒng)本工程原有的蒸汽輪機為GEC-ALSTOM生產(chǎn)的單壓進汽汽輪機。72.2bara503376t/h的112MW66bara，進汽340t/h103MW。ISO工況下汽輪機進汽流量增加約20t/h110MW。本工程暫不考慮改造汽輪機，以后如需改造，另作論證。改造后機組性能本工程改造后，ISO4-4。4-4ISO工況性能參數(shù)匯總表工程單位數(shù)值#7燃機毛出力MW120.000#7燃機毛熱耗率KJ/KWh10795.2#7燃機排煙溫度℃532.2#7燃機排煙流量kg/sec418.301#7燃機配套余熱鍋爐過熱蒸汽壓力Mpa6.9#7燃機配套余熱鍋爐過熱蒸汽溫度℃507#7燃機配套余熱鍋爐過熱蒸汽流量t/h178#7燃機配套余熱鍋爐排煙溫度℃175#8燃機毛出力MW131.250#8燃機毛熱耗率KJ/KWh10263.8#8燃機排煙溫度℃538.3#8燃機排煙流量kg/sec417.799#8燃機配套余熱鍋爐過熱蒸汽壓力Mpa6.9#8燃機配套余熱鍋爐過熱蒸汽溫度℃507#8燃機配套余熱鍋爐過熱蒸汽流量t/h182#8燃機配套余熱鍋爐排煙溫度℃171汽輪機進汽壓力Mpa6.6汽輪機進汽溫度℃505汽輪機進汽流量t/h360汽輪機排汽背壓kPa5.1汽輪機毛出力MW110聯(lián)合循環(huán)毛出力MW361聯(lián)合循環(huán)毛效率%49.18聯(lián)合循環(huán)毛熱耗率kJ/kWh7320廠用電率%2.5聯(lián)合循環(huán)凈出力MW352聯(lián)合循環(huán)凈效率%47.95聯(lián)合循環(huán)凈熱耗率聯(lián)合循環(huán)凈熱耗率kJ/kWh7508由于燃機制造廠家GE供給的燃機性能及排氣參數(shù)均為粗略估算值，假設燃機為全狀態(tài)，未計入燃機老化等因素；同時，余熱鍋爐和汽輪機暫不考慮改造，制造廠家還需在下階段進一步核算性能數(shù)據(jù)，因此上述性能參數(shù)均為估算值?？紤]到影響燃氣輪機性能的一些因素，如當?shù)貙嶋H氣象條件、燃氣輪機隨使用年限的增加性能降低、進氣及排煙損失、機組頻繁啟停等，本工程在技術經(jīng)濟分