蘇丹吉利聯(lián)合循環(huán)電廠介紹

蘇丹吉利聯(lián)合循環(huán)電廠介紹一、項目背景：燃氣輪機電廠由于其建設周期短，機組啟動快在全球各地發(fā)電行業(yè)中所占的比重越來越高。為應對可能出現(xiàn)的大電網(wǎng)事故，快速恢復電力供應，燃機電廠——特別是具有黑啟動能力的燃機電廠顯得尤為重要。蘇丹吉利電廠一期有2套206B燃機-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組（4臺燃機），具備黑啟動能力，40°C環(huán)境溫度下，電廠出力200MW,2003年開始發(fā)電，2004年初全部投產(chǎn)。電廠負荷占當時整個蘇丹電網(wǎng)負荷的1/3，是當時蘇丹國內(nèi)僅次于喀土穆煉油廠的第二大企業(yè)，總統(tǒng)參加了開工典禮，可想吉利電廠當時在蘇丹的地位。然而隨著蘇丹麥洛維大壩水電1250MW、卡北電廠二期200MW的擴建，以及吉利四期110MW煉油焦發(fā)電項目的投入運行，吉利一期所占份額越來越低，同時吉利一期的燃料是輕柴油（LDO）和液化石油氣（LPG），隨著國際燃油市場價格的不斷攀升，發(fā)電成本越來越高，電廠退出了主力發(fā)電廠的行列，淪為電網(wǎng)的調(diào)峰機組，地位也越來越低。為尋求進一步發(fā)展，降低燃料成本，尋求價格更便宜的可利用燃料成為電廠的唯一出路。電廠毗鄰的喀土穆煉油廠有煉油的中間產(chǎn)物重焦化汽油（HeavyCokedGasOil），簡稱HCG0，價格只有輕柴油的1/3。燃機是否能夠使用此燃料以及如何使用此燃料業(yè)主心里沒底，而南港公司在燃機的燃料改造方面積累了豐富的經(jīng)驗，早年為降低燃料成本進行的輕油改重油、近年為降低污染滿足環(huán)保要求進行的燃油改天然氣和最近為降低氮氧化物排放進行的低氮燃燒系統(tǒng)的改造，改造了近50套機組。業(yè)主在多方了解咨詢后選擇了南港公司為其改造一期的四臺燃機，并與2012年7月簽訂合同。二、項目設計：

1設計依據(jù)：1.1燃料成份和性能TestItemsMethodResuEtsUnilsVanadium(V)ASTMD5185-09Lessthan0.10mg■也Nickel(Ni)ASTMOS18^09Lessthan0.10mg-1kgIran(Fe)ASTWIOS1S5-M0.11mg/畑Calcium(Ca)ASTMD5195^09Lessthan0.10Capper(Cu)ASTWID&1S5-09Lessthan0.10Magnssium(Mg}ASTMD6ia5-09L^^than0.10mg.'k^Scdium(Na)hPotassium(K)ASTMDS1S5-09L自倉than0.30/ea曲Zinc(Zn)ASTMDSISB-OaL^ssthan0.10Densityat15degCASTMD4052-090.9D91g/cm3FlashPointASTMD&3-10a(ProcedureB)101.0degreeC丄」WalerContentASTMD630^070.Q3%wtToialAcidNumt>ejASTMD66^-Q9a1.15mgKOH/gPourPointASTMD3709-adegreeCKinematicViscosityalTOOdegreeCASTMD445-104.03BmmS'sAshCont&ntASTMD4&207LessthanG.001%wtSulphurContentASTMD429^100J10%wtCarbonResidueASTWID4530-070.40%wt1.2燃料粘度Theabove宙注mpl魯 roc刑聽dfromUwclfont直和打 Th好folk^^kigre鳥u11$haHoyBocgbtgfn曲d:ANALYTICALI7EMSUMITMETHODSPECIFICATIONSRESULTSMINMAXKinemaiicViscosity@iOHCASTM0445*11*-+WFAKinematicV1scosily@20Xmm:/$ASTMD445-11107.6KinemaiicVjseosily@30"CmmJ/sASTMD^5^1—:33.04KinematicViscosil^WCmmf/sASTMD制眷行-?2^.16KinematicViscosilY@50,)Cmm2/sASW04^5*11■14.77KinematicViscosity?60°CnmJ/sASTMD獻5片1……10.G3Kinematic訥各cc制 CmmJ/sASTMD445H1—7.986KinemalicViscosity?SG*'Cmm^/sASTM0445-116282Kiaem^licVi&cosily@&0°Cmm;/sASTM0^5-11 I4J9&4KmemalicVb&cosiiy@lOO^Cmm'/sASIM0^5-11-4.004KrnemaiicVi&ccsily@5mmJ/s*CAS7MD^5-^1■B9.6Theabov&reflectsourFindingsattrme?dateandplaceofabimmentionedonfyanddoesnotrefertoanyothermalters.1.3其它業(yè)主電廠原設計圖紙、資料，燃機制造廠家的圖紙、資料，業(yè)主的其它要求。2工程設計范圍從儲油罐到燃機范圍內(nèi)的所有需要改造、增加的設備，主要包括：2.1油罐區(qū)：增加1個油罐加熱器及油罐區(qū)管道。2.2泵房區(qū)：增加4臺燃料輸送泵和4臺加熱器及其管道，新增一個燃油泵房。2.3燃機區(qū)：增加4臺過濾切換模塊和一個HCGO沖洗回油箱。2.4管廊區(qū)：聯(lián)接泵房與過濾切換模塊之間的燃油管道及其它蒸汽、儀表空氣管道等。2.5燃機本體：更換霧化空氣泵、流量分配器、燃油單向閥，增加燃料沖洗閥門和相應的管道。2.6控制和電氣：為達到燃機安全運行的目的，增加相應的控制和電氣系統(tǒng)。3系統(tǒng)設計根據(jù)業(yè)主最終確定的燃料油品分析報告，燃料中的鈉、鉀、磯、鈣、鉛（未見）含量未超出GE燃料規(guī)范GEI-41047K的要求，燃料不需要進行鈉、鉀、磯、鈣、鉛的處理，對不能滿足直接使用的燃料粘度通過加熱燃料來達到燃機使用要求。3.1設計原理圖：CortipfromLDO伽k FomMingp哪slidii ii i i3.2系統(tǒng)說明321廠區(qū)平面布置根據(jù)現(xiàn)場條件，本次改造新增設備均布置在現(xiàn)有空地上，新增泵房布置在原LDO泵房的側(cè)面的空地上，燃機的前置過濾模塊布置在機組右側(cè)，不影響燃機的運行和維護。電廠原有管道主要是沿管架敷設，本次改造新增管道也按原有的管架敷設，油罐區(qū)原埋地管，改為管架敷設。3.2.2油罐區(qū)電廠原有4個輕柴油罐，保留1#油罐為輕柴油罐，其它3個改為HCGO油罐，其中4#油罐增加油罐加熱器，加熱HCGO。本次改造因業(yè)主資金原因，3個HCGO油罐不設保溫，將來根據(jù)實際需要再增加oHCGO回油可以回到2#、3#、4#油罐。油罐加熱器的加熱熱源是蒸汽，油罐設高溫溫度開關(guān)和低溫溫度開關(guān)，控制蒸汽閥門開和關(guān)，使油罐內(nèi)的油溫保持在低溫溫度開關(guān)設定溫度以上。3.2.3泵房在新的HCGO泵房布置4套泵和加熱模塊，兩用兩備。主要包括泵前過濾、燃油泵、換熱器、溫度調(diào)節(jié)閥等HCGO燃料經(jīng)過濾器FI101后進入雙螺桿泵PM101入口，經(jīng)過泵（電機30Kw）增壓進入板式換熱器HX101被蒸汽加熱到75°C后經(jīng)燃油母管送到燃機前的過濾、切換模塊。過濾器前后設壓力表就地顯示和壓差開關(guān)遠傳報警。加熱蒸汽經(jīng)過溫度控制閥TCV101調(diào)節(jié)蒸汽流量來控制加熱器出口HCGO溫度75C,當溫度低于60C和高于80C時分別給出低溫和高溫報警。DCS通過加熱器出口油管路上的熱電阻反饋的溫度控制溫控閥TCV101的閥門開度，當溫度低于設定值時開大閥門，當溫度高壓設定溫度時關(guān)小閥門。溫控閥前設置常閉氣動球閥VA105，此閥由電磁閥20HS-1控制，在本泵組油泵運行的同時電磁閥20HS-1帶電，打開VA105閥門，給加熱器供蒸汽，在泵停運的同時關(guān)閉此閥。加熱器設置自動疏水閥DV101，加熱管路設置管路自動疏水閥DV102。泵房燃油母管設旁通氣動閥組VA502，此閥為常閉氣動閥門，由電磁閥20FB控制。在冬天機組長期停運，母管溫度RT562顯示的溫度低于15C時說明母管內(nèi)HCGO油凝結(jié)流動阻力大，先將此閥打開，等母管溫度升高至20C后，管道內(nèi)的HCGO能自然流動，此時20FB失電，關(guān)閉VA502閥門。此方式也可以用于快速加熱油罐油內(nèi)的燃油。氣動閥設位置開關(guān)供DCS顯示閥門位置。3.2.4前置系統(tǒng)每套燃機前增加一套HCGO過濾、切換模塊，包含過濾器、流量計、燃料三通切換閥。模塊HCGO入口設常閉氣動閥VA101，在機組啟動前HCGO油循環(huán)時打開，此閥門由電磁閥20HF-1控制，氣動閥設位置開關(guān)。HCGO經(jīng)過雙聯(lián)過濾器FI102或FI103過濾后，經(jīng)流量計進到三通切換閥VA104前，流量計帶就地顯示和遠傳信號，過濾器前后設壓力表就地顯示，設壓差開關(guān)遠傳報警。在流量計前設HCGO旁通管路，在HCGO油溫未滿足設定溫度前HCGO通過旁路管道經(jīng)氣動閥VA102進入HCGO回油母管，回到HCGO油罐。當油溫達到設定溫度后，電磁閥20BV-1帶電，關(guān)閉VA102，氣動閥設位置開關(guān)。HCGO管路上設就地顯示溫度計TI164和3個熱電偶（TC161、TC162、TC163）給MARKV顯示溫度，同時作為三通切換閥是否允許動作的判斷條件，當油溫高于70°C時允許燃油從輕油（LDO）切換到HCGO,當HCGO溫度低于60°C時。HCGO自動切換到LDO。HCGO管路上設溫度開關(guān)26TFH-1和26TFL-1，當HCGO溫度高于26TFH-1的設定值（80C）時給出高溫報警，當溫度低于26TFL-1的設定值（60°C）,同時機組以HCGO運行時，給出HCGO溫度低報警。HCGO管路上設壓力開關(guān)63PFH-1和63PFL-1、63PFL-2、63PFL-3，當HCGO壓力高于63PFH-1設定值時報警，當壓力低于63PFL-1、63PFL-2、63PFL-3的設定值時，HCGO自動切換到LDO。（63PFL-1、63PFL-2、63PFL-3采取3選2表決。）管路上還設有蓄能器AF101，可以穩(wěn)定HCGO壓力。輕油泵送來的LDO經(jīng)過Y型過濾器YF101、常閉氣動球閥VA103、流量計FM103和自立式調(diào)壓閥RV101進到三通切換閥前，自立式調(diào)壓閥RV101調(diào)節(jié)閥后壓力略高于HCGO的壓力。3.2.5管路電廠原LDO管道采用的是雙母管制，本次改造保留一根LDO管道，將另一根LDO管道改為HCGO回油管，另外增加一根HCGO的供油管。HCGO的加熱蒸汽取自電廠原有的LPG加熱蒸汽，從LPG加熱蒸汽母管上開三通將蒸汽引至泵房的加熱器加熱HCGO。蒸汽管道和HCGO管道需要保溫，在最高點設置排空，在最低點設置排污，蒸汽管道在低位還設置疏水。在燃油母管的最遠端設置氣動壓力調(diào)節(jié)閥PCV501（常開），調(diào)節(jié)母管壓力保持4bar壓力。PCV501自備定位控制器（包含氣源過濾、調(diào)壓），壓力變送器96PF-1測量的壓力信號通過DCS與設定的壓力比較，給出4-20mA信號給閥門定位器控制閥門開度，調(diào)節(jié)HCGO的回油量來調(diào)節(jié)HCGO母管壓力。3.2.6燃機本體燃機改用HCGO燃料后，機組本體需要做相應的改變：燃油流量分配器：更換新的燃油流量分配器，以適應高溫HCGO運行的要求。霧化空氣泵：更換高壓型霧化空氣泵以適應高粘度HCGO的要求。HCGO沖洗系統(tǒng)：由于HCGO燃料粘度高，如果HCGO在管道內(nèi)冷卻會凝結(jié)在管道中堵塞管道，因此，當機組在燃燒HCGO時發(fā)生遮斷停機，應對燃料噴嘴前的管路進行沖洗，用LDO燃料沖洗燃油管路，直到燃油管線100%為柴油，可以通過玻璃窺窗觀察。透平水洗：增加透平水洗，水洗管路直接由原壓氣機水洗管道分一支通過霧化空氣母管由燃料噴嘴進入透平。3.2.7控制和電氣為滿足上述功能需要，增加相應的一次儀表和電器設備，MarkV和DCS程序做相應的修改。新泵房增加了4臺HCGO燃料泵和3臺通風機，在原有的MCC間增加兩列電器控制柜。三、項目施工1產(chǎn)品制造在2012年7月合同生效后，南港動力組織人員開始產(chǎn)品設計，并在7月底完成圖紙初設并提交業(yè)主審核，8月11日赴蘇丹參加設計聯(lián)絡會，南港解答業(yè)主提出的各種問題，經(jīng)過充分討論，最終確定設計方案。南京南港迅速組織長周期設備訂貨，同時開始模塊圖紙設計，9月底開始設備模塊的制作，包括：油罐加熱器，泵、加熱模塊，過濾、切換模塊。油罐加熱器片組：泵、加熱模塊:1制作過程中的過濾切換模塊（切換閥未到貨安裝）:2012年12月中旬完成全部四套改造設備的工廠制作以及現(xiàn)場安裝設備、材料的采購、驗收工作，下旬完成全部裝箱。2013年1月從上海港發(fā)貨，3月中旬設備到達蘇丹現(xiàn)場，3月28日燃料改造項目現(xiàn)場施工正式開始。2現(xiàn)場施工蘇丹吉利電廠位于喀土穆以北80公里的開發(fā)區(qū)，毗鄰中石油投資建設的喀土穆煉油廠?？ν聊率翘K丹共和國的首都，位于青尼羅河與白尼羅河的交匯處?？ν聊掠小笆澜缁馉t”之稱，氣候炎熱干燥，年平均氣溫為28.7°C,最高氣溫達47.2°C,每年3月到11月，白天一出門，滾燙的熱浪就撲面而來，宛如步入桑拿房，常常晚上10點鐘去散步，地面仍散發(fā)陣陣的熱氣。4、5月份是來自撒哈拉沙漠的沙塵暴肆虐的季節(jié)，狂風卷著漫天的沙塵氣勢洶洶、昏天黑地地一刮數(shù)天。漫天黃沙無孔不入，人在屋中，也能感到陣陣土腥味，甚至有時睡夢中也會被憋醒。此次改造正趕上蘇丹最炎熱的季節(jié)，夏日炎炎，草木都低垂著頭；小狗熱得躲到冷卻塔下躺著，吐出舌