Получение электроэнергии путем использования отходящих газов металлургического производства на примере проекта внедрения газотурбинной электростанции комбинированного цикла мощностью 303 МВт в г. Алчевске
Коваленко М. Ю., Трущалова Т. Ю., ЗАО «Экоэнергия», Алчевск, Луганская обл., Украина
Строительство газотурбинной электростанции комбинированного цикла (ГТС КЦ) в г. Алчевске Луганской обл. — один из проектов, позволяющих использовать отходы производства как вторичное сырье. Его уникальность состоит в том, что на территории СНГ это будет первая станция, позволяющая получать электроэнергию путем переработки отходящих газов металлургического и коксохимического производств.
Алчевск — один из крупных индустриальных центров Украины, где производится более 20 % промышленной продукции Луганской области и 1,7 % продукции всей Украины, что превышает показатели 10 областей и АР Крым.
Основное градообразующее предприятие города — ОАО «Алчевский металлургический комбинат» (ОАО «АМК»), промышленный объект с полным металлургическим циклом. В настоящее время на ОАО «АМК» ведется реконструкция доменного и сталеплавильного производств, которая требует новых технических решений и подходов в энергетической сфере.
Решение о строительстве ГТС КЦ было принято в связи с необходимостью обеспечения растущих потребностей комбината в электроэнергии.
В настоящее время ЗАО «Экоэнергия» ведет строительство двух энергетических блоков комбинированного цикла номинальной мощностью 303 МВт (151,5 МВт каждый). В дальнейшем предполагается строительство третьей установки такой же мощности. Станция предназначена для утилизации практически всего объема отходящих газов ОАО «АМК» и сможет обеспечить модернизируемые производства относительно дешевой электроэнергией.
В качестве топлива используют смесь, состоящую из доменного и конверторного газов основного производства ОАО «АМК» и коксового газа коксохимического завода, расположенного на прилегающей территории.
Ниже описана принципиальная схема работы ГТС КЦ.
После предварительной очистки в электрофильтре топливный газ суммарной калорийностью 1 050 ккал/кг (4 396 кДж/м3) и объемом 276 700 м3/ч поступает в многосекционный газовый компрессор, приводимый в действие паровой турбиной. В компрессоре топливный газ сжимается и нагревается до температуры 450 °С, а затем направляется в камеры сгорания газовой турбины. Воздух для горения проходит очистку в воздушном фильтре, расположенном над машинным залом, и подается в воздушный компрессор, находящийся на одном валу с газовой турбиной, где сжимается и направляется в камеры сгорания газовой турбины, образуя с топливным газом топливно-воздушную смесь.
После камер сгорания турбины горячий рабочий газ расширяется в газовой турбине, где его тепловая энергия преобразуется в механическую для вращения генератора переменного тока. После газовой турбины отработанный газ направляется через выходной диффузор и трубчатый компенсатор в котел-утилизатор, а затем — в дымовую трубу.
Тепло отработанных газов после газовой турбины используют в котле-утилизаторе для получения пара высокого (8,5 МПа и 541 °С) и низкого (0,79 МПа и 275 °С) давления, который направляется к блоку стопорно-регулирующих клапанов высокого и низкого давления однопоточной паровой турбины. Пройдя ступени паровой турбины, пар попадает в конденсатор. Охлаждение пара в конденсаторе осуществляется оборотной водой, подаваемой от циркуляционной насосной станции. Вода охлаждается в вентиляторной градирне. Конденсатным насосом конденсат перекачивается в деаэратор для отделения агрессивных газов. Из деаэратора питательная вода питательными насосами высокого и низкого давления снова направляется в котел-утилизатор.
Газовая турбина, генератор, паровая турбина и компенсатор топливных газов установлены на общий вал. Все системы представляют единый комплекс.
Выдача мощности будет осуществляться через главное распределительное устройство (ГРУ-110 кВ), связанное с подстанциями ОАО «АМК» и энергосистемой.
Основные преимущества проекта ГТС КЦ:
— сокращение затрат на электроэнергию, потребляемую ОАО «АМК»;
—
более эффективное использование
отработанных газов доменного и коксового производств;
—
сокращение объемов конвертерного газа,
направляемого на факельное сжигание;
—
сокращение объемов выбросов двуокиси
углерода (предполагаемое сокращение за период 2011—2012 гг. — 8,49 млн т).
Результаты расчетов свидетельствуют о том, что реализация проекта строительства ГТС КЦ позволит сократить количество выбросов в атмосферу вредных веществ и парниковых газов, образуемых ОАО «АМК», и улучшить экологическое состояние региона в целом.
Kovalenko M. Yu., Truschalova T. Yu., CJSC «Ekoenergiya», Alchevsk, Lugansk Oblast, Ukraine
At the present time CJSC «Ekoenergiya» is carrying out a construction project of the Combined Cycle Gas-Turbine with a capacity of 303 MW in Alchevsk, Lugansk region. Operation of this power station will allow generating electrical energy at the expense of low calorific extra metallurgical gases mixture burning; this will insure fuel and energy resources conservation. This will also dramatically cut gas emission to the atmosphere including greenhouse gases emission.
This project is unique from the point of view of energy conservation and environmental protection, and it has no analogues in Ukraine or in CIS countries.
Коваленко Михаил Юрьевич,
нач. службы промышленной безопасности, ЗАО «Экоэнергия»,
ул. Шмидта, 4, Алчевск, Луганская обл., 94202, Украина. Тел./факс (06442)
2-88-50. E-mail
Трущалова Татьяна Юрьевна,
инженер, служба промышленной безопасности, ЗАО «Экоэнергия»,
ул. Шмидта, 4, Алчевск, Луганская обл., 94202, Украина. Тел./факс (06442)
2-88-50. E-mail
© Последние изменения внесены 29.09.09
© EcoInform