苏丹吉利联合循环电厂介绍

苏丹吉利联合循环电厂介绍一、项目背景：燃气轮机电厂由于其建设周期短，机组启动快在全球各地发电行业中所占的比重越来越高。为应对可能出现的大电网事故，快速恢复电力供应，燃机电厂——特别是具有黑启动能力的燃机电厂显得尤为重要。苏丹吉利电厂一期有2套206B燃机-蒸汽联合循环机组（4台燃机），具备黑启动能力，40°C环境温度下，电厂出力200MW,2003年开始发电，2004年初全部投产。电厂负荷占当时整个苏丹电网负荷的1/3，是当时苏丹国内仅次于喀土穆炼油厂的第二大企业，总统参加了开工典礼，可想吉利电厂当时在苏丹的地位。然而随着苏丹麦洛维大坝水电1250MW、卡北电厂二期200MW的扩建，以及吉利四期110MW炼油焦发电项目的投入运行，吉利一期所占份额越来越低，同时吉利一期的燃料是轻柴油（LDO）和液化石油气（LPG），随着国际燃油市场价格的不断攀升，发电成本越来越高，电厂退出了主力发电厂的行列，沦为电网的调峰机组，地位也越来越低。为寻求进一步发展，降低燃料成本，寻求价格更便宜的可利用燃料成为电厂的唯一出路。电厂毗邻的喀土穆炼油厂有炼油的中间产物重焦化汽油（HeavyCokedGasOil），简称HCG0，价格只有轻柴油的1/3。燃机是否能够使用此燃料以及如何使用此燃料业主心里没底，而南港公司在燃机的燃料改造方面积累了丰富的经验，早年为降低燃料成本进行的轻油改重油、近年为降低污染满足环保要求进行的燃油改天然气和最近为降低氮氧化物排放进行的低氮燃烧系统的改造，改造了近50套机组。业主在多方了解咨询后选择了南港公司为其改造一期的四台燃机，并与2012年7月签订合同。二、项目设计：

1设计依据：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鲁 roc刑聽dfromUwclfont直和打 Th好folk^^kigre鸟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献5片1……10.G3Kinematic讷各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其它业主电厂原设计图纸、资料，燃机制造厂家的图纸、资料，业主的其它要求。2工程设计范围从储油罐到燃机范围内的所有需要改造、增加的设备，主要包括：2.1油罐区：增加1个油罐加热器及油罐区管道。2.2泵房区：增加4台燃料输送泵和4台加热器及其管道，新增一个燃油泵房。2.3燃机区：增加4台过滤切换模块和一个HCGO冲洗回油箱。2.4管廊区：联接泵房与过滤切换模块之间的燃油管道及其它蒸汽、仪表空气管道等。2.5燃机本体：更换雾化空气泵、流量分配器、燃油单向阀，增加燃料冲洗阀门和相应的管道。2.6控制和电气：为达到燃机安全运行的目的，增加相应的控制和电气系统。3系统设计根据业主最终确定的燃料油品分析报告，燃料中的钠、钾、矶、钙、铅（未见）含量未超出GE燃料规范GEI-41047K的要求，燃料不需要进行钠、钾、矶、钙、铅的处理，对不能满足直接使用的燃料粘度通过加热燃料来达到燃机使用要求。3.1设计原理图：CortipfromLDO伽k FomMingp哪slidii ii i i3.2系统说明321厂区平面布置根据现场条件，本次改造新增设备均布置在现有空地上，新增泵房布置在原LDO泵房的侧面的空地上，燃机的前置过滤模块布置在机组右侧，不影响燃机的运行和维护。电厂原有管道主要是沿管架敷设，本次改造新增管道也按原有的管架敷设，油罐区原埋地管，改为管架敷设。3.2.2油罐区电厂原有4个轻柴油罐，保留1#油罐为轻柴油罐，其它3个改为HCGO油罐，其中4#油罐增加油罐加热器，加热HCGO。本次改造因业主资金原因，3个HCGO油罐不设保温，将来根据实际需要再增加oHCGO回油可以回到2#、3#、4#油罐。油罐加热器的加热热源是蒸汽，油罐设高温温度开关和低温温度开关，控制蒸汽阀门开和关，使油罐内的油温保持在低温温度开关设定温度以上。3.2.3泵房在新的HCGO泵房布置4套泵和加热模块，两用两备。主要包括泵前过滤、燃油泵、换热器、温度调节阀等HCGO燃料经过滤器FI101后进入双螺杆泵PM101入口，经过泵（电机30Kw）增压进入板式换热器HX101被蒸汽加热到75°C后经燃油母管送到燃机前的过滤、切换模块。过滤器前后设压力表就地显示和压差开关远传报警。加热蒸汽经过温度控制阀TCV101调节蒸汽流量来控制加热器出口HCGO温度75C,当温度低于60C和高于80C时分别给出低温和高温报警。DCS通过加热器出口油管路上的热电阻反馈的温度控制温控阀TCV101的阀门开度，当温度低于设定值时开大阀门，当温度高压设定温度时关小阀门。温控阀前设置常闭气动球阀VA105，此阀由电磁阀20HS-1控制，在本泵组油泵运行的同时电磁阀20HS-1带电，打开VA105阀门，给加热器供蒸汽，在泵停运的同时关闭此阀。加热器设置自动疏水阀DV101，加热管路设置管路自动疏水阀DV102。泵房燃油母管设旁通气动阀组VA502，此阀为常闭气动阀门，由电磁阀20FB控制。在冬天机组长期停运，母管温度RT562显示的温度低于15C时说明母管内HCGO油凝结流动阻力大，先将此阀打开，等母管温度升高至20C后，管道内的HCGO能自然流动，此时20FB失电，关闭VA502阀门。此方式也可以用于快速加热油罐油内的燃油。气动阀设位置开关供DCS显示阀门位置。3.2.4前置系统每套燃机前增加一套HCGO过滤、切换模块，包含过滤器、流量计、燃料三通切换阀。模块HCGO入口设常闭气动阀VA101，在机组启动前HCGO油循环时打开，此阀门由电磁阀20HF-1控制，气动阀设位置开关。HCGO经过双联过滤器FI102或FI103过滤后，经流量计进到三通切换阀VA104前，流量计带就地显示和远传信号，过滤器前后设压力表就地显示，设压差开关远传报警。在流量计前设HCGO旁通管路，在HCGO油温未满足设定温度前HCGO通过旁路管道经气动阀VA102进入HCGO回油母管，回到HCGO油罐。当油温达到设定温度后，电磁阀20BV-1带电，关闭VA102，气动阀设位置开关。HCGO管路上设就地显示温度计TI164和3个热电偶（TC161、TC162、TC163）给MARKV显示温度，同时作为三通切换阀是否允许动作的判断条件，当油温高于70°C时允许燃油从轻油（LDO）切换到HCGO,当HCGO温度低于60°C时。HCGO自动切换到LDO。HCGO管路上设温度开关26TFH-1和26TFL-1，当HCGO温度高于26TFH-1的设定值（80C）时给出高温报警，当温度低于26TFL-1的设定值（60°C）,同时机组以HCGO运行时，给出HCGO温度低报警。HCGO管路上设压力开关63PFH-1和63PFL-1、63PFL-2、63PFL-3，当HCGO压力高于63PFH-1设定值时报警，当压力低于63PFL-1、63PFL-2、63PFL-3的设定值时，HCGO自动切换到LDO。（63PFL-1、63PFL-2、63PFL-3采取3选2表决。）管路上还设有蓄能器AF101，可以稳定HCGO压力。轻油泵送来的LDO经过Y型过滤器YF101、常闭气动球阀VA103、流量计FM103和自立式调压阀RV101进到三通切换阀前，自立式调压阀RV101调节阀后压力略高于HCGO的压力。3.2.5管路电厂原LDO管道采用的是双母管制，本次改造保留一根LDO管道，将另一根LDO管道改为HCGO回油管，另外增加一根HCGO的供油管。HCGO的加热蒸汽取自电厂原有的LPG加热蒸汽，从LPG加热蒸汽母管上开三通将蒸汽引至泵房的加热器加热HCGO。蒸汽管道和HCGO管道需要保温，在最高点设置排空，在最低点设置排污，蒸汽管道在低位还设置疏水。在燃油母管的最远端设置气动压力调节阀PCV501（常开），调节母管压力保持4bar压力。PCV501自备定位控制器（包含气源过滤、调压），压力变送器96PF-1测量的压力信号通过DCS与设定的压力比较，给出4-20mA信号给阀门定位器控制阀门开度，调节HCGO的回油量来调节HCGO母管压力。3.2.6燃机本体燃机改用HCGO燃料后，机组本体需要做相应的改变：燃油流量分配器：更换新的燃油流量分配器，以适应高温HCGO运行的要求。雾化空气泵：更换高压型雾化空气泵以适应高粘度HCGO的要求。HCGO冲洗系统：由于HCGO燃料粘度高，如果HCGO在管道内冷却会凝结在管道中堵塞管道，因此，当机组在燃烧HCGO时发生遮断停机，应对燃料喷嘴前的管路进行冲洗，用LDO燃料冲洗燃油管路，直到燃油管线100%为柴油，可以通过玻璃窥窗观察。透平水洗：增加透平水洗，水洗管路直接由原压气机水洗管道分一支通过雾化空气母管由燃料喷嘴进入透平。3.2.7控制和电气为满足上述功能需要，增加相应的一次仪表和电器设备，MarkV和DCS程序做相应的修改。新泵房增加了4台HCGO燃料泵和3台通风机，在原有的MCC间增加两列电器控制柜。三、项目施工1产品制造在2012年7月合同生效后，南港动力组织人员开始产品设计，并在7月底完成图纸初设并提交业主审核，8月11日赴苏丹参加设计联络会，南港解答业主提出的各种问题，经过充分讨论，最终确定设计方案。南京南港迅速组织长周期设备订货，同时开始模块图纸设计，9月底开始设备模块的制作，包括：油罐加热器，泵、加热模块，过滤、切换模块。油罐加热器片组：泵、加热模块:1制作过程中的过滤切换模块（切换阀未到货安装）:2012年12月中旬完成全部四套改造设备的工厂制作以及现场安装设备、材料的采购、验收工作，下旬完成全部装箱。2013年1月从上海港发货，3月中旬设备到达苏丹现场，3月28日燃料改造项目现场施工正式开始。2现场施工苏丹吉利电厂位于喀土穆以北80公里的开发区，毗邻中石油投资建设的喀土穆炼油厂。喀土穆是苏丹共和国的首都，位于青尼罗河与白尼罗河的交汇处。喀土穆有“世界火炉”之称，气候炎热干燥，年平均气温为28.7°C,最高气温达47.2°C,每年3月到11月，白天一出门，滚烫的热浪就扑面而来，宛如步入桑拿房，常常晚上10点钟去散步，地面仍散发阵阵的热气。4、5月份是来自撒哈拉沙漠的沙尘暴肆虐的季节，狂风卷着漫天的沙尘气势汹汹、昏天黑地地一刮数天。漫天黄沙无孔不入，人在屋中，也能感到阵阵土腥味，甚至有时睡梦中也会被憋醒。此次改造正赶上苏丹最炎热的季节，夏日炎炎，草木都低垂着头；小狗热得躲到冷却塔下躺着，吐出舌