沙特吉贊IGCC項目工藝簡述

高華峰

摘 要：在一帶一路的倡導下，國內基建工程公司的業務都在海外持續推廣。以電力建設為例，近幾年重心逐漸往中東油氣資源豐富的國家和地區轉移。本文論述的項目即為沙特阿美石油公司在吉贊經濟城新建的一個世界級規模的煉化能力為40萬桶/天的煉油廠配套的整體氣化聯合循環發電項目。

關鍵詞：IGCC;工藝流程;煉油廠;發電模塊

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.157

0 前言

此IGCC整個項目除了為煉油廠，氣化提供電力及蒸汽外，還規劃向沙特電力提供2400MW的電力。整個IGCC與煉油廠一同規劃，以保證最佳的性能參數及經濟效益。氣化首選燃料為煉油廢渣，同時高硫柴油也作為氣化原料之一。整個IGCC分為6個EPC合同包，分別縮寫為01為氣化包， 02為脫硫包，03位空分包，04為電力包，05為公用包，06為海水包。

1IGC-04電力包工藝流程綜述

1.1 IGCC工藝描述

IGCC即整體氣化聯合循環發電系統，是將氣化技術和高效的聯合循環相結合的先進動力系統。吉贊整體氣化聯合循環的流程為，減壓渣油或高硫燃油在氣化裝置中氣化為合成氣，清洗后的合成氣被送往下游的酸性氣體脫除裝置，使用低溫甲醇清洗技術進行脫硫，離開氣化器的合成氣在酸性氣體去除裝置中進行處理。大約一半經酸性氣體去除的合成氣直接進入發電機組，其余的被送到氫氣回收裝置。空分系統所產生的氧氣送往氣化單元，氮氣送往發電單元。

1.2 IGC-04發電機組工藝描述

發電機組作為一個電島是JIGCC的一部分，由5個聯合循環機組，分別命名為聯合循環機組#1～#5組成，每個機組由兩臺，兩臺余熱鍋爐，一臺汽輪發電機和一臺凝汽器，以二拖一的方式布置。其中只有#1機組能夠以單循環運行，也就是它的兩個燃機可以在沒有余熱鍋爐和蒸汽輪機的情況下運行。在這種情況下，煙氣將通過煙氣擋板和旁路直接排到大氣中。發電機組能夠以黑啟動的方式運行。正常運行情況下，發電機組的5個聯合循環機組合成氣是與中壓氮氣混合燃燒的，柴油和除鹽水混合物為啟停階段燃料及備用燃料。

1.2.1 燃機及其附屬系統

本項目選用的燃機型號為西門子5000F（3i），最大額定功率為242MW。包括三個主要部件：壓氣機、燃燒室和透平。空氣經過兩級空氣過濾器和空氣預熱器從大氣中被吸入壓氣機，被多級軸流式壓氣機壓縮并送入燃燒器。燃氣（與氮氣配比混合）或柴油（與除鹽水配比混合）被送入燃燒室，與壓縮空氣混合燃燒。燃燒后高溫高壓的氣體混合物通過透平部分進行膨脹，膨脹發出能量被轉換成機械功，機械功一部分用于驅動壓氣機，剩余的用于驅動發電機。離開透平的煙氣壓力接近大氣壓力，會被送入余熱鍋爐開始朗肯循環部分。

附屬系統主要包括：燃氣、燃油噴射系統--主要包括16個燃燒器及其燃燒噴嘴和附屬管線等，是燃料輸送點火的關鍵部位;潤滑系統—為燃機及發電機提供潤滑油及頂軸油;消防系統—燃機區域消防系統為二氧化碳消防，其他區域采用水消防;壓氣機水洗系統--用來清洗造成壓氣機性能下降的結垢，使用除鹽水和洗滌劑去除沉淀在壓氣機葉片上的結垢，分離線沖洗和在線沖洗兩種方式;控制油系統--提供高壓液壓油來操作液控閥和進口導葉油動機;燃料系統--燃油泵，配以注水系統，在啟機和停機階段使用，帶負荷至50%～70%時，燃料由燃油切換至混合氣;進氣系統--包含靜態過濾器和空氣預熱器，并配備脈沖空氣壓氣機系統用以反吹濾芯上的灰塵，通過濾網前后的差壓進行自動控制。另外還有抽氣冷卻系統、氮氣系統、儀用空氣系統、發電機冷卻系統、轉子冷卻系統、疏水系統、空氣直接注入系統、空氣密封系統等。

1.2.2 余熱鍋爐

余熱鍋爐具有兩級蒸汽壓力，管道燃燒和蒸汽再加熱。余熱鍋爐采用水平氣流配置，鍋爐給水依次通過垂直鍋爐管道和蒸汽過熱器的多個部分，產生超高壓和中壓蒸汽。燃機排放的煙氣進入余熱鍋爐，通過與過熱器，再熱器和省煤器的換熱降低溫度，之后排放入煙囪。來自凝結水系統的凝結水與余熱鍋爐省煤器的再循環冷凝水混合，以保持余熱鍋爐入口溫度接近或高于余熱鍋爐煙道出口處煙道氣的酸露點溫度。冷凝水返回蒸汽分離器，為鍋爐給水泵提供水源。蒸汽分離器連接到低壓/輔助蒸汽聯箱，并根據操作模式作為該蒸汽集箱的用戶或向該聯箱提供蒸汽。經過高壓省煤器，高壓給水被輸送到高壓汽包產生蒸汽。此時，氣化裝置提供飽和的超高壓蒸汽給超高壓蒸汽包。飽和的超高壓蒸汽在超高壓蒸汽包中分離，送到一系列超高壓過熱器，通過減溫站并通過最終過熱器，然后進入汽機高壓鍋做功。

1.2.3 蒸汽輪機發電機

發電機組包括五臺蒸汽輪機發電機最大容量為282MW。汽輪機及汽輪發電機與常規機組區別并不大，在此不作過多說明。

2 公用系統包

公用水系統--從公共區&廠區外區域向每個聯合循環機組提供公用水;除鹽水系統--公共區&廠區外區域向每個發電機組區域提供除鹽水。除鹽水由單獨的集箱提供，分兩種，一種用于蒸汽循環中使用的預熱過的除鹽水，另一種為冷除鹽水。熱除鹽水作為蒸汽循環的補充水，注入到除氧器和凝結水。冷除鹽水用于燃機注水系統和燃機水洗系統，及化學加藥系統所需的稀釋水;飲用水系統--從公共區&廠區外區域向各個發電機組提供飲用水。飲用水將供應至現場檢修室、機械室、緊急淋浴和洗眼臺。廠區壓縮空氣系統--壓縮空氣從公共區&廠區外區域提供給每個發電機組。黑啟動壓氣機#1機組配備;消防系統--消防水系統將地下管道的消防水提供給各個發電機組，消防總管的消防水貯存和正常供水一般都是淡水。二次消防供水是海水;廢氣處理系統--電廠配有兩個連接到公共區&廠區外界區廢氣處理集箱，所有這些燃料氣體都將集中進行燃燒處理。

3 結語

IGCC整體設計能源利用率高，污染排放很小，而且安全性高，運行維護自動化程度先進。對類似大型能源化工或者電力項目大有學習借鑒意義。

參考文獻：

[1]中國華電集團.大型燃氣-蒸汽聯合循環發電技術叢書設備與系統分冊[M].2009.9（2017.2重印）.

[2]沙特阿美石油公司.JIGCC電站工藝流程要求[S].No.：A10-A-DOC-VE- 726429_001.

[3]西門子聯合循環設備手冊[S].2012 Siemens No.： A10-A-DOC-VE-143659_ 01.