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钢铁行业CCPP装置中的高炉煤气压缩机的选型和应用

SelectionandApplicationoftheTop-gasCompressorofCCPPUnitinIronandSteel

WangYitianetal

Abstract：TheCCPPtechnoledgewillbedevelopedandusedbroadlyinChinaIronandSteelwithgoodfuture．A

top-gascompressorisanimportantequipmentinCCPPunit．Themainpropertyofthecompressoranditsaxial

＋centrifugaltypewillbeintroduced．Meantime，thefirstCCPPunitinChinawillbeintroduced，whichis

usedinBaoShanIronSteelCo．，Shanghai．

Keywords：top-gascompressor，CCPPunit，ironandsteel

1燃气蒸汽联合循环概述

燃气蒸汽联合循环发电装置（CCPP）一般由燃气轮机、原料气压缩机、蒸汽轮机、余热锅炉、热交换器、发电机等

组成。燃气轮机的燃料主要有油、天然气、高炉煤气、水煤气、炼油厂气等。CCPP装置由于具有效率高（45%以上）、

造价低、省水、建设周期短、启动快等一系列优点，在世界各国电力行业应用已相当广泛。我国钢铁行业第一套（目前

也是唯一一套）为宝钢1995年引进的CCPP，由日本川崎重工和瑞士ABB提供。它也是世界上第一台100%燃烧低热值高

炉煤气的最大装置。1997年7月5日首次并网发电，7月22日单烧高炉煤气成功，11月28日进入商业运行。经性能测

试表明：该机组热效率接近46%；NO排放量低于10×10-6以下，环境污染小；最大输出功率150MW；最大抽汽量180t/h

时，输出功率107.8MW，可实现热电联供；装置操作全部计算机化。

国内大中型钢铁企业较多，其中有许多钢铁厂存在富余高炉煤气，因此大力发展应用CCPP技术，具有很好的社会

效益和经济效益。

2CCPP中煤气压缩机的主要特点

煤气压缩机是钢铁行业燃煤气CCPP装置中的一个重要设备，其压缩介质一般是高炉煤气，或者加上少量焦炉煤气。

根据高炉及CCPP装置工艺要求，一般煤气压缩机应具备以下特点：

（1）效率高，耗功小。由于CCPP属于节能装置，而煤气压缩机属于耗能设备，因此如果选用的压缩机效率越高，

耗功越小，则CCPP装置的热效率越高。

（2）工况调节范围宽。由于高炉操作工况变化较为频繁，产生的煤气量和压力时有不同，因此压缩机必须具有宽

广的运行范围，以适应高炉工况变化。

（3）密封安全可靠。由于煤气属于有毒、易燃易爆气体，且介质压力高，压缩机所配置的密封必须高度可靠。

（4）能适应较大流量。CCPP装置的高炉煤气量一般都较大，如宝钢额定流量为36.22×104Nm3/h，正在筹建的酒

钢、通钢CCPP装置流量分别为10×104Nm3/h、9×104Nm3/h，折算到压缩机进口状态，流量基本都在1700m3/min以上。

（5）要求的压比较高，且排气温度有所限制。从CCPP工艺要求来看，一般煤气压缩机的进出口压力比达15左右，

甚至在20以上，要求的排气温度一般在300℃左右。而一般单台（或单缸）压缩机较难达到这么高的压比，多采用两缸

或两台压缩机串联，同时采用中间冷却以减少耗功。

（6）压缩介质含尘量较大。虽然高炉煤气经过多次除尘，但仍有不少灰尘进入压缩机。因此压缩机主要零部件需

注意耐磨损，同时在流道内考虑设置喷水除尘装置，避免灰尘堵积。

3高炉煤气压缩机型式的选取

上海宝钢CCPP煤气压缩机为1台静叶可调轴流压缩机（低压段）与1台离心压缩机（高压段）串联而成，带有中

间冷却，其煤气流量为36.22×104Nm3/h，压比约15。而正在筹建的酒钢、通钢CCPP装置，煤气流量约10×104Nm3/h，

压比也在15左右，类似这样规模的CCPP装置应采用什么型式?理论上讲，采用1台轴流压缩机与1台离心压缩机串联

（即轴流