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日立集团 - · PDF fileCogeneration Plant 余热锅炉(不补燃) ... 中国石油 印尼Betara项目(2005

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日立燃气轮机的生产始于1966年,H25/H15燃气轮机于 1988年首台开始商业运行,至今

已应用在世界各地,其高可靠性得到了用户的认可。

效率高 通过各种复合循环实现高效率(简单循环、联合循环、热电联产)

工业重型机设计 连续运行可靠性高,保养维护简便

燃料多样 可燃用天然气、合成气、焦炉煤气、高炉煤气

氮氧化物(NOx) 低排放, 可达到25ppm

安装简便 模块化设计、占地面积小

操作简便 全自动数字控制

保养维护周期长 可现场保养维护

应用广泛 分布式能源、多能源供应、煤气化IGCC项目、电驱压缩机、置换旧MS5001

H-25/H-15燃气轮机特点

日立集团是一家知名的跨国综合电气企业。1910年创业至今,日立在世界各地已拥有约36

万员工,集团下公司有900余家,在中国就拥有141家公司,约60,000万名员工(截止于2011

年3月)。事业领域涉及电力及产业系统、信息通信系统、电子设备、数字媒体及家用电器、

高性能材料、物流及服务、金融服务等领域为客户提供尖端的技术、产品及解决方案。

日立集团在能源领域拥有雄厚的实力,涉及火力发电系统、水力发电系统、风力发电系

统、太阳能发电系统、核电系统以及SCR脱硝系统和电站控制系统等多个领域。

日立集团 Hitachi Profile

~ 1 ~

~ 2 ~ ~ 3 ~

项 目 规 格

燃气轮机 型式

重型燃机

简单循环

单轴设计

水平中分缸体

转速:7280rpm

压比:14.7

压气机 型式 17级轴流式

透平型式 3级冲动式

冷却 空气冷却喷嘴和动叶片(1级和2级)

燃烧室 型式和冷却方式

回流式

常规燃烧室、低氮燃烧室(干式)

火焰筒数量:10

缝隙冷却式

主要结构Specification

高可靠性的重型设计

水平中分缸体 可现场保养维护

单轴配置

压气机17级 轴流式

燃烧室10管 回流式

透平3级 冲动式

性能曲线性能

ISO工况 (温度:15℃ 1个大气压,湿度60%RH)

大气温度:15℃ 湿度:60%RH 运行方式:100%负荷

压气机入口温度

输出功率(%)

项目 单位H-25 H-15

天然气 轻油 天然气

输出功率 kW 32,000 31,000 16,900

热功效率 %(LHV) 34.8 33.9 34.3

热耗率(LHV)

kJ/kWh 10,350 10,610 10,500

Btu/kWh 9,806 10,060 9,950

排气流量 Kg/s 96.6 96.6 52.9

排气温度 Deg C 561 561 564

燃烧室 燃料 NOx排放控制方法喷注流量(Ton/hr)

NOx排放浓度(mg/Nm3)H-25 H-15

常规燃烧室

天然气

- 0 0 386

喷蒸汽 8.5 4.7 109

喷水 10.2 5.6 50

轻油

- 0 0 542

喷蒸汽 8.5 4.7 152

喷水 10.2 5.6 92

低氮燃烧室 天然气 - 0 50

氮氧化物(NOx)排放控制

性能——简单循环Performance-Simple cycle

20 -10 0 10 20 30 40

70

80

90

100

110

120

130

20 --- 10 0 10 20 30 40

70

80

90

100

110

120

130

主要结构

性能—

简单循环

模块化设计

热电联产的应用

热电联产的应用

联合循环的应用

联合循环的应用

驱动压缩机的应用

IGC

C

项目的应用

H-

25/H-

15

燃气轮机典型业绩

H-

25/H-

15

燃气轮机

日立全球服务

~ 4 ~ ~ 5 ~

模块化设计Modular Package Design

主要设备 重量

1

燃机本体+底座 47t

润滑油系统、减速齿轮箱及其他辅助设备

82t

2 发电机 84t

3 进气系统 51t

4 排气系统 7t

主要设备 重量

1燃机本体+底座 30t

辅助设备 49t

2 发电机 37t

3 进气系统 33t

4 排气系统 5.6t

H-25

H-15

8.5m

4.6m

13.5

m

12.4m6.6m

8m11

.1m

3.2m

4.4m

10.1m5m

2

2

2

1

1

1

1

4

4

4

4

3

3

3

2

3

热电联产的应用Cogeneration Plant

余热锅炉(不补燃) 余热锅炉(补燃)

热电联产系统图

70

60

50

402 4 6 8 10

250℃300℃

350℃

400℃

500℃

450℃

100

90

80

70

602 4 6 8 10

250℃300℃

350℃

400℃

500℃

450℃

�和蒸汽

蒸汽量(t/h)

蒸汽量(t/h)

�和蒸汽

余��炉�气口温度700度余��炉�气口温度560度

模块化设计,占地面积小

易于安装,运输

现场布置灵活

主要结构

模块化设计

热电联产的应用

联合循环的应用

IGC

C

项目的应用

日立全球服务

性能—

简单循环

热电联产的应用

联合循环的应用

驱动压缩机的应用

H-

25/H-

15

燃气轮机典型业绩

H-

25/H-

15

燃气轮机

~ 6 ~ ~ 7 ~

热电联产的应用Cogeneration Plant

典型热电联产电厂布置

热电联产电厂控制与监测系统实例

60m

注:

1)热电联产电厂占地面积因系统设置而定,如不需考虑燃料压缩机、脱硝设备、冷却塔等,

则电厂占地面积在长45米x宽25米以内。

2)定期检修时,须考虑放置检修设备的空间。

贮备间电气控制室

氨设备

泵35m

空气进气室 燃气轮机 余热锅炉

冷却塔

发电机

润滑油模块

燃料气压缩机

化学给料装置

发电机辅助间

冷却水泵

变压器 空气压缩机设备

Gas Turbine

燃机

HRSG

余热锅炉Generator

发电机

Fuel Supply System

燃料供应系统

Ammonia Facility氨设备

Cooling Water System

冷却水系统

High Voltage

Switch gear

高压开关

Low Voltage

Switchgear,MCC and

Distribution board低压开关,MCC,配电盘

DC PowerEquipmentand UPS

直流电设备

和 UPS

Bus protection

equipment

母线保护装置

Main trans and

protection equipment

主变和保护装置

Turbine

Control

Panel(TC)

燃机控制柜

Generator

Protection

Panel

发电机保护柜

Auto Voltage

Regulator

( AVR)自动励磁调节器(AVR)

RemoteMonitoring

Human Machine Interface人机界面( HMI)

Printer 打印机

Switchgears开关设备

(Option 可选项)

Data link 数据传输

Hard wire 硬件连接

Operation /MonitoringPanel 运行监测柜

Synchro meter 同步仪表Annunciate 信息显示Emergency PB 紧急制动键Oil Pump Stop PB 油泵跳闸

制动键

DCS 中控系统

Central

Control

Room

(CCR)

中央控制室

(CCR)

Control

& Electrical

Room

控制&电气室

Local就

远程监控

Drain System排水系统

DemineralizedWater System脱盐水系统

系统配置 (1025) (2025)

燃气轮机 H-25

锅炉类型 双压

汽机类型 混合压力冷凝式汽机

燃料 天然气

氮氧化物减排方式 低氮燃烧室

设计性能

环境条件 1,013hPa

联合循环功率(kW) 43,760 87,800

燃机功率(kW) 29,730 29,730x2

汽机功率(kW) 14,030 28,340

联合循环效率(LHV, %) 50.1 50.3

联合循环的应用Combined Cycle Plant

联合循环系统图

H-25燃气轮机发电机组

H-25燃气轮机发电机组

2025(2-2-1)

1025(1-1-1)

主要结构

模块化设计

热电联产的应用

联合循环的应用

IGC

C

项目的应用

日立全球服务

性能—

简单循环

热电联产的应用

联合循环的应用

驱动压缩机的应用

H-

25/H-

15

燃气轮机典型业绩

H-

25/H-

15

燃气轮机

~ 8 ~ ~ 9 ~

联合循环的应用Combined Cycle Plant

典型联合循环电厂布置

联合循环控制监测系统实例

RemoteMonitoring

PC for Management操作电脑

Operation /MonitoringPanel 运行监测柜Operation Console

Printer

Synchro meter

同步仪表

Annunciate 通告

Emergency PB

紧急制动键

Oil Pump Stop PB

油泵跳闸制动键

(Option)

可选项

Data link 数据传输

:Hard wire 硬件连接

打印机

控制台远程监控Central

Control

Room

(CCR)

中央控制室

(CCR)

Control

& Electrical

Room

控制&电气室

Local就

Gas Turbine

燃机

HRSG

余热锅炉

Generator

发电机

Fuel Supply System

燃料供应系统

Ammonia Facility

氨设备

Cooling Water System

冷却水系统

High Voltage

Switch gear

高压开关

Low Voltage

Switch gear,MCC and

Distribution board低压开关,MCC,配电盘

DC Power

Equipment

and UPS

直流电设备

和 UPS

Bus protection

equipment

母线保护装置

Main trans and

protection equipment

主变和保护装置

Turbine

Control

Panel(TC)

燃机控制柜

Generator

Protection

Panel

发电机

保护柜

Auto Voltage

Regulator

(AVR)自动励磁调节器(AVR)

Switchgears

开关设备

DCS 中控系统

Drain System

排水系统

Demineralized

Water System脱盐水系统

Steam Turbine

汽轮机

注:

汽轮机为分离轴承结构,布置较灵活。

2)

3)

1)

联合循环电厂空间需根据系统和范围确定。

定期检修时,须考虑到放置检修设备的空间。

空气进气室 燃气轮机 余热锅炉

润滑油

变压器

汽轮发电机

汽机

化学给料装置

冷却塔

燃料压缩机

空气压缩机设备

冷凝器

真空泵

50 m

60 m

燃气轮机发电机

贮备间电气控制室

驱动压缩机的应用Motor Driven Compressor Drive通过可变速马达驱动实现高效反应和速度控制

气体压缩机容量选择更灵活

维护设备更少

中国石油 印尼Betara项目(2005年商业运行)

Tr.C.B.

Tr.C.B.

Tr.C.B.

Tr.C.B.

C.B.

Circuit Breaker

Transformer

余热回收装置燃料

空气

H-25 燃气轮机

断路器

变压器

马达

气体压缩机

主要结构

模块化设计

热电联产的应用

联合循环的应用

IGC

C

项目的应用

日立全球服务

性能—

简单循环

热电联产的应用

联合循环的应用

驱动压缩机的应用

H-

25/H-

15

燃气轮机典型业绩

H-

25

在分布式能源的应用

~ 10 ~ ~ 11 ~

Nakoso IGCC Project EAGLE IGCC Project

气化方式 空气吹扫 氧气吹扫

设计建设 1987-1990 1998-2001

运行 1990-1996 2002-

燃料类型 天然气低热值合成气

(Nakoso IGCC Project)中热值合成气

(EAGLE IGCC Project)

成分(Volume %)

CH4:88%C2H6:6%Other:6%

CO:23%H2:8.2%N2:60%

Others:8.8%

CO:60.06%H2:24.07%N2:13.42%

Others:2.45%

热值49,150kJ/kg

(11,740kcal/kg)3,500kJ/kg

(830kcal/kg)10470kJ/kg

(2500kcal/kg)

IGCC项目的应用IGCC Plant

EAGLE IGCC PROJECT 2002年商业运行

H-25/H-15燃气轮机典型业绩H-25/H-15 Case Plant

日本千叶县五井海岸电厂H25x3台(C/C)出力127,680kW, 综合热效率51.2%, 2004年商业运行

中国天辰化工工程公司总承包巴基斯坦

ENGRO PVC项目H25x2台(C/C)自备电厂

日本丰田汽车公司下山工厂 1998年商业运行

主要结构

模块化设计

热电联产的应用

联合循环的应用

IGC

C

项目的应用

日立全球服务

性能—

简单循环

热电联产的应用

联合循环的应用

驱动压缩机的应用

H-

25/H-

15

燃气轮机典型业绩

H-

25

在分布式能源的应用

~ 12 ~ ~ 13 ~

维护方式 典型维护周期 (Hr)运行维护参考

注1)停机时间

1 燃烧室检修16,000(天然气)12,000(燃料油)

2 年 7 天

2 热通道检修32,000(天然气)24,000(燃料油)

4 年 16 天

3 大修64,000(天然气)48,000(燃料油)

8 年 25 天

1122

33

11112222

3333维护周期长

*维护周期和停机时间与运行方式等条件相关。*不含停机冷却时间(1 天) 和

启动时间(1~2天)

注: 1) 8000小时/年连续运行时

Hitachi Canadian Industry Ltd.

Hitachi Operation & Maintenance

Egypt SAE

Dalian Hitachi Machinery & Equipment

Co.,Ltd

Hitachi Power Systems America, Ltd.

Hitachi Power Europe GmbH

Hitachi China Ltd.

Hitachi, Ltd.

Hitachi Power South Africa

Hitachi Middle East Office

Hitachi Asia Ltd.

典型维护周期

日立全球服务Hitachi Turbine Global Service主

要结构

模块化设计

热电联产的应用

联合循环的应用

IGC

C

项目的应用

日立全球服务

H-25在分布式能源的应用 性能—

简单循环

热电联产的应用

联合循环的应用

驱动压缩机的应用

H-

25/H-

15

燃气轮机典型业绩

H-

25

在分布式能源的应用

H-25燃气轮机冷热电三联供(DHC)系统参数

利用H-25的高发电效率以及较高的排气温度,可以构成有效的冷热联供系统。

Case-1:热电联产 ( 燃机+余热锅炉)

Case-2:联合循环 (燃机+余热锅炉 +背压式汽轮机)

Case-3:联合循环 (燃机+余热锅炉+冷凝抽汽式轮机)

项目 案例1 案例2案例3(可变)

燃机净输出 (MW)

31 31 31

蒸汽轮机净输出(MW)

- 3.6 6.7 to 12.9

电力净输出 (MW)

31 34.6 37.7 to 43.9

蒸汽流量(T/hr)

56 45 30 to 0

Fuel

H-25 燃气�机

HRSG

区域制冷系�

区域供�系�G

Fuel

H-25 燃气�机

HRSG

区域制冷系�

区域供�系�G G

Fuel

HRSG

区域制冷系�

区域供�系�G G

H-25 燃气�机

案例1 热电联产 (燃机+余热锅炉)

案例2 联合循环 (燃机+余热锅炉 +背压式汽轮机)

案例3 联合循环 (燃机+余热锅炉+冷凝抽汽式轮机)

~ 14 ~ ~ 15 ~

NYKCE Hungary

H-25在分布式能源的应用 中国清徐焦炉煤气热电联产项目

H-25燃气轮机冷热电三联供(DHC)系统参数

匈牙利,2007年商业运行

净输出 29.5-49.5 MW

热电联产效率 89.3 %

乐天工程建设有限公司 / 韩国区域供热有限公司

韩国,2009年商业运行

景源热电厂H-25燃机设计参数

为焦化厂提供电力和饱和蒸汽

景源热电厂现场

输出功率 kW 26,220

热耗率 Kcal/kWHr 2,531(34.0%)

焦炉煤气成分

H2 % 58.5

N2 % 4.4

CO % 9.8

CH4 % 21.9

C2H6 % 1.8

C3H8 % -

C4H10 % -

CO2 % 2.5

Others % 1.1

Total % 100

LHV (kcal/Nm3) 3955

比重 (kg/Nm3) 0.477

GG

�燃 余��炉

�水 低�蒸气7,5 bar

高�蒸汽26 bar

17 MW

冷凝器�水

30,1 MW

抽凝式汽�机

工厂蒸汽

区域供�系�

H-25 燃气�机

G

区域制冷系�

区域供�系�

烟�

区域供�系�加�器冷凝水

DH省煤器

余��炉

除气器

�水�

�水冷水

蒸汽

燃料��机

燃气�机

除气器

M

M

MM

M

M

空气

气体燃料

~ 16 ~ ~ 17 ~

备注/NOTE 备注/NOTE