北京首都国际机场扩建工程
T3航站楼分布式能源站


8. 装机方案:

根据首都机场需求特性研究,建议采用国家鼓励的燃气—蒸汽联合循环(补燃)热电冷联产系统与电制冷/蓄冰系统组合。

将天然气先进入燃气轮机燃烧发电,利用燃气轮机500℃的高温烟气通过余热锅炉回收成为中温中压蒸汽,再次推动蒸汽轮机发电,最后将发电后的乏汽抽出供热或制冷,同时,将蒸汽轮机冷凝水余热供应航站楼卫生热水。余热锅炉采用补燃技术,在炉内加入天然气再燃烧,以增加蒸汽供应量,提高系统制冷、供热能力。

方案(a)-T130方案:系统组成将由2套13500kW燃气轮机组成,每套机组带有独立的挡板和三通,各拖带1台安装补燃系统的30t/h 35kg 450℃余热/补燃锅炉,余热锅炉产生蒸汽推动1台6000kW单抽蒸汽轮机,蒸汽轮机抽出9kg/cm过热蒸汽驱动蒸汽吸收式溴化锂机组产生7℃冷水,同时再由电力离心式双工况制冷机组提供冷水补充,再由电力离心式双工况制冷机组在夜间利用低谷电力蓄冰作为白天的调节手段:

方案(b)——T70方案:系统组成将由2套7500kW燃气轮机组成,每套机组带有独立的挡板和三通,各拖带1台安装补燃系统的30t/h 35kg 450℃余热/补燃锅炉,余热锅炉产生蒸汽推动1台6000kW单抽蒸汽轮机,蒸汽轮机抽出9kg/cm过热蒸汽驱动蒸汽吸收式溴化锂机组产生7℃冷水,同时再由电力离心式双工况制冷机组提供冷水补充,再由电力离心式双工况制冷机组在夜间利用低谷电力蓄冰作为白天的调节手段。

低谷电力蓄冰还可以作为燃气轮机进气冷却,以提高机组在白天用电高峰时段的顶峰调节手段。预计可以增加22.2%的系统出力。

表8.1 主要设备表

项目
数量
T130
T70
燃气轮机
2
13500kW
7300kW
余热锅炉
2
30t/h
30t/h
蒸汽轮机
1
6000kW
6000kW
燃气压缩机
2
28 kg/cm
26 kg/cm
主变压器
1
110kVa
10.5kVa
电动离心双工况机组
5
3868kW
3868kW
蒸汽吸收式制冷机组
5
6980kW
6980kW
蓄冰槽
1
25000Rt
25000Rt
机力冷却塔
8-12
8-12

(1)发电系统:
T130方案:采用2套13500kW燃气轮机,烟气余热温度495℃。建议采用美国索拉公司生产的大力神130机组,该机组中国石油等公司已经进口使用了近30台,运行情况良好;T70方案:采用2套7500kW燃气轮机,烟气余热温度489℃。建议采用美国索拉公司生产的金牛座70机组。
索拉公司在天津港保税区有备件支援仓库,并备有设备总成。两种设备发电效率33%-35%,氮氧化物排放标准为25ppm,设备大修周期3-4万小时。
系统需要1台300-500千瓦柴油发电机组作为黑启动机组使用,负责在无外部供电条件下启动燃气轮机,并可以作为内系统尖峰调峰负荷使用。
(2)余热锅炉系统:
采用2台安装补燃系统的30t/h余热锅炉,锅炉采用35kg/cm、450℃中温中压参数,以便推动蒸汽轮机发电。补燃温度不超过927℃,补燃燃料只考虑天然气。锅炉系统应该安装旁路烟道,并配备挡板和消音器。
(3)蒸汽轮机:
采用6000kW中温中压单抽蒸汽轮发电机组,进汽压力35 kg/cm,进汽温度435℃,抽汽压力9 kg/cm。建议采用杭州汽轮发电机公司引进西门子技术的T9002机组。
(4)燃气增压系统:
T130燃气轮机燃气进气压力为26 kg/cm,考虑到稳压和管道损失,增压应该达到28 kg/cm,可以采用涡轮增压机或者螺杆增压机,压气容量为9300m3/h。
T70燃气轮机燃气进气压力为26 kg/cm,考虑到稳压和管道损失,增压应该达到28 kg/cm,可以采用涡轮增压机或者螺杆增压机,压气容量为9300m3/h。
(5)电器系统:
T130方案考虑到能源站需要与110kV并网,3台发电设备可以考虑共同使用1个或2个110kV升压主变压器;T70方案接入内部系统10kV低压电网,每台机组采用10.5kV独立并网。
(6)制冷系统:
能源站制冷系统按照满足T3航站楼要求设计,需要如下容量的机组组成制冷系统,并配置1座25000冷吨蓄冰设施。该系统可以保持T3航站楼整座建筑全部满负荷,以每平方米125w的冷需求持续供应13小时。如果考虑使用时段的融错因素,该系统可以进一步维持14万平方米宾馆的制冷负荷要求。

表8.2 能源站制冷系统

项目
单位
数值
双工况制冷机组单机容量
kW
3868
双工况制冷机组台数
units
5
双工况制冷机组总容量
kW
19340
蒸汽溴化锂机组单机容量
kW
6980
蒸汽溴化锂机组台数
units
5
蒸汽溴化锂机组总容量
kW
34900

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