煉鋼工序余熱發(fā)電主要包括轉(zhuǎn)爐汽化冷卻器飽和蒸汽發(fā)電、電爐煙氣余熱發(fā)電、加熱爐汽化冷卻器飽和蒸汽發(fā)電、加熱爐煙氣余熱發(fā)電等四種,這四種余熱形式可分別單獨發(fā)電,也可以分組合并發(fā)電。對于分組合并發(fā)電,能夠在降低投資的同時提高發(fā)電效率。
1.定義及征
(1)定義:在不影響煉鋼產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量,不降低工藝設(shè)備運轉(zhuǎn)率,不改變生產(chǎn)工藝流程、設(shè)備,不增加生產(chǎn)電耗和熱耗的前提下,將生產(chǎn)工藝過程中產(chǎn)生的飽和蒸汽、以及工藝設(shè)備排出的廢氣余熱轉(zhuǎn)化為電能的。
(2)特征:
煉鋼工序余熱發(fā)電發(fā)電除上述定義外也還同時有如下的特征:
a.根據(jù)工藝設(shè)備的生產(chǎn)、裝備、現(xiàn)場條件等因素,每套工藝設(shè)備可以單獨配套發(fā)電機組,也可以相互組合,充分利用各自余熱的點配套一臺發(fā)電機組;
b.由于轉(zhuǎn)爐周期性生產(chǎn)的點,轉(zhuǎn)爐汽化冷卻余熱鍋爐產(chǎn)生的飽和蒸汽流量及壓力也隨著轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)而產(chǎn)生周期性的變化,因此必須設(shè)置較容量的蓄熱裝置,以保證蒸汽的連續(xù)穩(wěn)定供給,保證汽輪發(fā)電機組的連續(xù)穩(wěn)定運行;
c.電爐煙氣的特點是溫度且波動頻繁、煙氣瞬時量大、粉塵濃度高,且有周期性的特點,電爐產(chǎn)生的煙氣溫度、流量也有周期性的變化,為適應(yīng)這種周期性的生產(chǎn)模式,需要采用汽化冷卻煙道、燃燒沉降室、余熱鍋爐和蓄熱器相結(jié)合的方式,保證蒸汽的連續(xù)穩(wěn)定供給。
d.轉(zhuǎn)爐汽化冷卻器和加熱爐汽化冷器產(chǎn)生的飽和蒸汽可經(jīng)汽水分離直接進入汽輪機;或裝置燃氣過熱器,利用少量的煤氣燃燒進行過熱、或利用加熱爐煙氣或燒結(jié)煙氣余熱過熱再進入汽輪機,以提高發(fā)電效率及汽輪機使用壽命。
e.組合系統(tǒng)中余熱鍋爐給水系統(tǒng)采用各自獨立、互不影響的并聯(lián)系統(tǒng);
2.系統(tǒng)構(gòu)成
幾種工序過程的余熱發(fā)電系統(tǒng)主要區(qū)別在于蒸汽在進入汽輪機前的過程,而進入汽輪機的系統(tǒng)是完全一致的,主要有汽輪機及發(fā)電機組系統(tǒng);電站循環(huán)冷卻水系統(tǒng);電站化學(xué)水處理系統(tǒng);站用電系統(tǒng);電氣接入系統(tǒng);電站動控制系統(tǒng);電站室外汽水管道系統(tǒng);電站室外給水、排水、消防管網(wǎng)系統(tǒng);以及為上述各系統(tǒng)配套土建、通訊、照明、環(huán)保、勞動安全與衛(wèi)生、消防、供暖等輔助系統(tǒng)。其不同的系統(tǒng)部分如下:
(1)轉(zhuǎn)爐余熱發(fā)電系統(tǒng):轉(zhuǎn)爐余熱回收系統(tǒng)(汽化冷卻器系統(tǒng));蓄熱系統(tǒng);飽和蒸汽過熱系統(tǒng)。
(2)電爐余熱發(fā)電系統(tǒng):汽化冷卻燃燒沉降系統(tǒng);汽化冷卻煙道系統(tǒng);汽化冷卻器系統(tǒng);蓄熱系統(tǒng);飽和蒸汽過熱系統(tǒng)。
(3)加熱爐余熱發(fā)電系統(tǒng):
根據(jù)不同形式的加熱爐,加熱爐余熱發(fā)電系統(tǒng)一般分為兩種:一種是只利用加熱爐汽化冷卻器產(chǎn)生的飽和蒸汽進行發(fā)電;另一種是將汽化冷卻器產(chǎn)生的飽和蒸汽與加熱爐煙氣余熱回收組合在一起進行發(fā)電。系統(tǒng)構(gòu)成:加熱爐余熱回收系統(tǒng)(汽化冷卻器);加熱爐煙氣余熱回收系統(tǒng)(余熱鍋爐);蒸汽過熱系統(tǒng)。
上述幾個系統(tǒng)可根據(jù)不同系統(tǒng)的蒸汽參數(shù)、設(shè)備運行情況相互組合,將可共用系統(tǒng)部分合并建設(shè)。
3.余熱發(fā)電系統(tǒng)解決方案
3.1轉(zhuǎn)爐余熱發(fā)電系統(tǒng)
(1)要點
煉鋼轉(zhuǎn)爐在吹煉過程中,產(chǎn)生大量的溫?zé)煔?1300℃以上),為降低煙氣溫度、回收溫?zé)煔庵械挠酂?,轉(zhuǎn)爐配套設(shè)置了煙道式汽化冷卻余熱鍋爐。余熱鍋爐由于受到轉(zhuǎn)爐吹煉時煙氣波動的影響,在整個冶煉周期(~30min)內(nèi),只有吹煉期(~15min)才有飽和蒸汽產(chǎn)生,同時由于吹煉期煙氣量的急劇變化,余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽量也隨之急劇波動。因此為保證汽輪機進汽流量的連續(xù)性和穩(wěn)定性,一般還設(shè)置蓄熱器系統(tǒng)。
轉(zhuǎn)爐在吹煉期內(nèi),轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的溫?zé)煔膺M入汽化冷卻煙道,經(jīng)換熱產(chǎn)生1.0~1.6MPa的汽水混合物送入余熱鍋爐汽包,再經(jīng)汽包汽水分離送出飽和蒸汽,一部分蒸汽進入蓄熱器內(nèi),通過內(nèi)部充熱裝置噴入過冷水中,蒸汽將蓄熱器內(nèi)的過冷水加熱同時冷凝成水,形成飽和水,使蓄熱器內(nèi)水的焓值升,這樣就完成了蓄熱器的充熱過程;另一部分蒸汽經(jīng)調(diào)壓閥送入汽輪發(fā)電機房。轉(zhuǎn)爐在非吹煉期內(nèi),汽化冷卻余熱鍋爐不產(chǎn)生蒸汽,調(diào)壓閥前蒸汽壓力不斷下降,此時蓄熱器內(nèi)壓下降,飽和水成為過熱水沸騰,產(chǎn)生飽和蒸汽,飽和蒸汽經(jīng)調(diào)壓閥送入汽輪發(fā)電機房。
由于飽和蒸汽對汽輪機使用壽命影響很大,雖然系統(tǒng)中采用了很多防范措施,但實際運行中仍不可避免造成汽輪機入口的蒸汽干度達不到0.995以上,因此使汽輪機葉片的使用壽命縮短;并且飽和蒸汽的發(fā)電效率低,汽耗率大,造成發(fā)電收入較低,投資周期長。因此系統(tǒng)中還可以考慮增加了蒸汽過熱系統(tǒng),既可以充分保證汽輪機使用壽命,也可以大幅度提發(fā)電,降低投資回收期。
(2)熱力系統(tǒng)
根據(jù)工廠體情況,轉(zhuǎn)爐余熱發(fā)電系統(tǒng)有如下兩種熱力系統(tǒng),分別見:
圖3-1:轉(zhuǎn)爐飽和蒸汽發(fā)電熱力系統(tǒng)
圖3-2:轉(zhuǎn)爐過熱蒸汽發(fā)電熱力系統(tǒng)
3.2電爐余熱發(fā)電
(1)要點
根據(jù)電爐煙氣溫度的不同,煙氣余熱回收系統(tǒng)設(shè)置了不同的換熱面。在溫?zé)煔鈪^(qū)設(shè)置了以輻射換熱為主的汽化冷卻燃燒沉降室、汽化冷卻煙道,在溫?zé)煔鈪^(qū)設(shè)置了以對流換熱為主的余熱鍋爐。電爐煙氣從爐內(nèi)第四孔抽出,經(jīng)水冷彎頭、水冷滑套、汽化冷卻燃燒沉降室、汽化冷卻煙道,溫度降至850℃左右;再經(jīng)余熱鍋爐煙氣降低到約200℃,與二次煙氣混合降溫,經(jīng)煙氣凈化系統(tǒng)除塵達標排人氣。
由于電爐生產(chǎn)運行的特點,決定了其發(fā)電系統(tǒng)與轉(zhuǎn)爐發(fā)電系統(tǒng)類似,汽化冷卻裝置和余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽還需經(jīng)過蓄熱器蓄能,才能實現(xiàn)蒸汽穩(wěn)定連續(xù)的供給。汽水系統(tǒng)流程:經(jīng)鍋爐給水泵供入余熱鍋爐的水加熱器加熱送入汽包;汽包下降管分為兩路:一路循環(huán)水由下降管經(jīng)熱水循環(huán)泵加壓進入燃燒沉降室和冷卻煙道,通過與溫?zé)煔鈸Q熱,產(chǎn)生汽水混合物,再經(jīng)上升管返回汽包,組成了強制循環(huán)系統(tǒng);另一路下降管進入余熱鍋爐,經(jīng)余熱鍋爐吸收煙氣中的熱量,產(chǎn)生汽水混合物經(jīng)上升管返回汽包,組成了自然循環(huán)系統(tǒng);汽水混合物在汽包汽水分離產(chǎn)生出蒸汽,送至蓄熱器,通過蓄熱器產(chǎn)生連續(xù)穩(wěn)定的蒸汽進入發(fā)電系統(tǒng)。
(2)熱力系統(tǒng)
根據(jù)工廠大體情況,電爐余熱發(fā)電系統(tǒng)有如下兩種熱力系統(tǒng),分別見:
圖3-3:電爐飽和蒸汽發(fā)電熱力系統(tǒng)
圖3-4:電爐過熱蒸汽發(fā)電熱力系統(tǒng)
3.3加熱爐余熱發(fā)電
(1)要點
加熱爐余熱資源分為兩部分:一部分是加熱爐采用汽化冷卻器進行冷卻,被加熱的汽水混合物進入汽包進行汽分離產(chǎn)生壓飽和蒸汽;另一部分是非蓄熱器加熱爐尾部煙道空氣預(yù)熱器出口的煙氣余熱。由于加熱爐的生產(chǎn)方式為連續(xù)運行,因此這兩部余熱資源也比較穩(wěn)定。
由于加熱爐汽化冷卻器產(chǎn)生的飽和蒸汽一般流量比較少,很少單獨利用,所以基本上都是將蒸汽并網(wǎng)利用;對于加熱爐煙氣余熱可根據(jù)流量、溫度結(jié)合汽化冷卻器產(chǎn)生的飽和蒸汽建設(shè)一套小型汽輪發(fā)電機組。根據(jù)不同的參數(shù)情況,發(fā)電系統(tǒng)可采用單壓或雙壓系統(tǒng)。
(2)熱力系統(tǒng)
根據(jù)工廠體情況,加熱爐余熱發(fā)電系統(tǒng)有如下兩種熱力系統(tǒng),分別見:
圖3-5:加熱爐單壓余熱發(fā)電熱力系統(tǒng)
圖3-6:加熱爐雙壓余熱發(fā)電熱力系統(tǒng)
3.4組合式余熱發(fā)電系統(tǒng)
所謂組合式余熱發(fā)電系統(tǒng)就將上述三種工藝設(shè)備的余熱資源在一定范圍內(nèi)組合在一起,進行綜合利用的發(fā)電系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的特點如下:
(1)在現(xiàn)場條件允許的情況下,余熱電站總投資較低;
(2)可根據(jù)不同工藝的特點,合理的選取工藝參數(shù)和流程,提高綜合發(fā)電效率;
(3)對工藝生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的波動,余熱電站適應(yīng)范圍更大,保證發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運,并可保證主機設(shè)備的使用壽命,提電站的平均發(fā)電功率。
多臺設(shè)備多種工藝的余熱發(fā)電系統(tǒng)舉例如下:
圖3-7:兩臺轉(zhuǎn)爐和兩臺加熱爐余熱發(fā)電熱力系統(tǒng)
圖3-8:煉鋼區(qū)域余熱發(fā)電熱力系統(tǒng)
4.特點
針對煉鋼工序余熱資源的點,其發(fā)電主要特點:
(1)充分回收煉鋼工序中不同的余熱資源并將其轉(zhuǎn)化為電能;
(2)不影響煉鋼工序的正常生產(chǎn),也不影響鋼廠生產(chǎn)、生活用蒸汽;
(3)如果裝置燃氣蒸汽過熱器,利用少量的煤氣燃燒對飽和蒸汽進行過熱(或利用加熱爐煙氣或燒結(jié)煙氣余熱過熱),除可以提高余熱發(fā)電能力外,為調(diào)整控制蒸汽參數(shù)(溫度、壓力)造了條件,更可以保證汽輪機使用壽命;
5.典型指標
由于各鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)煉鋼工序汽化冷卻器產(chǎn)生的飽和蒸汽參數(shù)不同及生產(chǎn)、生活用蒸汽量不同,使用于發(fā)電的蒸汽量及蒸汽參數(shù)也不相同,因此,對于煉鋼工序余熱發(fā)電不能確定典型指標,但可根據(jù)蒸汽參數(shù)確定每噸蒸汽的發(fā)電能力,見下表:
仟億達股份是能源項目投資、資源循環(huán)利用項目投資集團,以金融資本推動節(jié)能環(huán)保事業(yè)。主要采用合同能源管理服務(wù)模式,為客戶提供工業(yè)整體節(jié)能環(huán)保解決方案。業(yè)務(wù)涵蓋分布式能源項目投資,包括園區(qū)熱電聯(lián)產(chǎn)、冷熱電三聯(lián)供、光伏發(fā)電、利用余熱及可燃氣體進行余熱發(fā)電、余熱余壓回收利用,煤改氣投資建設(shè),脫硫脫硝,電機拖動節(jié)能,包括中壓變頻節(jié)能、節(jié)能泵改造,同時公司自行研發(fā)能源管理平臺、在線監(jiān)測平臺。公司主要服務(wù)領(lǐng)域為工業(yè)領(lǐng)域,包括冶金、建材、電力、化工、煤炭、石油、機械、紡織、輕工、醫(yī)藥等型生產(chǎn)耗能企業(yè)。
仟億達堅持“誠信、優(yōu)先、奉獻、共享”的經(jīng)營理念,致力于推進工業(yè)節(jié)能、生態(tài)文明。仟億達股份注冊資本1.01億元,目前市值約19億元,立志成為節(jié)能減排企業(yè)!
- 想實現(xiàn)清潔生產(chǎn)和提升焦炭量?快找仟億達干熄焦余熱發(fā)電2015-12-08
- 仟億達飽和蒸汽發(fā)電成為新的亮點2015-11-21
- 仟億達燒結(jié)低溫余熱發(fā)電工程有效降低燒結(jié)工序能耗2015-11-19
- 仟億達燃氣冷熱電三聯(lián)供簡介2015-11-11
- 仟億達螺桿余熱發(fā)電2015-11-10
熱門資訊
- 章建華:深入學(xué)習(xí)貫徹習(xí)近平總書記重要講話精神 以更大力度推動我國新能源高質(zhì)量發(fā)展習(xí)近平總書記在中共中央政治局就新能源技術(shù)與我國的能...