钢铁厂饱和蒸汽发电系统及设备研究
钢铁厂饱和蒸汽发电技术的运用
钢铁厂饱和蒸汽发电技术的运用发表时间:2017-12-06T12:11:11.123Z 来源:《基层建设》2017年第24期作者:李玉清[导读] 摘要:随着我国对节能减排的重视,各行各业对余热余能的利用水平也越来越高。
随着发电技术的进步,蒸汽发电技术越来越多的应用于各种行业,其中在钢铁、铜业、水泥、玻璃等行业已经广泛应用。
由于在工业生产中产生大量的饱和蒸汽,而这些蒸汽可以通过处理后直接用来发电,饱和蒸汽发电技术不仅工艺简单、安全性高、投资少,越来越多的应用于企业生产中,不仅节约成本,而且可以减少大气的污染。
唐山钢铁国际工程技术股份有限公司河北唐山 063000摘要:随着我国对节能减排的重视,各行各业对余热余能的利用水平也越来越高。
随着发电技术的进步,蒸汽发电技术越来越多的应用于各种行业,其中在钢铁、铜业、水泥、玻璃等行业已经广泛应用。
由于在工业生产中产生大量的饱和蒸汽,而这些蒸汽可以通过处理后直接用来发电,饱和蒸汽发电技术不仅工艺简单、安全性高、投资少,越来越多的应用于企业生产中,不仅节约成本,而且可以减少大气的污染。
关键词:钢铁;蒸汽发电;技术运用饱和蒸汽发电技术是低温余热发电的重要趋势。
饱和蒸汽发电技术的应用为节能减排、环境保护做出了巨大贡献,同时也为企业创造了可观的经济效益。
按照可持续发展和循环经济理念,钢铁企业发展的重点是技术升级和结构调整,提高环境保护和资源综合利用水平,最大限度的提高废气、废水、废物的综合利用水平,力争实现“零排放、负能耗炼钢”,建立循环型钢铁工厂。
一、饱和蒸汽发电技术简介钢铁企业在冶炼、轧钢过程中产生较多的余热资源,特别是一些低品质余热,例如:竖炉蒸汽、转炉汽化冷却系统蒸汽、加热炉蒸汽。
这些蒸汽由于品质较低在企业中往往被直接放散,或者仅用于采暖,造成了余热资源的大量的浪费。
饱和蒸汽发电技术主要是通过对蒸汽参数进行调节优化,利用饱和蒸汽带动蒸汽轮机发电。
此项技术不但有效利用了蒸汽余热,避免了能源浪费,为企业创造了较好的经济效益,且在此过程中不产生额外的废气、废渣、粉尘和其他有害气体,是节能环保新技术。
钢铁企业低压饱和蒸汽余热发电的应用探讨
钢铁企业低压饱和蒸汽余热发电的应用探讨摘要:钢铁企业生产过程中会产生大量的高温蒸汽,其余热资源丰富,具有良好应用前景。
近年来,随着节能减排意识的增强和工业结构调整、节能减排的进一步推进,钢铁行业在进行工业余热利用时,往往需要选择新的余热发电方式。
本文结合实际案例分析了钢铁行业余热利用现状、余热发电方式选择及成本分析。
关键词:钢铁企业;低压饱和蒸汽;余热发电钢铁企业的余热发电系统通常是通过蒸汽余热发电,再通过余热锅炉把蒸汽加热并将其蒸汽再加热到汽化温度得到汽轮机发电。
蒸汽余热发电主要有三种类型:高压蒸汽发电、低压饱和蒸汽发电、中压饱和蒸汽发电[1]。
发电机一般都安装在相应的汽轮机后面。
根据不同工况需要不同类型的汽轮机和发电机:高压蒸汽发电是利用高压蒸汽发生器将蒸汽加热到汽化温度后再进入汽轮机进行发电;按照蒸汽压力划分:低压饱和蒸汽发电利用低压侧饱和蒸汽作为汽轮发电机组发电动力源;中压饱和蒸汽发电利用中压侧饱和蒸汽作为汽轮发电机组动力源进行发电,同时可采用低压侧饱和蒸汽作为辅机动力源。
一、钢铁企业低压饱和蒸汽余热发电的原理余热发电的主要目的是通过高温蒸汽发生器将其蒸汽加热到汽化温度(汽化压力),然后将汽轮发电机组的励磁交流电通过发电机输出,从而实现发电目的。
余热发电具有无排放、不消耗燃料、无污染、减少噪声等优点[2]。
余热发电是一种环保、经济并且能实现清洁能源系统的有效利用方式。
蒸汽余热用于发电时,蒸汽就具有汽轮机所需的全部热量(包括热汽率、温升、热损等)及大量流量(不含水蒸气、二氧化碳等)。
余热发电系统采用高温压力汽轮机供电的同时,还利用蒸汽来加热系统自身所需的余热。
二、钢铁企业低压饱和蒸汽余热发电系统的特点及优势余热发电系统的特点:(1)能量回收效率高,可达到90%以上,成本低。
(2)采用热能循环冷却水,运行费用低。
(3)能与燃煤电厂互补进行余热回收利用。
(4)能从多个方向获取热量。
低压饱和蒸汽余热发电系统的优势为:(1)能量回收高效:余热利用效率高。
转炉炼钢汽化冷却蒸汽平衡及饱和蒸汽发电研究
【关键词】 饱和蒸汽;汽化冷却;蒸汽平衡;发电
【中图分类号】 TM611
【文献标识码】 B
【文章编号】 1006-6764(2020)03-0036-04
【开放科学(资源服务)标识码(OSID)】
A Study on Steam Balance of Vaporization Cooling and Saturated
and supporting facilities of the condensing steam turbine generator unit are determined. The
principle system flow and plant layout of converter steelmaking with vaporization cooling saturated steam power generation is introduced, and the energy saving effect and technical and
冶
36
金
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2020 年第 3 期
总 第 241 期
METALLURGICAL POWER
转炉炼钢汽化冷却蒸汽平衡及饱和蒸汽发电研究
刘艳军,施国华,嵇
鹏,张
洁
(宝钢工程技术集团有限公司,上海 201900)
【摘
要】根据转炉炼钢汽化冷却回收的蒸汽,结合现有生产工艺和蓄热器的调节功能,制定系统蒸汽平
衡,通过蒸汽平衡分析确定厂区富裕饱和蒸汽量,进而确定了凝汽式汽轮发电机组的容量和配套设施。介绍
Steam Power Generation in Converter Steelmaking
炼钢厂饱和蒸汽发电机组的选型与工艺流程-冶金工程论文-工程论文
炼钢厂饱和蒸汽发电机组的选型与工艺流程-冶金工程论文-工程论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要:为充分回收利用炼钢厂转炉汽化冷却系统回收的饱和蒸汽,降低炼钢工序能耗,进一步提高自发电量,鄂城钢铁有限公司建设炼钢饱和蒸汽发电项目,可充分利用炼钢富余的余热饱和蒸汽进行发电,实现炼钢余热饱和蒸汽的有效利用,同时解决蒸汽放散造成的白色污染问题。
关键词:饱和蒸汽; 蓄热器; 汽轮发电机;近年来,我国大力提倡循环、低碳、绿色经济,钢铁企业作为高耗能大户,节能降耗尤其重要,需不断提高能源综合利用效率,降低综合能耗,降低生产成本,才能提高产品竞争力,实现可持续发展。
鄂城钢铁有限公司(以下简称公司)在炼钢生产过程中,转炉汽化冷却系统会产生大量低品质的蒸汽,蒸汽压力、流量波动大,含水量高,在炼钢厂RH炉不生产时,转炉余热蒸汽并入公司低压蒸汽管网(正常运行压力0.50MPa左右),对管网压力造成很大冲击。
蒸汽放散既会造成热能的浪费,又会产生噪音和白色污染。
公司根据炼钢厂现状,将转炉汽化冷却系统回收的饱和蒸汽用于发电,产生了较好的经济效益和社会效益。
1、炼钢厂蒸汽产量现状炼钢厂目前有3座转炉、1座RH炉,其中每座转炉每小时供汽量为16.5t/h,蒸汽压力1.45~2.0MPa。
现有系统(3座转炉、1座RH)RH炉生产时每小时耗汽量为23t,R炉不生产时,转炉余热蒸汽进入蓄热器存储。
当蓄热器存储量超过设计值后,会放散多余蒸汽。
据统计,2018年炼钢厂富裕蒸汽量约8.80万t,造成资源的极大浪费,并且带来白色污染。
根据公司现有的汽平衡结果,最大将会有约49.5t/h的蒸汽富裕,公司目前的蒸汽用户难以消纳这部分蒸汽,为保证生产和管网安全,只能将富裕蒸汽直接排空,这样进一步加剧了能源浪费和白色环境污染问题。
2、蒸汽平衡正常情况下1#、2#和3#转炉每台对应的余热锅炉产蒸汽13.5t/炉,其中余热锅炉除氧器消耗1t/炉,则每台余热锅炉外供给蓄热器蒸汽量约12.5t/炉,每台炉月生产炉数为950炉,具体见表1所示。
钢铁企业低压饱和蒸汽余热发电的应用
特别是工艺过程 的优化 ; 注重 了余热余能 回收 的投入 , 特别是余热
余 能 回收 技术 及 装 备 的 开 发 。但 与 国际 先进 水平 相 比仍 有 很 大 差 距, 国外余热余能资源的回收率, 先进 国家 己达到 9 0 %以上, 如 日本 新 日铁 达 到 了 9 2 %, 而 国内钢 铁企 业 只有 3 0 ~ 4 0 %, 且 回收 后使 用 效 率不高。 2转 炉 烟气 余热 回收及 利 用 在钢 铁 企业 中 ,氧气 转 炉在 吹 炼 期 间产 生 大量 的含 尘 炉气 , 温 度为 1 4 0 0 1 6 0 0 %。 转炉烟气中含有大量的显热和潜热 , 其中潜热 占 主要 部 分 , 显热 占 1 6 %左 右 。 目前 , 转 炉 烟 气 中可 供利 用 的 高温 显 热, 一 般 都采 用 余 热 锅 炉进 行 蒸 汽 回收 , 将 冶 炼 过 程 中 产 生 的 高 温 炯气 经过 余 热锅 炉 降 温并 放 出 热量 , 锅 炉 中 的饱 和 水 吸 收这 些 热量 成为 饱和 蒸 汽 。 转炉炼钢过程中由于 C 一 0反应产生大量富含可燃气体 ( c o) 的 烟气 , 吨钢 可 达 2 0 0 N m , , 烟气 主要 含 有 C O、 C O 、 O 和基 本 成 分 为 氧 化铁 的尘 粒 , C O含 量 为 4 0 %~ 8 0 %, 含尘量为 1 5 0 g / N m 。 这 部分 炯 气 带 出大量 潜 热 和显 热 。这 些 有 害气 体 直 接 外排 , 会 严 重 污染 大 气 环 境, 钢铁 企 业必 须 对转 炉 烟气 进 行有 效 的治 理 。 在 治理 的 同时 , 尽 可 能 回 收烟 气 中的 热 能 和化 学 能 , 以降 低 炼 钢工 序 的 能耗 , 减 少 环 境 的污 染 。 目前 , 国 内外 转 炉炼 钢 烟 气处 理 采 用 的 主要 方 法分 为两 种 方式 : 湿 法 除尘 工 艺 ( O G法 ) 和 干法 除 尘工 艺 ( L T法 ) 。 湿法除尘工艺( O G法 ) 是 非 常成 熟 的 工 艺 技 术 , 自2 0世 纪 6 0 年代 日本 开发 成 功 以后 , 现在 全 世 界 约 9 9 %以上 的转 炉 均 采 用这 一 工艺 。传 统 O G法 除 尘工 艺 流 程 是 : 利用 汽 化 冷 却 烟道 将 1 6 0 0  ̄转 炉烟 气 冷却 到 9 0 0 一 一 1 0 0 0 ℃, 然 后经 过 两 级文 丘 理 管对 炉 气 进行 降 温 和 除尘 , 使 烟气 温 度达 到 1 0 0  ̄ C 以下 , 经脱 水 后 送 人煤 气 柜 回收或 放 散。 作者简介 : 王 万谅 ( 1 9 8 6 一 ) , 男, 重庆人 , 职称 : 助理 X - 程师, 学 3重 钢低 温 余热 回收及 利 用 本科 , 主要 从 事 热力 专 业设 计及 总 包管理 工作 。 重 钢 长寿 新 区二 期 低 温余 热 发 电项 目利 用炼 钢 、 轧 钢 工 序产 生 历 : 的饱 和蒸 汽 , 将 其 转 为优 质 电 能 , 建设 6 . 0 M W 低 温 余 热 发 电 站 。在 前期 l # 、 低 温 余热 电站 已建 成 的 基础 上 , 利 用 重 钢 长寿 新 区 自产 低压余热蒸汽( 二期搬迁 3台 8 0 t / h转炉 、 1 台棒材加热炉 、 1 台线材 加热炉 、 1台型钢加热炉所产余 热蒸汽 ) ,设置蒸 汽蓄热站 ,配 置 6 . 0 M W 低 压饱 和 蒸 汽汽 轮 发 电机组 及 配套 公 辅设 施 。
蒸气过热系统的研究及在炼钢RH炉中的应用探讨
科技创新31蒸气过热系统的研究及在炼钢RH 炉中的应用探讨王 伟(南钢第一炼钢厂,江苏 南京 210000)摘要:真空泵作为炼钢RH 真空精炼炉的核心设备,靠喷射蒸气来实现工作。
当前,大多采用的是借助高品质的过热蒸气混合于加热转炉所产生的饱和蒸气,达到精炼真空泵抽真空用蒸汽压力与过热度后,向精炼炉真空泵提供。
本文结合当前实况,就炼钢RH 炉中蒸气过热系统的应用作一剖析,望能为此领域研究提供些许借鉴。
关键词:蒸气过热系统;炼钢RH 炉;真空泵蒸气过热器是锅炉架构当中的重要部件,其运作好坏会对锅炉的运行安全性、经济性产生直接影响。
针对过热器而言,根据其应用类型不同,可将其分成包墙管过热器、半辐射屏式过热器、对流过热器及辐射式过热器等。
无论是何种过热器,均应用于大型锅炉中,且通常配合水冷壁和气包配合使用,如果单独使用,易出现运行不稳定及蒸气品质不佳等情况。
当前,主要有两种能够提高蒸气品质的方式,第一种为利用电加热饱和蒸气,使之成为过热蒸气;第二种是借助燃料燃烧所产生的高温烟气,加热饱和蒸气,以此使蒸气的品质较好的满足相关工艺要求;现阶段,比较常用的是第一种,但其占地面积大,且耗电量也大,投资成本高;但针对第二种而言,其作为一种新技术,与国家节能降耗的政策相符。
本文就蒸气过热系统在炼钢RH 炉当中具体应用探讨如下。
1 蒸气过热系统概述 1.1 蒸气过热系统工艺 针对蒸气过热器而言,实际就是燃烧适量焦炉煤气,使之产生高温烟气,借此对转炉进行加热,并在烟道进行气化冷却,从中产生饱和蒸气,使其满足过热度要求,最后向RH 炉提供,由其抽真空使用。
对于蒸气过热系统来讲,其主要由四部分组成,分别为蒸气系统、空气系统、煤气系统与烟气系统。
(1)煤气系统。
主要由两部分构成,其一为燃烧器,其二是煤气管道阀门;焦炉煤气在燃烧器中与热空气(来自空气预热器)充分混合后,会在燃烧室内燃烧,经位于燃烧器上的二次风,对二次风补入量、时间等进行调节,并小流量控制、保护燃烧室温度,为系统在最低负荷运行状态时,始终保持燃烧稳定,提供切实保障。
饱和蒸汽发电技术在钢铁企业的应用研究
饱和蒸汽发电技术在钢铁企业的应用研究一、饱和蒸汽发电技术概述饱和蒸汽发电技术是利用饱和蒸汽来推动汽轮机发电的一种能源利用技术。
它的工作原理是通过燃煤或燃气产生高温高压的饱和蒸汽,然后将蒸汽送入汽轮机推动发电机发电。
饱和蒸汽发电技术不仅可以实现清洁发电,还可以有效提高能源利用效率,减少二氧化碳等有害气体的排放,具有较高的经济和环保效益。
钢铁企业是能源消耗大、排放量高的行业之一,传统的能源结构主要依赖于燃煤发电和高炉高炉煤气发电。
这种能源结构存在着能源利用效率低、环境污染严重等问题,对环境造成了严重的影响。
为了解决这些问题,越来越多的钢铁企业开始尝试引进饱和蒸汽发电技术,以实现清洁、高效的能源利用。
目前,国内一些大型钢铁企业已经开始在生产中引入饱和蒸汽发电技术。
他们利用冶炼生产过程中产生的高温高压蒸汽,通过适当的处理和调节,将其送入汽轮机进行发电。
这种利用废热、废气发电的方式不仅可以提高能源利用效率,还能有效减少排放,实现了能源与环保的双赢。
饱和蒸汽发电技术在钢铁企业的应用效果显著。
利用高温高压的废热蒸汽进行发电,可以实现能源的有效利用,提高能源利用效率,减少了企业的能源成本。
饱和蒸汽发电技术还可以减少许多传统的燃料消耗,从而减少了二氧化碳等有害气体的排放,对环境有着积极的影响。
由于饱和蒸汽发电技术具有稳定、可靠的特点,发电设备的维护成本也相对较低,可以降低企业的生产成本,提高企业的经济效益。
饱和蒸汽发电技术在钢铁企业的应用效果是非常显著的。
饱和蒸汽发电技术在钢铁企业的应用前景广阔。
随着清洁能源的重要性日益凸显,政府对清洁能源的支持力度也越来越大,这为钢铁企业引入饱和蒸汽发电技术提供了政策支持和市场需求。
随着技术的不断进步和成本的不断降低,饱和蒸汽发电技术的应用成本也将逐渐降低,使更多的钢铁企业有能力引入这项技术。
通过对饱和蒸汽发电技术的不断研究和改进,技术在效率和稳定性上也将得到进一步的提升,为技术的应用提供了更加可靠的保障。
饱和蒸汽发电技术在钢铁企业的应用研究
饱和蒸汽发电技术在钢铁企业的应用研究一、饱和蒸汽发电技术简介饱和蒸汽发电技术是一种通过利用余热产生高温高压饱和蒸汽,并通过蒸汽涡轮发电机组将蒸汽的热能转化为电能的能源利用技术。
在工业生产过程中,许多工艺会产生大量的热能,而传统的能源利用方式往往无法充分利用这些热能资源,从而造成严重的能源浪费。
而饱和蒸汽发电技术则可以通过将热能转化为蒸汽,再将蒸汽通过蒸汽涡轮发电机组转化为电能,从而充分利用工业生产过程中的余热资源,提高能源利用效率,减少能源浪费。
目前,我国一些大型钢铁企业已经开始将饱和蒸汽发电技术引入到自己的生产中。
以某钢铁企业为例,他们利用高炉煤气余热和焦炉煤气余热,通过余热锅炉产生饱和蒸汽,再将蒸汽送入蒸汽涡轮发电机组发电。
通过这种方式,不仅可以充分利用高炉和焦炉的余热资源,降低了钢铁生产过程中的能耗,还能够将余热转化为电能,满足企业自身的用电需求,实现了能源的循环利用。
这家钢铁企业还将通过饱和蒸汽发电技术产生的电能与外部电网进行了连接,将多余的电能出售给外部,从而带来了一定的经济效益。
除了上述的钢铁企业之外,还有一些小型钢铁企业也在逐渐引入饱和蒸汽发电技术。
由于这些小型企业没有像大型企业那样拥有多余的电能可以出售,他们更多是将饱和蒸汽发电技术用于满足自身的用电需求。
通过这种方式,他们可以减少对外部电网的依赖,从而降低了用电成本,提高了企业的自给自足能力。
三、饱和蒸汽发电技术在钢铁企业中面临的挑战与问题尽管饱和蒸汽发电技术在钢铁企业中有着广泛的应用前景,但是在实际应用中仍然面临着一些挑战和问题。
由于钢铁企业的生产过程种类繁多,每种工艺产生的余热温度、压力和流量都可能会有所不同,因此需要定制化地设计饱和蒸汽发电系统,这将带来额外的成本和技术难度。
饱和蒸汽发电技术需要相对复杂的设备和控制系统,如果操作不当或者设备出现故障,都可能会导致整个生产系统的停机,给企业带来不小的损失。
饱和蒸汽发电技术的运行周期长,需要长期稳定的运行来保证其经济效益。
关于转炉饱和蒸汽发电系统及其参数选择的研究
关于转炉饱和蒸汽发电系统及其参数选择的研究摘要:冶金企业的产品生产会产生较多的低参数饱和蒸汽,可以通过发电系统实现蒸汽的再利用,节约能源的同时,实现清洁生产。
基于此,本文将转炉饱和蒸汽发电系统作为研究对象,从系统运行流程及参数选择两方面入手,为冶金企业合理应用低参数饱和蒸汽提供参考。
关键词:转炉;蒸汽发电;汽轮机前言:为了响应国家节能减排的号召,冶金企业需要提高对生产蒸汽的重视,利用蒸汽的余热发电,实现冶金企业的资源最大化利用,有助于冶金企业的可持续发展。
在实际的蒸汽余热发电中,技术人员应用的转炉饱和蒸汽发电系统及参数选择,会对蒸汽利用效率产生直接的影响,需要受到冶金企业的关注。
1.转炉饱和蒸汽发电系统分析转炉饱和蒸汽发电系统主要包括转炉、汽轮机和控制系统这三部分。
转炉和汽轮机被称作热力系统,其运行流程如下:转炉锅炉产生的饱和蒸汽会存储于汽包内,通过蒸汽管道输送到分汽缸中进行稳流处理,再通过主蒸汽管道运输到汽水分离器中,去除饱和蒸汽中的冷凝水,使饱和蒸汽的干度达到发电的标准要求;然后将饱和蒸汽运输到汽轮机中进行做功,结束后的饱和蒸汽被传输到冷凝器中冷凝为水,冷凝水经过除氧器处理后进行循环使用。
其中,一部分冷凝水用来调节蒸汽蓄热器的液位;一部分冷凝水传输到汽包中。
在转炉饱和蒸汽发电系统中,热力系统的运行需要控制系统进行智能控制,实现自动化发电。
一般来说,冶金企业通过采用PLC控制系统作为蒸汽发电系统的控制模块,该模块主要包括电气控制柜、调节阀以及相关仪表等器件,可以实现转炉饱和蒸汽发电系统的全面实时控制。
其中,调节阀主要负责控制热力系统中的进汽量,可以实现蒸汽发电效率的自动控制。
与此同时,PLC控制系统支持报警功能,在转炉饱和蒸汽发电系统出现异常运行状况时,PLC系统会进行报警提示,值班室的工作人员可以立即去到生产现场检查设备,保障蒸汽发电的有序开展,在保障蒸汽发电质量的同时,提升蒸汽发电的安全性[1]。
炼钢转炉烟气余热饱和蒸汽发电分析
炼钢转炉烟气余热饱和蒸汽发电分析摘要:当前炼钢转炉烟气余热饱和蒸汽发电技术已经比较成熟,在很多钢铁企业已经得到了良好的应用,本文结合案例简单分析了炼钢转炉烟气余热回收以及饱和蒸汽发电技术的应用方法。
关键词:炼钢转炉;烟气余热;饱和蒸汽发电对饱和蒸汽发电技术进行研究,分析目前依然存在的不足,强调在实际应用中需要注意的事项,争取通过不断优化来达到更好的发电效果,同时延长汽轮机服务寿命,降低高温蒸汽与汽轮机运行状态的不利影响。
一、炼钢转炉烟气余热资源分析炼钢转炉的吹炼环节会有大量温度在1400~1600℃的含尘撸起产生,随着吹氧强度的增加,加上花费时间越短,每小时所对应产生的炉气量越大。
以及在吹炼期的不同时间段,碳氧化速度的不同,决定了熔池排出的炉气量以及路气成分也会有较大的差异。
转炉烟气可以提供大量的高热显热,大部分的钢铁企业均是通过余热锅炉进行蒸汽回收,整个流程比较简单,将冶炼环节产生的高温烟气通入到余热锅炉内达到降温目的,会有大量的热会释放出来,并由锅炉内的饱和水吸收,促使其转变成饱和蒸汽。
需要注意的是,转炉炼钢产生的高温烟气并不稳定,吹炼期的烟气往往存在着较大的波动,因此30min的吹炼期本质上只有15min左右会有饱和蒸汽形成,并且还会在烟气量变化的影响下,蒸汽量产生剧烈波动。
想要实现饱和蒸汽发电,往往还需要设置蓄热器系统来提高汽轮机进汽流量的稳定性与连续性[1]。
另外,正常情况下即便是采取了多种防护措施,汽轮机入口部位的蒸汽干度也只是在0.995以内,饱和蒸汽不可避免的会对汽轮机产生影响,使其可使用寿命缩短。
为进一步提高饱和蒸汽发电效率,缩短投资回收期,还可以对饱和蒸汽发电系统增设蒸汽过热系统,通过进一步优化达到更高效的发电状态。
二、饱和蒸汽发电系统组成饱和蒸汽发电系统运行具有较高的安全性与可靠性高,整个发电过程无需额外的使用其他燃料或者能源,比较容易操作。
(1)蒸汽产生系统通入到余热锅炉中的转炉高温烟气,由锅炉内的饱和水来吸收释放出的大量热量,由此可得到饱和蒸汽。
钢铁企业间歇性饱和蒸汽过热发电系统[实用新型专利]
专利名称:钢铁企业间歇性饱和蒸汽过热发电系统专利类型:实用新型专利
发明人:赵剑云,刘可亮,田东明,付宁文,侯晓东,吴益群申请号:CN201120393210.3
申请日:20111017
公开号:CN202304455U
公开日:
20120704
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本实用新型公开了一种钢铁企业间歇性饱和蒸汽过热发电系统,包括转炉、转炉余热炉、转炉余热炉汽包、饱和蒸汽蓄热器、外源式过热器、汽轮机、发电机、冷凝器、凝结水泵、煤气锅炉;转炉在工作过程中,通过转炉余热锅炉产生间歇性饱和蒸汽,随后进入饱和蓄热器,再进入外源式过热器;产生的过热蒸汽进入汽轮机做功带动发电机,汽轮机的排汽经冷凝、除氧后,被凝结水泵送回到转炉余热炉汽包,完成一个工质循环;外源式过热器的热源来自煤气锅炉。
本实用新型把转炉产生的间歇性饱和蒸汽、蓄热技术与煤气锅炉的过热过程有机结合起来,产生高品质的蒸汽供汽轮发电机。
由此可以提高钢企业的余热利用效率,降低能源消耗。
申请人:杭州锅炉集团股份有限公司
地址:310004 浙江省杭州市下城区东新路245号
国籍:CN
代理机构:杭州杭诚专利事务所有限公司
代理人:林宝堂
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钢铁行业饱和蒸汽发电设施
钢铁行业饱和蒸汽发电设施1一般规定1.1饱和蒸汽发电设施应选用可靠、高效、低维护率的设备。
1.2饱和蒸汽发电设施应根据汽源条件进行设计选型,并应具备适应低压饱和蒸汽波动的能力。
2饱和蒸汽发电机组2.1饱和汽轮机宜符合下列规定(1)饱和汽轮机主蒸汽、补汽一般经汽水分离器进行汽水分离后进入汽轮机,保证蒸汽干度大于0.995。
(2)饱和汽轮机排汽干度宜大于0.870。
进汽压力0.8MPa及以上的机组宜采用比较先进的缸内除湿技术或配套其他级间再热器。
(3)饱和汽轮机宜采用凝汽式或补汽凝汽式机组。
(4)饱和汽轮机本体还应符合《固定式发电用汽轮机规范》GB/T 5578的规定。
3主蒸汽系统3.1主蒸汽系统应设置电动主汽阀,并在电动主汽阀前设置蒸汽放散管路,容量宜不低于30%额定蒸汽流量。
3.2自动主汽阀前应设置汽水分离器,并装设安全泄压装置及连续疏水设施。
3.3主蒸汽系统保温应充分考虑降低散热损失引起的蒸汽凝结。
4凝结水系统4.1凝结水泵容量和台数应符合下列规定:(1)每台机组宜装设2台凝结水泵,每台容量为最大凝结水量的110%,并宜设置流量调节设施。
(2)凝结水泵最大凝结水量应为下列各项之和:1)汽轮机最大进汽工况时的凝汽量。
2)进入凝汽器的经常疏水量。
4.2凝结水泵的扬程应为下列各项之和:(1)从凝汽器至凝结水回收装置入口的凝结水管道流动阻力,另加20%的裕量。
(2)凝结水系统设备的阻力。
(3)凝结水回收装置入口与凝汽器热井最低水位间的水柱静压差。
(4)凝结水回收装置最大工作压力,另加15%的裕量。
(5)凝结水回收装置入口凝结水管喷雾头所需的喷雾压力。
(6)凝汽器的最高真空。
4.3凝结水宜根据水质条件送至原蒸汽发生系统、水处理系统等。
5汽封系统5.1汽封系统应设置压力自动调整装置。
5.2汽封系统宜利用主蒸汽作为汽封汽源,汽源在主蒸汽母管上的连接点位置应在垂直管上或水平管段的顶部接出。
5.3均压箱至汽轮机前后汽封的供汽管应以一定坡度向均压箱倾斜布置,汽封系统各低位点应设置连续疏水。
钢铁行业饱和蒸汽发电水工设施及系统
钢铁行业饱和蒸汽发电水工设施及系统1水工设施及系统1.1发电厂设计中应遵守和执行国家及地方与水有关的标准和法律,通过水务管理和工程措施达到节约用水和防止排水污染环境。
1.2发电厂设计中对循环使用的水系统在满足工艺要求条件下,应进行水量平衡和考虑改善水质的措施。
1.3发电厂中凡需控制水量和水质的水系统,应装设必要的计量和监测装置。
1.4冷却塔的补充水悬浮物含量超过50mg/L~100mg/L时宜做预处理,经处理后的悬浮物含量不宜超过20mg/L,pH值不应小于6.5,不宜大于9.5。
工业轴承冷却水的水质要求符合《小型火力发电厂设计规范》GB50049的要求。
1.5发电厂宜采用母管制供水系统。
1.6循环水泵宜按规划容量根据机组数量设置,每台汽轮机循环水泵不宜少于2台,水泵的总出力应满足冷却水的最大计算用水量,可不设备用。
当设备条件许可,水泵宜采用变频电机驱动。
1.7循环水泵的出口阀门以及需要自动控制的阀门,阀门型式宜采用电动蝶阀或液压缓闭止回碟阀。
1.8冷却塔的塔型选择应根据循环水的水量、水温、水质和循环水系统的运行方式等使用要求确定,宜选用机械通风冷却塔。
在严重缺水地区可采用空冷塔。
1.9冷却塔的布置应考虑空气动力干扰、通风、检修和管道布置等因素。
1.10对建设在寒冷地区的冷却塔,应采取防冻措施。
1.11当冷却塔的噪声超过环境保护要求时,应采取防治措施。
1.12冷却塔内使用的塑料材质的淋水填料、喷溅装置、配水管和除水器的选用及安装设计应按《冷却塔塑料部件技术条件》DL/T742执行。
1.13循环冷却水系统应考虑防垢、防腐和防菌藻及水生物滋生等因素,选择节约用水、保护环境的处理工艺。
1.14凝汽器二次循环冷却水系统,淡水或其他水浓缩倍率不应小于3倍;采用海水冷却塔时浓缩倍率不应大于2.5倍。
1.15循环冷却水系统药品储存间应采取相应的防腐措施,并设置安全防护设施和通风设施。
2生活给水和排水2.1电厂宜采用市政自来水作为电厂生活饮用水水源。
钢铁行业饱和蒸汽发电仪表及其控制
钢铁行业饱和蒸汽发电仪表及其控制1一般规定1.1仪表与控制系统应选择技术先进、质量可靠、性价比高的设备和元件。
1.2 对于分散控制系统(DCS)或可编程控制器(PLC)应考虑全厂统一性。
2 控制方式及自动化水平2.1 控制方式宜采用集中控制。
运行人员在少量就地操作和巡检人员的配合下,通过设置在集中控制室的操作员站,实现机组的启动、停止和正常运行工况下的监视和调整,以及异常运行工况下的事故处理和紧急停机。
2.2钢铁企业饱和蒸汽电厂控制系统应采用分散控制系统(DCS)或者采用可编程控制器(PLC)构成,控制水平、控制系统、控制设备的选择应与企业整体自动化水平一致或相当。
2.3钢铁企业饱和蒸汽电厂控制系统主要由机组控制系统、数字电液控制系统(DEH)和危机遮断系统(ETS)构成,三者应设置独立冗余控制器,品牌宜保持统一。
2.4 辅助车间可采用远程I/O,或硬接线的方式,纳入机组控制系统监控。
2.5 汽源的检测和控制信号宜纳入汽源发生系统的控制系统中。
3 控制室和电子设备间布置3.1集中控制室宜设置在汽机厂房运转层,控制室内布置机组控制系统操作员站和电气后台操作员站等人机接口设备。
3.2 仪表与控制电子设备间可与电气电子间合并布置,也可单独设置。
其位置宜与集中控制室相邻并有门连通。
3.3控制室和电子设备间布置位置及面积应符合下列规定:(1)应便于电缆进入电子设备间。
(2)避开大型振动设备的影响。
(3)控制室和电子设备间的净空应满足安全、安装、检修、维护以及运行人员工作需求。
(4)盘柜到墙、盘柜两侧的通道和盘柜之间的通道应满足自动化设备最小安全距离、维护、检修、调试、运行、散热的要求。
(5)应满足控制系统、控制设备对环境的要求。
(6)测量油、水、蒸汽等的一次仪表不应引入控制室。
4 测量与仪表4.1测量与仪表的设计应满足机组安全、经济运行的要求,并能准确地测量、显示工艺系统各设备的运行参数和运行状态。
4.2 测量与仪表应主要包括:汽轮机调速级压力;各段抽汽压力;各段抽汽温度;凝汽器真空;凝汽器水位;汽轮机转速;汽轮机轴承金属温度;汽轮机和发电机各轴瓦振动;汽轮机轴向位移;汽轮机胀差;进厂能源介质温度、压力和流量;进厂整齐温度、压力和流量;主汽门前蒸汽压力;主汽门前蒸汽温度;主蒸汽和补汽流量;循环水母管压力;蓄热器水位;润滑油母管压力;润滑油母管温度;安全油压力;事故油压力;凝结水泵出口母管压力。
饱和蒸汽发电技术在钢铁企业的应用研究
饱和蒸汽发电技术在钢铁企业的应用研究【摘要】本文通过对饱和蒸汽发电技术在钢铁企业的应用进行研究,从研究背景、研究目的和研究意义等方面进行了引言。
正文部分分别对饱和蒸汽发电技术的概述、在钢铁企业的应用现状、优势和挑战、案例分析以及发展趋势进行了详细分析。
结论部分探讨了饱和蒸汽发电技术在钢铁企业的应用前景,提出了建议与展望,并指出了未来研究方向。
通过本文的研究,可以更全面地了解饱和蒸汽发电技术在钢铁企业的应用情况,为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。
【关键词】饱和蒸汽发电技术、钢铁企业、应用研究、优势、挑战、案例分析、发展趋势、应用前景、建议、展望、未来研究方向1. 引言1.1 研究背景尽管饱和蒸汽发电技术在钢铁企业中有着巨大的潜力和优势,但目前在实际应用中仍面临一些挑战和障碍。
如何更好地将该技术与钢铁生产过程相结合,如何解决设备运行稳定性和效率等问题,都是当前研究的重点和关注的方向。
深入研究饱和蒸汽发电技术在钢铁企业中的应用情况及存在的问题,对于推动钢铁产业的可持续发展,实现节能减排目标具有重要意义。
1.2 研究目的研究目的是为了探索饱和蒸汽发电技术在钢铁企业的应用情况,分析其在钢铁生产中的效益和影响,并寻找提高发电效率和节能减排的可行性途径。
通过深入研究,可以为钢铁企业提供更科学的发展方向和技术支持,推动企业实现绿色低碳发展,提高产能利用率和资源利用效率。
通过比较不同钢铁企业的应用情况和效果,总结经验和教训,为钢铁企业在选择和应用饱和蒸汽发电技术时提供参考和借鉴。
通过本研究还能为相关部门和决策者提供科学依据和政策建议,促进饱和蒸汽发电技术在钢铁企业的推广和应用,推动整个行业的可持续发展。
1.3 研究意义饱和蒸汽发电技术在钢铁企业中的应用不仅可以带来环境效益,还可以带来经济效益。
通过利用废热产生电力,不仅可以满足企业自身的电力需求,还可以实现余电上网,将多余的电力卖给电网,获取额外的经济收益。
研究饱和蒸汽发电技术在钢铁企业中的应用,可以为该行业提供技术参考与借鉴,促进技术的推广和应用。
饱和蒸汽发电在炼钢厂的应用
管理及其他M anagement and other饱和蒸汽发电在炼钢厂的应用杨 溢摘要:钢铁企业炼钢过程中需要采用冷却系统在加工过程中对钢铁进行降温,经过多年的发展和改革,冷却技术的应用越来越成熟,当前加热炉汽化冷却技术的应用比较广泛。
该冷却技术能够对热量进行回收,而且能够达到节水的效果,因此2017年在相关部门的支持下已经全面取代传统冷却技术形式。
但是加热炉汽化冷却装置产生的蒸汽为低压饱和蒸汽,输送的距离短,会损失大量的冷凝水,导致在实际应用中受到限制。
部分企业尚未形成良好的排放系统和途径,只能直接排放,对生态环境造成破坏,而且也是一种比较严重的资源浪费。
因此如何回收蒸汽成为当前钢铁厂需要解决的重要问题。
为了对炼钢厂冷却系统产生的饱和蒸汽进行充分回收,有效降低工序能耗,提升炼钢厂的发电量,以唐钢有限公司为代表的钢铁企业尝试建设炼钢饱和蒸汽发电项目。
该项目中可以通过对富裕热饱和蒸汽的收集进行发电,不仅保证资源的有效应用,同时降低环境污染。
关键词:饱和蒸汽发电;炼钢厂;汽轮发电机在可持续发展理念的引导下,我国各个行业的发展中都开始强调绿色、节能、环保,低碳经济、绿色经济逐渐成为经济发展的主流。
而炼钢厂作为高能耗的产业,需要加强对节能方面的控制,需要通过能源的综合应用,降低能耗和生产成本,提升钢铁行业的竞争力,促进钢铁产业的健康发展。
唐钢有限公司(以下简称公司)通过转炉汽化冷却系统的应用能够实现对水资源的节约,同时可以回收产生的热量,在节能方面具有一定的优势,但是产生的低压蒸汽却无法有效回收,而且低压蒸汽的含水量大,流动波动强,如果直接将蒸汽回收到公司的低压蒸汽管网中虽然能够实现蒸汽的利用,但是管网难以承受蒸汽的巨大压力。
如果将蒸汽直接排出不仅会浪费大量的热能,同时也会对环境产生污染。
为了有效解决低压蒸汽的问题,公司尝试通过饱和蒸汽的回收用于企业发电,既保证了企业的经济效益,同时也为企业在社会环保形象的树立奠定基础。
邯钢领域论文低压饱和蒸汽发电论文
邯钢领域论文低压饱和蒸汽发电论文【摘要】饱和蒸汽发电有利于节约资源和改善企业环境,产生的电能对企业的供电的补充,具有很好的经济及环保效益。
节能减排好项目,值得在钢铁企业内大力推广。
近年来为了合理利用低品位的蒸汽,采用低压饱和蒸汽发电技术,既改善了环境,又产生电能,对企业的电力供应进行补充。
1 饱和蒸汽产量现状送饱和蒸汽发电的富余蒸汽量如表1。
由表1可知,送往发电富余饱和蒸汽量具有以下特点:采暖期和非采暖期差异较大;由于RH真空及其它用户用汽的不连续性,因而富余饱和蒸汽存在流量及压力的波动变化。
本工程饱和蒸汽发电设计参数如下:非采暖期蒸汽量按:73~110t/h,采暖期蒸汽量:31~75t/h,蒸汽进汽压力1.0~1.3MPa(饱和温度)。
2 饱和蒸汽发电系统根据全厂蒸汽平衡后富余饱和蒸汽量,设置2台套7.5MW单缸、单进汽、饱和蒸汽凝汽式汽轮机组及9MW空冷式同步交流发电机组。
年发电能力4500万Kwh。
2.1 生产工艺利用炼钢转炉生产过程中产生的蒸汽及1.0Mpa蒸汽管网中的蒸汽来驱动汽轮发电机组并网发电。
其工艺流程如下:炼钢转炉产生的蒸汽经蓄热站稳压之后进入1.0Mpa蒸汽管网,输送至汽轮机组。
蒸汽的膨胀做功推动汽轮机带动发电机发电,将蒸汽蕴含的热能转化为发电机出口的电能,再经升压后输送至开关站并入电网。
做功以后的蒸汽通过蒸发空冷系统凝结成凝结水,由凝结水泵加压后经过轴封加热器输送到钢后脱盐水站。
循环水站的冷却水经蒸发空冷系统、汽轮机凝汽器、发电机空冷器、油系统冷油器冷却后回到蒸发空冷系统的凉水风机进行降温,循环使用,并定期补充河水、软水保持水质。
软水管网的软水为开机之前热井进行少量的补水,之后通过凝结水泵输送到钢后脱盐水站,实现能源的完全回收利用。
工艺流程图1所示。
2.2 主要设备选择针对饱和蒸汽发电的汽轮机需做特有设计:通流部分各压力级前设置疏水沟槽,末三级隔板设置除湿疏水环形槽,末一、二级叶片等进汽边硬化处理。
钢铁厂余热蒸汽梯级发电技术应用与分析
钢铁厂余热蒸汽梯级发电技术应用与分析发表时间:2018-08-28T17:27:07.313Z 来源:《防护工程》2018年第8期作者:张磊[导读] 本文对大型钢铁企业各阶段蒸汽系统存在的问题,怎样逐步实现对余热蒸汽梯级发电技术的研究与应用进行了分析;同时对实际运行中出现的问题进行了解决。
张磊北京高能时代环境技术股份有限公司北京市 100095摘要:本文对大型钢铁企业各阶段蒸汽系统存在的问题,怎样逐步实现对余热蒸汽梯级发电技术的研究与应用进行了分析;同时对实际运行中出现的问题进行了解决。
关键词:余热、差压、螺杆膨胀机、低压饱和蒸汽一、余热蒸汽发电研究内容与方法1、螺杆膨胀动力机发电研究内容与方法目前国内大多数钢铁企业转炉余热蒸汽的生产、使用过程是采用减压方式降低蒸汽压力来满足生产、生活用汽参数的要求,其绝热节流过程是较高品质的蒸汽变成低品质蒸汽的过程,也是能量的损耗过程。
但是要回收这部分差压能量则需解决以下三个问题:1、蓄热器所提供的蒸汽为饱和蒸汽(干度小,含水量较大),常规能量转化设备不适用;2、蓄热器所提供的蒸汽存在着一定的流量波动;3、厂区蒸汽管网用汽压力为恒压,故替代调节阀的能量回收装置必须能起到减压并稳压的作用。
上述三个问题必须同时全部解决,才能达到能量损失回收的目的。
某公司炼钢厂原有3台210吨转炉,平均每天共生产约65-70炉钢,每台转炉配置一台汽包,转炉汽包运行压力2.5 MPa,3台转炉正常运行时,平均总产汽量约60t/h。
从蓄热器(1.6MPa)引出的蒸汽供给两部分使用:一部分直接供内部工艺(RH炉)使用;另一部分蒸汽经压力调节阀减压后供厂区蒸汽管网用汽。
供厂区管网蒸汽在减压过程中约0.8MPa的压力能浪费在调节阀上。
为解决这一问题,利用炼钢厂转炉蓄热器出口蒸汽与厂区蒸汽管网之间的差压能量,在原调压阀管路上并联一条蒸汽管道,用以安装蒸汽螺杆膨胀动力机(热力系统示意见图1-1),蓄热器外排蒸汽管上的调压阀在原位置保留,但要改变调压阀的工作角色,将调压阀作为旁路备用阀。
炼钢转炉烟气余热饱和蒸汽发电
作者简介 :曹武 ( 1966 - ) , 男 , 安徽泾县人 , 工 程师 , 大学 , 从事热力专业的设计工作 。
电话 : (0790) 6293184
E - ma il: caowu3154@163. com 收稿日期 : 2005 - 03 - 10
2 饱和蒸汽发电系统
饱和蒸汽发电系统可分为蒸汽制取系统 、蓄热 系统 、汽轮机发电系统 、冷却水系统等 。其中 ,蓄热 系统主要由蓄热器组成 。汽轮机的调节控制系统采 用 Wordwood 505电液调节控制系统 ,该系统是目前 国内中小型汽轮机组普遍采用的调节控制系统 ,控 制功能齐全且安全可靠 。
GA S
与热力
& HEAT
Vol. 25 No. Sep. 2005
9
炼钢转炉烟气余热饱和蒸汽发电
曹 武 , 韩慧珍
(新余钢铁有限公司 , 江西 新余 338001)
摘 要 : 结合利用纯余热回收发电用冷凝式汽轮机将利用炼钢转炉烟气余热制取的饱和蒸 汽用于发电的工程实例 ,介绍了饱和蒸汽发电系统的工艺流程 ,对系统中蓄热器的容积进行了校核 计算 ,对饱和蒸汽发电系统的经济性进行了分析 。 关键词 : 炼钢转炉 ; 汽轮机 ; 饱和蒸汽 ; 发电
图 1 饱和蒸汽发电系统流程 Fig. 1 Process of power generation system with
saturated steam
3 蓄热器容积的校核计算
由于转炉周期性工作 ,吹炼期产生蒸汽 ,非吹炼 期不产生蒸汽 ,因此应设置容积足够大的蓄热器 ,以 保证供应参数波动比较平缓的饱和蒸汽 ,确保发电 可靠 。目前 ,蓄热系统中已装有 4 台容积为 80 m3 的蓄热器 ,但考虑到汽轮机对蒸汽压力 、流量的稳定 性要求较高 ,因此须对蓄热器容积进行校核 。 1 台 转炉制取的饱和蒸汽所需蓄热器容积按以下公式进
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·52·钢 铁 技 术2006年第2期
钢铁厂饱和蒸汽发电系统及设备研究
王 毅 刘 旭
(中冶赛迪公司动力设计部, 重庆 400013)
[摘 要]针对钢铁厂转炉饱和蒸汽的有效利用,着重介绍了转炉余热锅炉饱和蒸汽用于发电的主要系统和主要设备。
[关键词]转炉余热锅炉 饱和蒸汽 发电系统 发电设备 蓄热器
1 前言
钢铁产业是国民经济的重要基础产业,是实现工业化的支撑产业,是技术、资金、资源、能源密集型产业,但我国钢铁产业的技术水平和能耗与国际先进水平相比还有相当的差距。
按照可持续发展和循环经济理念,钢铁企业发展的重点是技术升级和结构调整,提高环境保护和资源综合利用水平,最大限度的提高废气、废水、废物的综合利用水平,力争实现“零排放、负能耗炼钢”,建立循环型钢铁工厂。
当前大部分钢铁企业中转炉余热锅炉生产的饱和蒸汽除供自身消耗外,还有大量剩余;同时由于全厂管网蒸汽一般为过热蒸汽,饱和蒸汽无法直接并网使用,只能对空排放或经过过热处理后并入管网,造成能源浪费。
若采用饱和蒸汽发电,既可以充分利用饱和蒸汽,也可避免蒸汽放散造成的浪费;又能提供电能,产生新的效益。
本文将针对转炉余热锅炉生产的饱和蒸汽用于发电的技术和设备进行探讨。
2 饱和蒸汽发电系统
饱和蒸汽发电系统主要可分为余热锅炉系统、蒸汽蓄热系统、饱和蒸汽轮机发电系统,乏汽直接空冷系统和给水除氧系统,其基本流程见图1。
转炉在吹炼过程中,产生大量的高温烟气(1200℃以上),烟气中含有高浓度的煤气。
为降低烟气温度、回收高温烟气中的余热同时为转炉烟气除尘及煤气回收创造条件,转炉配套设置了烟道式余热锅炉。
余热锅炉由于受到转炉吹炼时烟气波动的影响,在整个冶炼周期(38分钟)内,只有吹炼期(16分钟)才有蒸汽产生,同时由于吹炼期烟气量的急剧变化,余热锅炉产生的蒸汽量也随之急剧波动。
因此为保证汽轮机进汽流量的连续性和稳定性,需设置变压式蓄热器。
在吹炼期内,余热锅炉生产的蒸汽被引入带微过热的变压蓄热器内,蒸汽将蓄热器内的水加热并凝结成水,使蓄热器内水的焓值升高,这样就完成了蓄热器的充热过程,同时供出微过热蒸汽(过热度约微5℃~15℃);在非吹炼期,余热锅炉不生产蒸汽,调压阀前的压力不断下降,蓄热器中的饱和水降压后发生闪蒸,饱和水成为过热水,立即沸腾而自蒸发,产生连续蒸汽,经调压供汽轮机使用,这样就完成了带微过热的变压蓄热器的放热过程。
图1 饱和蒸汽发电系统流程图
经调压阀调压至1.3 MPa的微过热蒸汽进入汽轮机,在汽机内膨胀做功,驱动发电机发电。
对于
2007年第2期 钢 铁 技 术·53·
国产汽轮机,一般为多级叶片结构,为防止末级叶片发生水击现象,要求进汽轮机的蒸汽干度要≥0.995,因此需另外增加一套汽水分离装置;对于引进机组,一般为单级叶片结构,对蒸汽干度没有严格要求,可直接利用饱和蒸汽,当然使用微过热蒸汽效果更好。
汽轮机排出的乏汽由主排汽管道进入直接空冷凝汽器顶部的蒸汽分配管。
蒸汽首先进入顺流管束,蒸汽、凝结水自上向下流动,有大约80%的蒸汽与空气进行表面换热后冷凝,进入凝结水集箱;其余未凝结的蒸汽、不凝气体混合物则进入逆流管束,自下向上流动,其中不凝气体由水环式真空泵抽走,而残留蒸汽则在冷凝后向下流入凝结水集箱。
空冷风机将冷空气吹到管束的管道表面,掠过的空气通过对流换热吸收并带走管道内蒸汽的凝结热量。
凝结水由集箱汇集后进入凝结水箱,经凝结水泵加压,送至除氧器。
凝结水和补充的软水经热力除氧后,由给水泵加压,然后一路送至汽包循环使用,另一路作为调节带微过热变压蓄热器水位的补充水直接进入蓄热器。
3 饱和蒸汽发电主要设备
3.1蓄热器
针对饱和蒸汽含水率较高,不便直接利用的特性,蓄热器拟选用中冶赛迪工程技术股份有限公司的专利产品―微过热变压式蓄热器。
该蓄热器能将间断蒸汽热源变成连续蒸汽热源,且在不需要外供热源的情况下,通过两级汽水分离装置和拉伐尔限流喷管的共同作用,使蓄热器出口的蒸汽过热度达到5℃~15℃以上,实现出口蒸汽微过热的目的。
3.2饱和蒸汽汽轮发电机组
目前国内钢铁厂新上饱和蒸汽发电项目,主要选用以下两种汽轮发电机组:太钢项目选用4套KK&K公司AFA型汽轮发电机组;邯钢、新钢项目各选用1套中科院广州能源研究所研制的纯余热回收汽轮发电机组。
德国KK&K汽轮机单机容量从45 kW到5000 kW,当从结构上做并列串联式或电机前后串联等变形设计后,单机最大功率可达10000 kW;其适用范围广:进汽压力从0.3 MPa到13 MPa,进汽温度为饱和温度,且允许较大负荷变化范围,喷嘴调节系统可适应25%~100%负荷的快速变化,前压调节精度高,保证汽包压力稳定;采用独特的单级悬臂式结构,膨胀叶轮直接安装在齿轮箱一端的输入轴上,和普通汽轮机-齿轮箱分离式结构相比,减少了轴承及密封的数量;由于采用单级悬臂式结构,叶轮一端可以自由膨胀,因此从冷态启动到全负荷运行,最多需要10分钟的暖机预热过程,短期停机后再启动可在10秒内立即投运;采用单级叶轮结构,允许蒸汽膨胀做功后有部分冷凝水析出(最大8%),不致造成水击叶轮等破坏;整体机械结构简单、采用整体式底座、占地面积小、可采用单层布置;操作简单,自动化程度高,可实现无人操作;但是,由于它是单机叶轮结构,其发电热效率稍微偏低。
广州能源所研制的纯余热回收汽轮机单机容量从1000 kW到6000 kW;其适用范围较窄:进汽压力从0.3 MPa到2.5 MPa,进汽温度为饱和温度,且要求压力、温度及负荷只能在小范围内波动;采用普通汽轮机的多级叶片结构,要求进口蒸汽干度达到0.995以上,并通过再热系统保证蒸汽膨胀做功后基本没有冷凝水析出,不致造成水击叶轮等破坏;从冷态启动到全负荷运行,至少需要2个小时的暖机预热过程;整体机械结构较复杂、占地面积较大、3000 kW及以上机组多采用双层布置;操作较为简单,自动化程度较高,但需要人值守;由于是多级叶片结构,其发电热效率稍高。
3.3空冷凝汽器
凝汽器按冷却方式可分为水冷式凝汽器和空冷式凝汽器。
由于传统水冷方式耗水量大、占地面积大、运行费用高,而空冷方式非常节水、占地面积小、运行费用便宜,国内凝汽器越来越多的采用直接空冷方式。
国内第一套自行设计、制造和安装的6000 kW直接空冷机组已于2001年9月在山西某铁合金自备电厂投入使用,目前运行良好。
2005年5月,大同二电厂2×600 MW直接空冷国产机组的投产标志着我国直接空冷技术已经完全成熟。
3.4真空设备
水环式真空泵是目前直接空冷凝汽器普遍采用的抽气设备,较之于喷射式的抽气器(如射水抽气器和射汽抽气器等),它具有使用安全、操作简便、运行经济、工作可靠、自动化程度高、结构紧凑、检修工作量小等特点。
·54·钢 铁 技 术2006年第2期
4 结语
钢铁企业大力发展和推广饱和蒸汽发电技术是遵循国家钢铁产业发展政策、符合当前可持续发展要求、实现循环经济的重要手段;是促进钢铁产业技术升级和结构调整,提高环境保护和资源综合利用水平的有效途径。
特别在南方大部分冬季不采暖地区的钢铁厂,更应该大力推广使用饱和蒸汽发电技术。
参考文献
1 刘 旭, 姜小萍, 孙明庆 .一种带微过热的变压蓄热器
装置[P].中国实用新型专利,申请号: 200520009760.5 2 刘 旭, 姜小萍 .孙明庆 .一种带微过热的变压蓄热器
系统[P].中国发明专利,申请号:200510057214.3
(收稿日期:2006-07-27)
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可以通过控制系统实现自动:自动选择满足拨风风源条件的鼓风机作为拨风风源、当拨风用户需要拨风时自动判断拨风阀开启条件是否满足。
但在拨风系统控制系统设计时需考虑到该系统从自动到手动控制的无干扰切换,便于灵活操作;同时亦可考虑在系统控制台上设置“紧急拨风”按钮,该按钮用于在拨风运行条件满足而控制系统出现故障状况下的一种应急措施。
在实际操作过程中,可根据设备状况、操作人员的熟练程度确定控制系统是否切除而采取手动操作。
6 需要解决的问题
根据目前国内各钢厂高炉拨风系统的设置,拨风用户的风量、风压是根据操作过程中积累的经验来确定的,而在拨风系统投入运行时拨风风源能够提供的风量、风压又是和风源鼓风机及所对应的高炉的运行状况密切相关的。
因此,在高炉系统的不同运行工况下,需要拨风的风量、风压需要进一步核实;拨风风源系统及高炉系统在不同的工况下能够提供的拨风风量、风压也需要进一步核实。
该两个问题解决后,则拨风系统可以做到更符合实际工况,最大限度的满足拨风用户的需要、并最大限度的减小对拨风风源所对应的高炉系统的影响。
7 结语
拨风系统在国内大钢铁厂高炉系统使用得较为广泛,通过实际运行取得了较好的效果,避免了因鼓风系统故障断风对高炉“坐料”、“风口灌渣”的恶性事故的发生。
但目前拨风系统的设计及控制均比较“粗放”,有待于收集高炉及其鼓风系统各工况下运行参数,以进一步优化现有拨风系统,做到精确设计及控制拨风系统,最大限度的发挥高炉及其鼓风系统的生产能力。
(收稿日期:2006-07-27)。