津西钢铁18MW余热发电浅析

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新材料新装饰XINCAILIAOXINZHUANGSHI 2014年5期 津西钢铁18MW 余热发电浅析
张禹
（津西钢铁 河北 064302）
摘要：河北津西钢铁集团股份有限公司做为钢铁冶炼的重要环节，烧结工序的能耗约占总能耗的10％，仅次于炼铁工序，位居第二。

在烧结工序总能耗中，有近50％的热能以烧结机烟气和冷却机废气的显热形式排入大气。

由于烧结冷却机废气的温度不高，以往被人们对这部分热能的回收利用重视不够，但实际上大有文章可做，因为烧结废气不仅数量大，而且可供回收的热量也很大。

为有效利用以上废气，津西钢铁引入了2套18MW 余热汽轮机组，配合7座余热锅炉回收以上废气。

关键词：余热发电；节能减排
一、项目的意义：
该项目的建设有4大意义： 第一，回收利用烧结冷却机废气余热发电，代替烧结生产的部分电量输入，逐步提高钢厂用电自给率； 第二，降低钢厂烧结工序能耗，促进资源节约，降低单位产值的能耗，增加企业的效益； 第三，有利于其它可持续目标的实现，减少当地由常规火电厂带来的SO 2、NO X 、粉尘之类的大气污染物，有助于改善当地的能源结构。

第四，符合国家提出的“节能减排、低碳经济”的产业发展技术路线。

二、工艺流程如下： 1、汽水系统 环冷机余热锅炉采用高、低压系统；烧结机机尾余热锅炉依据锅炉进口风温采用单压系统。

锅炉汽水系统采用两种压力，充分回收废气显热，利用烟气高温段和低温段不同能级的热能产生两种压力不同的过热蒸汽，既降低排烟温度，又提高烟气余热的利用率。

低压部分汽水流程：发电后的蒸汽凝结水经由凝结水泵送至余热回收装置的低压省煤器，吸收烟气温度后进入系统内的除氧水箱，做为整个系统的补给水的软化水同时进入除氧器；除氧后的软水由下降管，经低压蒸发器吸热，产生的汽水混合物由上升管返回除氧器。

环冷机余热锅炉在除氧器内汽水分离后的饱和蒸汽送入余热锅炉的低压过热器，经低压过热器吸热的过热蒸汽送去发电站。

中压部分汽水流程：除氧后软化水的经锅炉给水泵加压，经过中压省煤器热后，送入汽包；汽包设有上升、下降管，炉水经下降管进入中压蒸发器，在翅片管换热器内吸收热量产生的汽水混合物由上升管返回汽包，在汽包内汽水分离后，饱和水进入下一个循环，饱和蒸汽经中压过热器后送去发电站。

2、烟风系统 环冷机余热锅炉烟气流程为：环冷机一、二段废气从密封罩上方引至余热回收系统入口，经由翅片管换热器各段进行气－水换热，废气降温后排出锅炉；经由循环风机送至环冷机下部风箱，实现废气密闭循环。

采用热风循环技术不但提高了锅炉的进口烟温，提高了锅炉的蒸发量和主蒸汽温度，同时大幅度减少了废气中矿尘的排放，大大提高了余热回收效率。

考虑到设备检修，系统设有旁路烟囱，确保在余热锅炉检修或故障时不影响烧结机的正常生产。

烧结机机尾余热锅炉，热风由烧结机上取风段风箱引出，汇集后进入余热锅炉，经余热锅炉后回到落尘管。

考虑到设备检修，在余热锅炉进出口均设置切断阀，确保在余热锅炉检修或故障时不影响烧结机的正常生产。

3、余热回收系统组成及布置 余热锅炉采用半露天布置，为自然循环水管锅炉。

余热锅炉采用单进气、双压、自除氧的余热锅炉型式，单烟道布置结构。

环冷机余热锅炉为立式，蛇形管受热面水平布置；烧结机机尾余热锅炉为卧式，蛇形管受热面竖直布置。

余热锅炉采用标准单元模块结构，各级受热面管屏尺寸基本相似。

该结构适应能力强，便于布置受热面，检修方便，烟气压降小。

模块由具有不同功能，甚至不同压力等级的管屏组成。

模块每隔一定宽度周围采用型钢来加固整个模块，提高其刚性。

锅炉采用全密封结构，烟道的进口和出口均采用大罩壳密封结构，以提高锅炉整体密封性和经济性。

环冷机余热锅炉与烧结机机尾余热锅炉汽水系统组成相同、烟气系统组成略有不同。

（1）余热锅炉汽水系统组成 余热锅炉汽水系统由锅炉、锅炉给水泵、加药装置、定期排污扩容器等设备组成。

（2）余热锅炉烟气系统组成 环冷机余热锅炉烟气系统由烟道、阀门、余热锅炉、循环风机组成；烧结机机尾余热锅炉烟气系统由烟道、阀门、余热锅炉组成。

环冷机循环风机布置在余热锅炉烟气出口侧，锅炉内烟气侧为负压；烧结机机尾余热锅炉由于布置在烧结机下风箱与主抽风机之间，锅炉内烟气侧也为负压。

环冷机烟气系统设有旁路烟囱，当余热锅炉不工作时，关闭循环风机，打开旁路烟囱阀门，以确保在余热锅炉检修或故障时不影响环冷机的正常生产。

烧结机机尾余热锅炉，在进出口设有切断阀，锅炉检修是关闭烟道上阀门，将余热锅炉解列，保证烧结机生产不受影响。

烟道采用外保温结构。

（3）余热回收系统布置 余热锅炉半露天布置，水泵间除90m 2环冷机余热回收系统外，依现场情况布置在余热锅炉附近，现场电气室也布置在余热锅炉附近。

环冷机余热回收系统的循环风机为露天布置，也布置在余热锅炉附近。

水泵间为单层布置，轻质保温结构，锅炉给水泵、取样冷却器及加药装置均布置在水泵间内。

排污冷却器布置在水泵间外。

三、环境保护
烧结余热锅炉的设置，不但可回收烧结废气余热，减少热污染，也可大大降低粉尘排放。

废气污染物排放值满足国家最新环保标准要求。

余热锅炉定期排污水中含有少量的SS，经热水井降温后排放。

化学水处理间再生酸碱废水经中和池中和，调节水的PH 值达标后排放。

上述需要排放的生产污水、生活污水经集中处理后排放。

电厂所有压力容器，如余热锅炉汽包、过热器、除氧器等均设有安全阀、以防超压爆炸。

设计有汽水系统过程检测与相应的电气连锁保护等。

余热锅炉出口主蒸汽压力设有检测和自动调节装置。

汽轮发电机设有过负荷保护措施。

四、生产设施组成
生产设施主要有：主厂房（汽机跨、附跨）7台烧结余热锅炉、循环水泵房和冷却塔、软水站、给水间、现场电气室等。

辅助设施主要有：办公楼（含在主厂房内）。

五、效益分析及评价
本工程建设项目2010年11月1日开工建设，2011年12月10日建成投产。

项目总投资21305万元，其中建设投资 20959 万元，流动资金346万元，本项目所需资金全部自筹。

项目计算期按21年计算，其中建设期1年，运营期20年。

1、总成本计算： 1）本次测算产品成本的主要燃料动力消耗依据工艺专业的设计要求确定。

2）项目设置余热回收设施，对生产过程中大量放散的余热进行回收，故蒸汽不计入生产成本。

3）新水年消耗量2680000t/a，价格3元/m 3，年成本804万元。

4）盐年消耗量66t，价格400元/t（固体），年成本2.64万元。

5）缓蚀阻垢剂年消耗量133 t，价格9800元/t（液体），年成本130万元。

6）杀菌灭藻剂年消耗量11t，价格10500元/t（液体），年成本12万元。

7）树脂年消耗量2.2m 3，价格12000元/t（液体），年成本2.68万元 8）定员：45人，年人均工资及福利3万元，年成本135万元。

9）维修费：按固定资产原值的3%计取。

10）固定资产折旧：采用直线折旧，折旧期限按照20年计算。

11）递延资产摊销：递延资产按5年摊销。

2、营业收入 项目达到设计能力时，年可供电量约22272万kwh，按照0.46元 /kwh（不含税）的电价计算，每年设计营业收入10245万元。

本项目充分回收利用烧结机余热资源，建设烧结余热回收电站，既能获得很好的经济效益和良好的环境效益，同时又能防治环境污染，是一项一举两得的资源利用工程。

项目的所得税前财务内部收益率35.6 %，投资回收期3.85年，大于行业基准收益率8%。

3、实际评价 受供汽能力不足限制，机组投产后长期单机运转，投产后年完成产量约8400万kwh，按上述电价计算，每年实际营业收入3864万元。

投资回收期约8年，但仍大于行业基准收益率。

津西钢铁18MW余热发电浅析
作者：张禹
作者单位：津西钢铁 河北 064302
刊名：
新材料新装饰
英文刊名：New Material New Decoration
年，卷(期)：2014(5)
引用本文格式：张禹津西钢铁18MW余热发电浅析[期刊论文]-新材料新装饰 2014(5)。