钢铁企业低压饱和蒸汽余热发电的应用
饱和蒸汽汽轮机发电技术在电炉炼钢烟气余热回收中的应用
0引言为了改善全球环境资源,各国统一部署,提出二氧化碳减排计划,即要求2030年前二氧化碳排放量达到峰值,2060年前实现二氧化碳超净排放,排放量为零。
我国为适应国际环保政策变化,将废钢资源合理化利用,在15年时间内逐步用电炉炼钢技术取代转炉炼钢技术。
而电炉炼钢生产过程产生的烟气具有一定的热能焓值,可以回收利用,节能减排,降低能耗。
高温烟气通过余热锅炉与水对流换热,锅炉汽包产生饱和蒸汽驱动饱和蒸汽汽轮机发电,降低电炉炼钢流程每吨钢的能耗,产生较大的经济效益和社会效益。
值得深入研究饱和蒸汽汽轮机发电技术在电炉炼钢烟气余热回收的应用。
Abstract:In this paper,the characteristics and process flow of electric furnace steelmaking flue gas are analyzed.The working principle of heat accumulator and its parameter calculation in saturated steam power generation technology are introduced.Measures to improve steam dryness in saturated steam turbines are described.Saturated steam turbine power calculations are described,among other things.Key words:saturated steam,steam turbine,electric furnace steelmaking第一作者简介:刘向东(1979-)男,本科,高级工程师,毕业于长沙理工大学自动化专业,主要从事发电厂调试,检修方面工作。
DOI:10.13808/ki.issn1674-9987.2023.04.004刘向东(中冶南方都市环保工程技术股份有限公司,湖北武汉,430205)摘要:文章分析了电炉炼钢烟气的特点及工艺流程,重点介绍了饱和蒸汽发电技术中蓄热器工作原理及其参数计算,讲述了饱和蒸汽汽轮机提高蒸汽干度措施,描述了饱和蒸汽汽轮机功率计算等内容。
蒸汽余热发电技术在棒材加热炉上的应用
蒸汽余热发电技术在棒材加热炉上的应用摘要:棒材加热炉是钢铁行业中的重要设备之一,其在生产过程中消耗大量能源并产生大量高温废气。
传统的处理方式是将这些废气直接排放到大气中,这不仅浪费了能源,还污染了环境。
如果将蒸汽余热发电技术应用于棒材加热炉中,则可以通过热交换器回收炉内高温废气中的热能,并通过蒸汽轮机等设备将其转化为电能,实现了对余热的高效利用。
关键词:蒸汽余热发电技术;棒材;加热炉在节能减排的背景下,蒸汽余热发电技术在棒材加热炉上的应用成为了实现可持续生产的一种有前途的方式。
随着能源密集型行业的不断发展,如钢铁、有色金属和石化等行业,能源消耗和环境污染问题变得日益突出。
传统的生产方式往往会造成大量的能源浪费和环境污染。
因此,节能减排已成为全球的共同目标。
蒸汽余热发电技术是一种新型的能源利用技术,可以有效地回收工业生产过程中产生的高温余热,并将其转化为电能。
一、利用余热产生的热能循环利用系统(一)蒸汽余热发电技术在棒材加热炉上的应用原理蒸汽余热发电技术是将工业生产中产生的高温余热通过热交换器回收后,转化为电能的一种技术。
在棒材加热炉的生产过程中,炉内的高温气体会带走大量的热能,而这些热能通常被直接排放到空气中,造成了能源的浪费和环境的污染。
如果采用蒸汽余热发电技术,可以将这些高温气体中的热能通过热交换器回收,并通过蒸汽轮机等设备转化为电能,实现了对余热的高效利用。
(二)操作模式利用加热炉内的蒸汽管道,将其抽走后,送入螺旋膨胀式发电机中进行发电。
在螺旋扩张式发电机运行正常的情况下,所有的蒸气都供给螺旋扩张式发电机发电,在螺旋扩张式发电机无法运转的情况下,可直接将蒸汽抽走,从螺杆膨胀发电机中排出的蒸汽会流入到冷凝系统[2],然后将其冷凝成90℃左右的热水,再由凝结水泵打到原系统给水箱中,进行回收。
制冷系统的占地面积、冷却水消耗以及制冷系统的电力消耗,都将直接关系到制冷系统的经济性以及制冷系统的设备投资规模。
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。
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。
二、饱和蒸汽发电的利用意义目前,余热发电技术主要集中在一些高耗能的企业,其中以钢铁和水泥行业发展较迅速,且一些发电技术已经基本成熟。
但是,仍未实现能量的梯级利用。
大多钢铁企业和水泥行业主要是利用高温烟气(>500℃),一些低温尾部烟气(<400℃)目前国内尚属于难于利用的余热,几乎全部排向大气。
可以说,如果能够利用这部分低品位余热进行发电,则对我国的经济可持续发展和实现和谐社会具有重要的社会经济意义。
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。
低压饱和蒸汽发电在炼钢企业中的应用
低压饱和蒸汽发电在炼钢企业中的应用何武官(北京中科创业园环境节能技术有限公司)【摘要】宣钢低压饱和蒸汽发电工程的介绍。
转炉余热发电系统的组成及工艺,利用转炉、轧钢加热炉产生的饱和蒸汽发电,降低生产工艺能耗,同时改变了饱和蒸汽排入大气而污染环境的状态,实现“节能减排”的最佳效果。
是冶金企业中对余热蒸汽利用的有效方式并能达到良好的经济效益。
【关键词】低压;饱和蒸汽;汽轮机;蓄热器;发电机概述:钢铁行业是国家经济的支柱产业,也是工业生产耗能大户,我们国内钢铁企业生产过程中可回收利用的余压、余热、余能的总量,一般占本企业总能量的10%左右。
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。
钢铁厂在炼钢、轧钢等工艺生产过程中如转炉、加热炉汽化冷却装置产生大量低温低压饱和蒸汽,除少量自用外,大部分低压饱和蒸汽往往得不到合理利用,只能对空排放,既污染了环境,又造成了能源的极大浪费。
随着国家经济快速发展,钢铁厂对节能减排日益重视,如何利用这些低品位的蒸汽,成了各大钢铁厂能源环保部门关注的问题。
在炼钢厂中,低压饱和蒸汽主要来源于吹炼时高温烟道冷却换热,余热锅炉等产生,在工艺过程中一般用于加热、伴热、保温以及煤气管道的吹扫等。
随着我国对节能减排的重视,以及《中华人民共和国节约能源法》的实施,各行各业对余热的利用也越来越高。
钢铁行业是耗能的大户,其生产过程中将产生大量的余热。
因此各企业都在积极落实余热利用问题。
在蒸汽回收方面,就有很多具体的节能措施,比如转炉汽化冷却、干熄焦余热锅炉、烧结环冷机余热锅炉、轧钢加热炉汽化冷却等等。
由于回收的蒸汽量很大,回收的蒸汽不但能满足正常生产情况下的使用,还会经常出现对空排现象,在北方钢厂的非采暖季节期间尤其明显。
这不但造成了能源(包括热能及水)的极大浪费,同时对环境也造成了一定的污染。
低压饱和蒸汽发电技术在宣钢的应用
Ap pl i c a t i o n o f Po we r Ge ne r a t i o n Te c h no l o g y wi t h Lo w-pr e s s ur e
S a t u r a t e d S t e a m i n Xu a n h u a S t e e l
【 K e y w o r d s 】 c o n v e r t e r w a s t e h e a t ; l o w — p r e s s u r e s a t u r a t i o n ; p o w e r g e n e r a t i o n w i t h s t e a m ;
要】 利用低压饱和蒸汽发 电已成 为钢铁企业 的共识 , 就2 0 1 3 年宣钢新建一 台 1 4 M W 级间再热补凝
汽式汽轮发电机的成功典例 , 说 明余 热蒸汽发 电的节 能效益和推广价值 。
【 关键词 】 转炉余热 ; 低 压饱 和 ; 蒸汽发 电; 节能减排 【 中图分类号 】 T M 6 1 1 【 文献标识码 】 B 【 文章编号 】 1 0 0 6 — 6 7 6 4 ( 2 0 1 4 ) 0 3 — 0 0 5 3 — 0 2
YAN Xi n mi n g ( T h e P l a n n i n g a n d D e v e m e i r t D e p a r t me n t o f Xu a n h u a S t e e l ,Z h a n  ̄i a k o u ,H e b e i 0 7 5 1 0 0 ,C h i n a )
2 宣钢转炉余热低压饱和 蒸汽的应用
2 . 1 工程 由来 河 北 钢 铁 宣 钢 公 司现 有 2座 1 1 0 t 转炉 、 1 座
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随着工业化的不断发展,钢铁行业一直是国民经济的重要支柱产业,对于国家的经济发展起着举足轻重的作用。
钢铁生产所带来的环境污染和能源消耗也一直是这个行业面临的难题之一。
为了解决这些问题,饱和蒸汽发电技术被引入到钢铁企业中,以提高能源利用效率和减少环境污染。
本文将重点探讨饱和蒸汽发电技术在钢铁企业中的应用研究。
一、饱和蒸汽发电技术的原理及优势饱和蒸汽发电技术是一种利用热能转换成电能的过程。
其原理是将高温高压的饱和蒸汽通过适当的装置转换成动能,驱动发电机旋转,从而产生电能。
饱和蒸汽发电技术具有以下几点优势:1. 高效节能:钢铁生产过程中产生大量的高温高压饱和蒸汽,利用这些废热进行发电,可以提高能源利用效率,减少能源消耗。
2. 减少环境污染:将废热转化为电能,减少了对环境的热污染,降低了温室气体和固体废物的排放,对环境友好。
3. 经济效益显著:饱和蒸汽发电技术的投资成本相对较低,技术成熟,可以带来可观的经济效益。
目前,国内外许多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过程中。
以某钢铁企业为例,该企业利用高温高压的饱和蒸汽,通过锅炉产生蒸汽,再通过蒸汽轮机驱动发电机发电,实现了废热利用和能源自给自足。
在实际应用中,该企业将饱和蒸汽发电技术与余热发电技术相结合,有效利用了废热资源,提高了能源利用效率,减少了环境污染。
一些钢铁企业还将饱和蒸汽发电技术与烧结废气余热发电技术结合,针对烧结废气中携带的热能进行了合理利用,提高了企业的能源综合利用效率,有效降低了生产成本。
我国政府也出台了相关的产业政策,鼓励钢铁企业采用节能环保的技术,在政策的支持下,饱和蒸汽发电技术在钢铁企业中的应用空间将会越来越大。
值得注意的是,随着技术的不断进步和市场需求的提升,饱和蒸汽发电技术在钢铁企业中的应用前景将更加广阔。
四、钢铁企业应积极推动饱和蒸汽发电技术的应用作为国民经济的重要支柱产业,钢铁企业有责任、有能力推动饱和蒸汽发电技术在自己生产过程中的应用。
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。
钢铁企业低压饱和蒸汽余热发电的应用
涟钢科技与管理 2019年第2期·55·钢铁企业低压饱和蒸汽余热发电的应用张 望(涟钢机电设备制造有限公司)摘 要:随着我国对低碳理念的日益重视,各行各业对余热余能的利用水平也越来越高。
钢铁行业是耗能大户,其生产过程中将产生大量的余热。
余热回收利用的问题已摆在钢铁企业日程表的前列。
本文对钢铁企业低压饱和蒸汽余热发电技术进行分析并对某钢铁厂节能改造进行阐述。
关键词:低压饱和蒸汽;汽轮机;发电;应用钢铁工业作为高能耗行业,同时钢铁企业余热、余能资源数量巨大,也是潜在的“节能大户”。
国外余热余能资源的回收率远高于中国,先进国家已达到90%以上,如日本新日铁达到92%,而国内钢铁企业只有30%~40%,且回收后使用效率不高。
低温余热发电技术是利用中低温湿饱和蒸汽来推动汽轮机组做功,不但回收能源,更能极大地减小对环境的有害化学气体、固体粉尘和高温热污染,经济效益和社会效益显著。
1 低压饱和蒸汽余热发电概述低温热能的发电技术主要是基于朗肯循环的热力发电系统,将低品位的热能转变为高品位的电能,大大提高了低温余热的能级。
在非采暖季,根据“高能高用、低能低用”的原则确定将重整装置的较高温位(102.5℃)的换热热水用于发电,并可在采暖季节基于气温变化,“以暖定电”,调整热水发电机组的运行负荷,匹配供暖需求,发电机组采用ORC 技术。
具体过程是给水泵送来的水经锅炉加热后成为过热水蒸汽,进入汽轮机,将热能转化为机械能,过热蒸汽释放出热能后,降温降压,成为乏汽,由冷凝器冷凝为液态的水,再经给水泵升压,完成循环,由此可以看出,采用常压沸点100℃的水为工质的朗肯循环发电技术很难利用低温余热作为热源。
ORC 和常规水蒸汽朗肯循环的基本原理一致,但工质采用诸如丁烷、氯乙烷以及氟利昂等沸点远低于水的有机物质,在较低温度下就可以汽化,形成动力蒸汽,这使得低温热源可以满足系统要求,当然冷凝系统要采用低于常规朗肯循环冷凝温度的低温方式。
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。
饱和蒸汽发电在炼钢厂的应用
176研究与探索Research and Exploration ·工程技术与创新中国设备工程 2020.08 (上)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。
注:现在生产中,一次除尘冷却器和转炉氧枪氮封都采用蒸汽密封,后期为保证该汽轮发电机组正常运行,且全厂氮气富裕,将改回原设计氮封形式,本表按照两系统采用氮封计算。
低温低压饱和蒸汽发电在兴澄特钢的应用
发 电流 程 : 过采 集公 司 的烧结 余 热 回收 、 余 热 回收 、 动给 水 背压 轧 汽
排汽 ( 汽 ) 余 热 蒸 汽 ( 补 等 见表 1 , 动 汽 轮 机 来 发 )冲
电 , 结 水 回 收 给 热 电 分 厂 化 水 车 间 5 W 机 组 凝 OM
直联 。
2 1 2Mw 低 压 补 汽 凝 汽 式 汽 轮 机 参 数 及 设 备
2 1 技 术 参 数 .
1 2MW 低 压 补汽凝 汽 式汽轮 机技 术参 数 为 :
产 品代 号 : 5 0 ; HS 1 7 产 品 型 号 : N1 - . 5 0 3 B 20 8 / . ; 额 定 功 率 :20 0k ; 1 0 W 额 定 转 速 : 0 / i 30 0rr n; a 旋 转 方 向 : 时 针 ( 汽 流 ) 顺 顺 ;
关 键 词 :低 压 凝 汽 式 汽轮 机 ;饱 和 蒸 汽 ;发 电机 组
中 图 分 类 号 :TM 6 1 3 1 .
汽为补 汽 , 进第 二膨 胀段 做功 。
引 言
钢 铁 企 业 是 能 源 消 耗 大 户 , 强 二 次 能 源 回 收 加
表 1 余 热 蒸汽 来 源
蒸来 盖 h 温 汽源 最) c - 大 1
交 流事 故 油泵 : 号 L Y1— 5 2 扬 尘 5 型 D 22x , 0m,
流 量 1 . / 2 5m。h;
月 份
产量/ k 万 Wh
直 流事 故油 泵 : 号 L Y1 — 5 2 扬 尘 5 型 D 22 x , 0m,
流 量 1 . m。h; 25 /
凝汽器 : 型号 N一0 0 蒸汽压 力 0 0 6MP , 20 , . 0 a 冷 却水 量 68 0th 0 / ;
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。
饱和蒸汽发电的技术介绍和应用
科技论坛2015.11︱415︱饱和蒸汽发电的技术介绍和应用饱和蒸汽发电的技术介绍和应用朱 恒(杭州中能汽轮动力有限公司,浙江 杭州 310018)【摘 要】随着城市工业化程度的提高,饱和蒸汽发电技术已成为低温余热发电的重要趋势。
本文结合饱和蒸汽发电技术的介绍,分析了其在钢铁厂余热发电方面的应用。
【关键词】饱和蒸汽发电;余热利用;应用探讨现代工业不断发展,人们的生活水平不断提高,电能的消耗量日益加剧。
据统计,我国的装机容量在2010年底已达到9.5亿kW,根据“十二五”的规划目标,在2015年底将完成14.96亿kW 的装机容量。
为了降低工业发展对环境造成的影响,确立了节能减排目标,余热发电技术也逐渐被应用于钢铁、水泥、玻璃等行业。
工业生产中产生的大量饱和蒸汽,将这些蒸汽用于发电,节约了成本,降低了大气污染,且发电技术工艺简单、安全性高。
1 饱和蒸汽发电技术介绍密闭条件下,液体达到一定温度后达到相平衡的蒸汽所具有的压强称为蒸汽压。
蒸汽压与温度有直接的关系,不同物质在不同的温度条件下具有不同的蒸汽压,并且不同物质的饱和蒸汽压也不同。
液体在有限的密闭空间中蒸发,液体分子称为蒸汽分子,蒸汽分子的紊乱运动出现相互碰撞,有的分子被液体吸引重新返回液体中,一定时间内蒸发的蒸汽分子与返回液体中的分子数目相等时,空间中蒸汽分子的密度不在增大,此时即为饱和状态。
火力发电技术将水通过锅炉加热,将加热后的蒸汽输送到汽轮机部分,汽轮机在膨胀做功带动发电机工作。
饱和蒸汽发电技术主要是将水通过余热烟气加热成饱和蒸汽,将蒸汽输送到汽轮机,利用汽轮机的膨胀做功带动发电机工作。
饱和蒸汽发电系统主要由透平发电机组、控制柜、并网柜、凝汽器、冷却塔几部分组成,饱和蒸汽发电系统如图1所示。
图1饱和蒸汽发电系统在余热发电技术不断进步的同时,饱和蒸汽发电技术快速发展起来,在钢铁、化工、建材等领域得到了广泛的应用。
2 基于汽轮机的饱和蒸汽发电技术基于汽轮机的饱和蒸汽发电技术多应用于冶金行业,已在天铁、侯马冶炼厂、马钢等大型钢铁厂投入应用,取得了良好的经济效益。
低压饱和蒸汽发电技术在钢铁行业的应用
1 2 3 4 5 6
工业水 t 工资福利 大修理费 材料费 其他费 合计
51.8 万 30 人
2.1 元/t 4.8 万元/人年 2.5% 6.0 元/MWh 6.0 元/MWh
108.8 144 57 22.57 22.57 354.9
静态经济效益分析 本工程静态投资额为 2290 万元,本工程建成后,年售电收入约为 1881 万元。扣除运行成本 354.9 万元,年收益为 1526.1 万元。静态 投资回收期约为 1.5 年(不含建设期) ,约 18 个月即可回收全部建设 投资。 5 结语 转炉蓄能器的选型是保证主蒸汽持续稳定的基础, 而主蒸汽参数 的计算又是装机容量确定的关键。 电站饱和汽轮机在设计中应充分考 虑运行的安全性,还要特别重视机组的选型工作。随着近几年来低压 饱和蒸汽发电技术的突飞猛进,饱和蒸汽发电项目造价大幅度降低, 同时余热回收效率大幅提高。饱和蒸汽发电项目,不但能减排大量的 CO2,创造巨大的环保效益,同时能充分利用转炉饱和蒸汽,创造可 观的节能效益和经济效益。
3 某钢铁余热蒸汽现状 某转炉厂现有 3 台 100t 顶底复吹炼钢转炉, 配套安装了转炉余热 锅炉(汽化冷却烟道)和转炉煤气净化收集系统。通过分析此钢厂 100t 转炉主要技术指标,结合 3 台转炉的工作程序,对转炉生产出 的蒸汽负荷作如下预测: 每炉铁水平均装入量:113t; 吹氧时间 15min; 冶炼周期:36min; 产生蒸汽时间:18min; 蒸汽回收指标:80-90kg/t; 每炉钢平均产汽量:9040~10170kg(15t/h~17t/h) ; 前烧期(3 分钟)平均产汽量:49t/h; 吹氧期(11 分钟)平均产气量:37t/h; 后烧期(2 分钟)平均产汽量:43t/h; 3 台转炉总产汽量:45~55t/h; 单炉瞬时最大产汽量:45t/h;
低压饱和蒸汽余热利用在韶钢的应用
低压饱和蒸汽余热利用在韶钢的应用刘耀辉刘小强前言:现代钢铁行业余热利用越来越被重视,转炉饱和蒸汽的利用也一样慢慢被重视,韶钢根据自身情况,对饱和蒸汽的利用开辟一种新途径,钢铁行业可以借鉴。
概述:韶钢原有的低压饱和蒸汽经加热后用来对外供汽(热),随着炼钢厂规模不断扩大,现已投产5座转炉,而炼钢时产生的饱和蒸汽很不稳定,最大时一台转炉可以产生40吨/小时饱和蒸汽,最小时为零,致使饱和蒸汽在几台转炉同时冶炼时放散严重,浪费能源,并对大气造成热污染。
饱和蒸汽在全国应用情况较少,北方钢铁厂基本上不采用,直接放散,造成能源的严重浪费,济南钢铁采用饱和蒸汽直接发电,但存在效率低,故障率高,维修成本高,设备可开动率低等问题。
用DN300的管道把转炉产生的饱和蒸汽引入第一热电站内,在一站建一座低压饱和蒸汽发电站,蒸汽进入发电站后经过蒸汽过热装置(一开一备),经过过热后的蒸汽汇合进入母管,再从母管分别引入汽轮机、过热蒸汽母管。
蒸汽过热装置选型为60t/h加热炉,使用混合煤气进行加热,设计量为2500m3/h;汽轮机发电机选型为9MW冷凝机组,汽轮机配套润滑冷却油系统、发电机配套空气冷却系统,经汽轮机作功后的蒸汽冷凝为凝结水送入水箱,循环使用,循环冷却系统采用机力冷却塔型式。
工艺流程图如下所示。
实施情况:主体设备:余热锅炉、汽轮发电机、机力冷却塔1.蒸汽及燃料条件1.1.蒸汽蒸汽过热器进口饱和蒸汽压力:0.8-0.9MPa;蒸汽过热器进口饱和蒸汽温度:饱和温度;蒸汽过热器进口饱和蒸汽流量:最大72t/h,平均60 t/h,最小12 t/h;蒸汽过热器出口过热蒸汽压力:0.8-0.9MPa;蒸汽过热器进口过热蒸汽温度:300±10℃。
工艺流程示意图1.2.采用成熟、可靠、先进、实用的燃烧器。
蒸汽过热器燃烧室优化布置。
在燃烧室布置二个气体燃烧器。
燃烧器采用中心进气和周向进气的蜗壳式旋流气体燃烧器,燃烧器的配风器是蜗壳式旋流配风器,它使燃烧所需要的空气产生强烈旋转,以利于燃气和空气迅速混合。
饱和蒸汽发电技术
关于饱和蒸汽发电技术的运用探讨摘要:饱和蒸汽发电技术工艺简单、清洁环保而且投入成本低,目前已经在钢铁、玻璃、水泥等各个行业得到了广泛应用。
本文首先对饱和蒸汽发电技术的运用原理进行介绍,进而分析其在实际生产中的应用,主要研究内容包括涡轮机、汽轮机、螺杆膨胀动力机、补燃系统等饱和蒸汽发电技术的运用。
关键词:饱和蒸汽;发电技术;实际运用前言:自十二五以来,国家对传统工业发展提出了新要求,相关节能减排标准越来越严格,只有走节能减排发展路线,才能实现可持续发展目标。
在发电技术方面,饱和蒸汽发电技术属于低温余热技术的一种,由于在许多工业生产过程中,都会产生大量饱和蒸汽,经过简单处理后就可以用于发电,而且能够有效减少大气污染。
因此,饱和蒸汽发电技术的研究与应用受到了广泛重视,有必要对其运用原理和现有技术进行分析总结,促进饱和蒸汽发电技术的应用推广。
一、饱和蒸汽发电技术运用原理在传统火力发电技术中,水经过锅炉加热,产生高温高压过热水蒸气,经过汽轮机膨胀做功后,带动发电机发电。
而饱和蒸汽发电技术则是利用余热烟气对水进行加热,形成低压饱和蒸汽,同样在汽轮机中膨胀做功,从而带动发电机发电。
其系统组成结构主要包括余热锅炉、发电机、特种汽轮机和冷凝器等。
通过采用余热锅炉,可以利用其省煤器、过热器和蒸发器等构件,让烟气自锅炉上方进入,经过这几个构件后,产生低压蒸汽,经过汽轮机做功,达到发电目的。
相比于常规电站使用的汽轮机,饱和蒸汽发电技术使用的特殊汽轮机在膨胀过程中会产生较多水分,需要充分考虑低压叶片除湿问题。
可以在高低压缸之间设置加热汽水分离再热器,采用硬质合金、去除水滴装置,对叶片湿度加以控制。
此外还要防止汽轮机在失去负荷时,因冷凝水闪蒸现象导致汽轮机危险加速,需要在低压缸的进口出设置快速切断阀门[1]。
二、饱和蒸汽发电技术的实际运用分析(一)涡轮机饱和蒸汽发电技术的运用在整个工业生产系统中,余热发电只是众多环节中的一个,由于饱和蒸汽发电系统烟气温度较低,要增加受热面,会消耗较多钢材,因此往往不设置回热和加热系统。
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钢铁企业低压饱和蒸汽余热发电的应用
通过重钢长寿新区二期低温余热发电项目的工程实例,介绍了转炉烟气余热回收及低压饱和蒸汽发电系统的工艺流程,结合工程实际对的经济性及更好的利用方式进行了分析。
标签:低压饱和蒸汽;余热利用;发电
1 钢铁企业能耗现状
我国经济快速增长,各项建设取得巨大成就,但也付出了资源和环境被破坏的代价,这两者之间的矛盾日趋尖锐,节能减排已成为中国经济社会可持续发展及工业转型升级的必要选择。
中央政府将节约资源和环境保护纳为我国的基本国策。
近年来,为缓解我国能源供需矛盾、保持经济平稳较快发展、推动经济结构调整和产业技术进步、改善环境质量,我国政府综合运用法律、经济、技术和必要的行政手段,出台了一系列推动节能减排的政策措施。
在各项政策的鞭策下,我国节能减排工作取得了良好成效。
“十二五”前三年我国累计节能约3.5亿吨标准煤。
作为高能耗行业的我国钢铁工业,同时也是“节能大户”。
2014年上半年全国重点钢铁企业吨钢综合能耗、各工序能耗比上年同期均有所下降。
部分钢铁企业的部分指标已达到或接近国际先进水平,特别是吨钢耗新水指标创出历史最好水平,有32家企业吨钢耗新水低于3m3。
企业之间的各工序能耗最高值与先进值差距较大,各企业之间的节能工作发展不平衡,说明钢铁工业还有节能潜力。
钢铁企业余热、余能资源数量巨大。
近些年来我国钢铁企业的余热余能资源回收利用水平取得了较大提高。
注重了能源结构的优化,特别是低品质能源利用技术开发;注重了过程能源的高效利用,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90%以上,如日本新日铁达到了92%,而国内钢铁企业只有30~40%,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1400~1600℃。
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16%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烟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-O反应产生大量富含可燃气体(CO)的烟气,吨钢可达200Nm3,烟气主要含有CO、CO2、O2和基本成分为氧化铁的尘粒,CO 含量为40%~80%,含尘量为150g/Nm3。
这部分烟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(OG法)和干法除尘工艺(LT法)。
湿法除尘工艺(OG法)是非常成熟的工艺技术,自20世纪60 年代日本开发成功以后,现在全世界约99%以上的转炉均采用这一工艺。
传统OG法除尘工艺流程是:利用汽化冷却烟道将1600℃转炉烟气冷却到900~1000℃,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100℃以下,经脱水后送人煤气柜回收或放散。
3 重钢低温余热回收及利用
重钢长寿新区二期低温余热发电项目利用炼钢、轧钢工序产生的饱和蒸汽,将其转为优质电能,建设6.0MW低温余热发电站。
在前期1#、2#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80t/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6.0MW低压饱和蒸汽汽轮发电机组及配套公辅设施。
根据重钢炼钢和轧钢工序中产生的饱和蒸汽量,确定项目装机为1台6.0MW 汽轮发电机组,2台蓄能器。
由于主要汽原产自转炉汽化冷却烟道及余热锅炉的蒸汽,该部分蒸汽具有不连续、流量波动大、含湿量高等特点,需通过蒸汽蓄热器将此蒸汽转化为流量稳定的低压饱和蒸汽用来发电。
炼钢轧钢工艺来的低压饱和蒸汽从蓄能器出来,经两级汽水分离器至汽轮机膨胀作功后将热能转化为机械能,带动发电机产生电能。
作功后的乏汽经冷凝器冷凝为凝结水,再经凝结水回水泵加压输送至工厂的凝结水回水系统,送至各蒸汽来源处。
凝结水采用单母管制系统,机组配选凝结水泵两台,一用一备,运行中投入联锁状态互为备用,凝结水泵设有再循环管,再循环管上装有调节阀。
汽机本体加热器的疏水利用压差自流至凝汽器,汽机本体及本体部分的蒸汽管道疏水接入本体疏水扩容器,扩容后接入凝汽器。
汽轮机循环冷却水系统采用闭式循环系统。
机组凝汽器抽真空系统采用射水抽气器。
由于是小机组,汽轮发电机采用505控制,可以实现汽轮发电机的启停、负荷调整、以及事故处理。
并采用TSI系统,对汽轮机的超速、振动等进行监测保护。
4 经济性分析
重钢长寿新区二期低温余热发电工程项目计划一年建成,投产第一年达到设计能力的80%,第二年达到设计能力的100%。
项目计算期取16年,其中:建
设期1年,运行期15年。
项目总投资约4400万元。
项目年利用时间4000h,年外供电量2160万kwh(已扣自耗电),年节标准煤0.672万吨,年减排二氧化碳2.154万吨。
项目运行总成本主要为:外购燃料、动力费、工资福利费、维修费、折旧与摊销费、利息支出及管理费用等。
主要燃料动力消耗根据设计专业计算确定,价格参照市场价格选取。
经计算,年平均总成本约700万元,其中:年平均经营成本约380万元。
项目年上网售电量2160×104kWh/a,投产后,上网电价按0.5132元/kwh估算,年平均销售收入约1123万元(不含税)。
经测算和效益评价,项目投资财务内部收益率(税后)(FIRR):11.00%,财务净现值(ic=8%)(FNPV):779万元,项目投资回收期:8.30年(含建设期1年),项目资本金财务内部收益率(税后)(FIRR):13.24%,项目可取得较好的经济效益。
项目全部资金税后内部收益率大于基准收益率;财务净现值大于0,项目在经济上可行,且节能效益显著。
5 结束语
低压饱和蒸汽发电系统充分利用钢铁企业炼钢工艺的烟气余热,不需要投用额外燃料。
在净化转炉含尘烟气的用时,利用余热发电,消除了转炉排放富余蒸汽时产生的噪声,减少了大气污染,符合国家节约资源和环境保护的基本国策。
值得注意的是,为了充分利用能源,应根据不同的蒸汽参数及特点,选择相适应的技术方案及设施,才能使能源得到最合理的利用。
在条件允许的情况下,可以配置再热机组或双压余热锅炉以提高机组效率。
作者简介:王万谅(1986-),男,重庆人,职称:助理工程师,学历:本科,主要从事热力专业设计及总包管理工作。