余热发电的几种形式

烧结烟气与烧结矿显热联合回收发电

在钢铁生产过程中，烧结工序的能耗约占总能耗的9%-12%，仅次于炼铁工序，位居第二。在烧结工序总能耗中，有近50%的热能以烧结烟气和冷却机废气的显热形式排入大气。

烧结机工艺余热回收主要有两大部分：1）占烧结过程总带入热量约45%的烧结矿显热，在冷却机高温段废气温度为350-420℃；2）占总带入热量约24%的烧结机烟气显热，在烧结机机尾风箱高温段排出的废气温度为300-400℃。

●系统技术特点

充分利用烧结机后风箱320℃左右的烟气余热和烧结矿显热（环冷机废气余热），分别配置一台烧结机锅炉和环冷余热锅炉，联合回收烧结机烟气和环冷机废气显热，提高余热回收率，降低能耗；

烟气由环冷机高中温段引出，三路烟气管道合并一路进入环冷余热锅炉，烟气为上进下出，烟风系统采用余风在循环；

环冷余热锅炉采用双压系统、立式自然循环结构，蒸发器及省煤器采用螺旋翅片管；环冷余热锅炉下部设置公共省煤器，余热锅炉给水后，分别送至环冷余热锅炉和烧结余热锅炉的省煤器。

●与常见的烧结环冷余热发电系统比较

以单台180m2的烧结生产线为例，环冷机废气可用于余热发电的风量约为

30x104Nm3/h，余热锅炉入口风温为380℃，排烟温度约为120℃，采用双压热力系统，平均发电功率约为5500KW。

烧结机后风箱可用于余热发电的烟气量约为12×104Nm3/h，余热锅炉入口烟气温度约为320℃,为克服烧结烟气SO2腐蚀，排烟温度控制在170-190℃。则这部分烟气余热可增加约1600KW发电功率。

烧结烟气与环冷机废气余热联合回收发电系统的总装机容量可达7500KW，与常规环冷机废气余热发电系统相比，增加装机容量2000KW，发电量增加30%。

TRT高炉煤气余压发电技术

高炉煤气炉顶余压透平发电系统，Blast Furnace Top Gas Recovery

Turbine(TRT)。即利用煤气余压通过煤气透平系统转化为机械能，再通过发电组将机械能最终转化为电能；TRT系统与减压阀组（高炉已配）并联，即高炉煤气经透平静叶自动调节控制，煤气经TRT后去煤气主管网；当透平机停机或无负荷运转时，再用减压阀组控制炉顶压力。

“一拖一”模式：一座高炉对用一套透平发电机组；“二拖一”共用型：两座高炉对应一套透平发电机组。

TRT系统的技术特点：1）装置发电过程中不消耗任何燃料，不产生环境污染；2）不改变原高炉煤气的品质；3）替代高炉自带的减压阀组对高炉煤气进行减压，减压阀组作为备用，降低噪声，同时净化了煤气，改善高炉的操作环境；4）发电成本较低，经济效益显著。

以2×450m3高炉为例，单台高炉煤气量约为13×104Nm3/h，温度180℃，透平入口压力130Kpa，透平出口压力15-20Kpa，若采用“二拖一”共用型高炉煤气余压膨胀透平装置的方式，透平发电组的装机容量可达5000KW，年发电量可达2700万KWh。

干熄焦CDQ余热发电技术

干熄焦技术是焦化生产过程中有效回收红焦显热的节能技术，其英文名称为Coke Quenching,简称CDQ。干熄焦技术是利用冷的惰性气体（如N2），在干熄炉中与赤热红焦（1000℃以上）换热从而冷却红焦（250℃以下），吸收红焦显热的惰性气体（约800℃）进入干熄焦余热锅炉（双压）产生蒸汽，经换热后的惰性气体再由循环风机鼓入干熄炉冷却红焦。干熄焦余热锅炉产生的蒸汽送入汽轮机组发电。

一座年生产能力100万吨的焦化厂，需配置一座每小时处理能力125t的干熄焦炉，其每吨焦炭可生产0.45-0.55t蒸汽，按年生产时间7200h计算，可配置一套18M W的汽轮发电机组，年供电量可达1.04亿KWh，折合节约标煤3.65万吨/年，因此每年可减少温室气体（CO2）排放9.7万吨，同时还可以减少2.48万吨的烟气粉尘、2700吨硫化物（SO2）以及1400吨氮氧化物（NO x）的排放。

显而易见，干熄焦余热发电工程充分利用焦炭生产过程中产生的二次能源（红焦显热），大大降低炼焦工艺能耗，技能创造巨大的经济效益，同时又能够改善生产环境，节约能源、减少污染物排放，创造良好的社会和环境效益。

CCPP煤气燃气—蒸汽联合循环发电技术

利用钢铁生产过程中产生的焦炉煤气（COG）、高炉煤气（BFG）和转炉煤气（LDG）等可燃气体作为燃料，联合燃气轮机动力循环（布雷顿循环）和蒸汽动力循环（朗肯循环），组成燃气—蒸汽联合循环发电系统（Combined Cycle Power Plant,CCPP），提高循环热效率。

系统流程：烟气与空气压缩后在燃气室内燃烧，高温高压烟气通过燃气轮机膨胀做功带动发电机发电；燃气轮机排出的烟气（500℃以上）余热通过余热锅炉回收产生蒸汽，推动蒸汽轮机发电机组做功发电，完成联合循环，联合循环热燃气—蒸汽联合循环发电技术充分利用钢铁生产过程中的副产煤气，提高能源利用效率，充分发挥煤气—燃气联合循环优势。

转炉饱和蒸汽发电技术

氧气顶吹转炉在炼钢过程中铁水中的碳等元素发生剧烈的氧化反应，产生大量的CO和CO2气体，随同其他气体一起构成高温烟气，转炉出口处烟气温度高达

1400-1600℃（未燃法），其富含大量的二次能源，包括转炉烟气的物理显热和转炉煤气的化学能。

炼钢转炉采用间歇式的作业方式，在吹炼期转炉产生大量主要成分为CO的高温烟气；而在冶炼间歇期，炉气温度和烟气量逐渐降低，参数波动剧烈。

通过蒸汽冷却烟道和蒸汽蓄热系统，回收转炉炼钢过程中产生的大量高温转炉烟气余热，产生压力和流量相对稳定的饱和蒸汽，推动正汽轮机组发电。

以公称容量120t转炉为例，冶炼周期的平均产气量约为17.85t/h，蒸汽压力为08Mpa（饱和），余热发电系统装机容量为3000KW，年发电量可达1500万KWh。

转炉烟气余热发电及煤气干法回收利用技术

氧气顶吹转炉在炼钢过程中产生大量的高温烟气（1400-1600℃），一般通过汽化冷却换热产生蒸汽部分回收其余热，转炉烟气经过汽化冷却烟道后的温度依然有800-1000℃。目前，钢铁企业主要通过湿法（OG法）净化回收转炉煤气，利用双文氏管全湿烟气净化系统，将高温转炉煤气（900℃）喷水冷却至70℃以下，最后将净化的转炉煤气送入煤气柜。