转炉饱和蒸汽发电系统及其参数选择
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
g0 = i′ i′ 1 、 2 γ ・ ′ 1 i″ 1 - i″ 2 - i′ 2 ( 2)
2
式中 : i′ i′ 1 、 2 分别为压力 p1 和 p2 时饱和水的焓 , kJ /
kg ; i″ i″ 1 、 2 分别为压力 p1 和 p2 时饱和蒸汽的焓 , kJ /
3 kg ;γ ′ 1 为压力 p1 时饱和水的密度 ,kg/ m 。
2 热力系统
2. 1 热力系统设计
某钢厂 有 3 台 100 t/ d 转炉 , 平 均冶 炼周 期 38
min ,其中吹氧时间 ( 13 ～ 18 ) min ( 图 1 ) 。通过分汽缸
将 3 台转炉产生的饱和蒸汽聚集起来 , 根据发电的技 术要求 ,设计如图 2 所示的转炉余热发电系统[ 4～6 ] 。
[ 中图分类号 ] T K11 + 5 ; T K284. 1 [ 文献标识码 ] A [文 章 编 号 ] 100223364 ( 2008) 1120005205
冶金企业在生产过程中产生大量低参数饱和蒸 汽 ,由于工艺过程及生产技术等因素 ,这部分中低温饱 和蒸汽没有得到有效利用 ,被白白地排放到了环境中 。 随着低参数饱和蒸汽汽轮机技术的进步 , 给这些余热 资源的利用提供了一个很好的途径 。本文结合当前低 参数余热发电技术 , 在分析转炉烟气和蒸汽特性的基 础上 ,提出将转炉余热锅炉产生的饱和蒸汽用于发电 ,
( 3 ) 蓄热器控制 要实现参数的稳定 ,关键是保证
Fra Baidu bibliotek
图3 饱和蒸汽热力过程( h2s )
蒸汽蓄热器在热力系统中的正常工作 , 这就需要阀组 具有灵敏的动态自动控制能力 , 及时测出系统内的主 蒸汽进汽参数和分汽缸蒸汽参数 , 再根据此参数对蓄 热器的运行做出相应的调整 。 ( 4 ) 蒸汽管道 由于锅炉产生的是饱和蒸汽 ,在输 送过程中一部分蒸汽凝结成水 , 使蒸汽中夹带的水含 量增大 。因此 ,需要对蒸汽管道进行优化设计 ,选择合 适的管径和连接方式 ,减小蒸汽损耗 ,保证汽轮机的进 汽干度 ,避免对汽轮机造成冲击 。
Pe Pe
( 5)
式中 ,Δ Pg 为电机损失 ,kW 。 汽轮发电机组相对电效率 η el 表示在 1 kg 蒸汽所 具有的理想比焓降中有多少能量最终被转换成电能 , 即: η η η ( 6) el = η i m g 汽耗率 S R kg/ ( kW ・ h) 是机组每发 1 kW ・h 电 能所需要的蒸汽量 ,即 :
了这种系统主汽压力 、 排汽压力 、 排汽干度与汽轮机相对内效率 、 汽耗率及发电量之间 的关系 ,对建立转炉饱和蒸汽发电系统的几个关键技术 ,如主蒸汽参数选择 、 蒸汽蓄热 器及其控制 、 蒸汽管道等给出了具体方法 。 [关 键 词] 转炉 ; 饱和蒸汽 ; 发电系统 ; 排汽干度 ; 效率 ; 汽耗率
SR =
3 系统参数
3. 1 系统参数
在实际的汽轮机运行中 , 除了循环过程中的冷源 损失以外 ,还存在蒸汽流动和膨胀过程中的热力损失 , 以及机械损失和电机损失等 , 蒸汽的理想焓降 Ht 不 能全部转化为电能 , 因此采用相应参数来进行系统评 价 [ 8～ 9 ] 。 汽轮机的相对内效率 η i 为蒸汽在汽轮机内做功 的有效焓降 Hi 与理想等熵焓降 Ht 之比 ( 图 3 ) , 它表 示饱和蒸汽在汽轮机中能量转换的完善程度 , 也即汽 轮机组设计的完善程度 ,即 :
3. 2 汽轮机相对内效率
式中 : h0 为饱和蒸气焓 , kJ / kg ; hc 为实际排汽焓 , kJ /
kg ; ht 为理想等熵排汽焓 ,kJ / kg 。
在确定的进汽压力条件下 , 根据排汽干度和排汽 7
压力查 h2s 图可以知道 h c 和 ht 的值 , 结合式 ( 3 ) 就可 以得出汽轮机相对内效率 。经分析可知 : 相同进汽条 件下排汽干度越高 , 排汽压力对汽轮机相对内效率的 影响越小 ; 相同排汽条件下主汽压力越高对相对内效 率的影响越小 ,主汽压力越低对相对内效率的影响越 大 。从图 3 可知 , 在排汽压力和排汽干度一定的条件 下 ,相对内效率最大点在 x = 1 的切线处 , 超过此点相 对内效率将会逐渐降低 。图 4 为排汽干度 、 相对内效 率、 排汽压力的关系 。由图 4 可知 ,主汽参数和排汽压 力不变 ,汽轮机相对内效率随排汽干度的增大而减小 。 图 5 为主汽压力 、 相对内效率 、 排汽压力的关系 。由图 5 可知 ,排汽干度和压力不变 , 汽轮机相对内效率随主 汽压力的升高而降低 ; 主汽参数和排汽干度不变 ,汽轮 机相对内效率随着排汽压力的增大而增大 。
E 2mail :
研发 。
dongqing_li @263. net
5
受转炉烟气的影响 , 转炉余热锅炉 ( 水冷烟道) 产 生的低参数饱和蒸汽同样也具有间歇性 、 波动性和周 期性的特点 。在吹氧期 ,烟气温度和流量不断增大 ,随 之产生的蒸汽流量和压力也增大 ; 当烟气温度和流量 达到最大值时 , 蒸汽的压力和流量也达到最大 。吹氧 结束后 ,烟气量逐渐降到最低点 ,此时锅炉的产汽量也 降到最低 。由于蒸汽参数很不稳定 , 给此部分饱和蒸 汽的余热利用带来了难度 。
升高而降低 ; 主汽参数和排汽干度不变 ,汽耗率随着排 汽压力的增大而增大 ( 图 6 、 图 7) 。
图6 汽耗率 、 排汽干度 、 排汽压力的关系
图4 排汽干度 、 相对内效率 、 排汽压力的关系
图7 汽耗率 、 主汽压力 、 排汽压力的关系
3. 4 实际发电量
由于不同压力条件下饱和蒸汽的焓值相差很小 , 并且不同压力条件下的饱和蒸汽量 G0 基本不变 ,如图 8 所示 , Q 为产生 1 M Pa 饱和蒸汽所需要的总热量 , kJ [ 8 ] 。
排汽压力的增大而减小 ( 图 9 、 图 10) 。
4 结 论
( 1) 结合转炉的运行方式 , 对转炉系统烟气压力 、
温度 、 流量特性和余热锅炉饱和蒸汽的特性进行了分 析 ,提出了将转炉产生的饱和蒸汽用于发电 ,提高能源 利用率的措施 。 ( 2) 以蒸汽蓄热器技术为手段 ,提出了适用于转炉 饱和蒸汽余热发电的热力系统 , 分析了转炉饱和蒸汽 与发电机组额定参数之间的匹配问题 。 ( 3) 对主蒸汽压力 、 排汽压力 、 排汽干度与汽轮机 相对内效率 、 汽耗率 、 装机容量之间的关系进行了分 析 ,有利于更好地选择适合于饱和蒸汽发电系统的参 数。
SR
3. 3 汽耗率
[7 ] η 查 h2s 图 ,设η , 结合式 ( 7 ) m = 0. 965 、 g = 0. 93
经计算分析可知 : 主汽参数和排汽压力不变时 ,汽耗率 随排汽干度的增大而增大 ; 排汽干度和排汽压力不变 , 主汽压力对汽耗率的影响较大 , 汽耗率随主汽压力的 8
式中 : P 为实际发电量 ,kW 。 在相同条件下 , 排汽压力的变化对发电量的影响 很小 ,主汽参数和排汽压力不变 ,发电量随排汽干度的 增大而减小 ; 排汽干度和压力不变 ,发电量随主汽压力 的升高而升高 ; 主汽参数和排汽干度不变 ,发电量随着
图2 转炉饱和蒸汽发电系统
转炉余热锅炉产生的饱和蒸汽从各汽包流入分汽 缸 ,在分汽缸稳流后的蒸汽根据需要进入不同的管路 。 用于发电的蒸汽通过主蒸汽控制阀 ( V1 、 V2 ) 后经过主 蒸汽管道进入位于汽轮机前的汽水分离器 , 对饱和蒸 汽中因压力损失凝析出的少量水分进行分离 , 以保证 进入汽轮机的蒸汽干度达到 99. 99 % ; 蒸汽通过汽轮 机做功后排入冷凝器冷凝成饱和水 , 由凝结水泵送入 除氧器除氧 ,除氧后的饱和水小部分用于调节蒸汽蓄 热器内的液位 ,另一部分送入转炉余热锅炉的汽包进 行循环 。
机械效率η m 为考虑机械损失后汽轮机联轴器端 的输出功率 Pe 与汽轮机内功率 Pi 之比 ,即 : Δ Pm Pe η = 1 m =
Pi Pi
( 4)
式中 ,Δ Pm 为机械损失 ,kW 。 发电机效率 η g 为考虑电机损失后发电机输出的 电功率 Pel 与汽轮机轴端功率 Pe 之比 ,即 : Δ Pg Pel η = 1 g =
[参 考 文 献]
[1 ] 朱苗勇 . 现代冶金学 [ M ]. 北京 : 冶金工业出版社 ,2005 : 1902193. [2 ] 冯聚和 . 炼钢 设计原 理 [ M ] . 北 京 : 化学工业 出版社 , 2005 :1192123. [ 3 ] Hei2ichiro ISO , et al. Dynamic Refining Co nt rol by Anal2 ysis of Exhaust Gas f ro m LD Converter[J ] . Transactions of t he Iro n and Steel Instit ute of J apan. 1987 ( 27) : 3512 359. [4 ] 郭茶秀 ,魏新利 . 热能存储技术与应用 [ M ] . 北京 : 化学工
G0 = Q ( h0 - hw ) ・ 1 000 ( 8)
图5 主汽压力 、 相对内效率 、 排汽压力的关系
式中 : hw 为给水焓值 ,kJ / kg ; G0 为饱和蒸汽流量 ,t/ h 。 实际发电量 P 为饱和蒸汽的流量与汽耗率的比 值如式 ( 9) : 1 000 G0 ( 9) P =
实现对这部分资源的有效利用 。
1 蒸汽特性
转炉炼钢的工艺决定了转炉高温烟气具有间歇 性、 波动性和周期性 [ 1 ,2 ] ( 图 1 ) , 处于一个相对稳定的 动态过程 。
图1 转炉烟气流量及温度曲线
李冬庆 (19792) ,男 ,江苏泰兴人 ,硕士 ,毕业于南京工业大学热能与动力工程专业 , 从事工业余热利用技术 、 高效传热传质设备技术的 作者简介 :
2. 2 关键技术 ( 1) 主蒸汽参数的选择 3 台转炉是相互独立的
生产系统 ,选择主蒸汽参数可通过实际在线检测和计 算找到转炉周期内的平均产汽量 , 以此产汽量时的参 6
数乘以一个安全系数作为系统装机容量的额定参数 。 ( 2) 采用蒸汽蓄热器技术 [ 4 ] 设计满足系统运行 要求的蓄热器 ,将产汽高峰即转炉吹氧期间富余的蒸 汽储存起来 ,用于产汽低谷时向主蒸汽管道内补充蒸 汽 ,以调平热力系统主蒸汽参数 。蒸汽蓄热器的工作 原理如图 2 所示 。当分汽缸压力受锅炉压力影响增大 时 ,增大 V1 开度减小 V2 开度 , 维持阀 V2 后主蒸汽 管道的压力不变 , 阀 V2 前的压力增大 。当压力高于 蓄热器中压力 ,蒸汽蓄热器进汽阀打开出汽阀关闭 ,饱 和蒸汽进入蓄热器中凝结成饱和水 , 热量就储存于蓄 热器中 。当分汽缸压力受锅炉压力影响降低时 , 蒸汽 的流量减少 ,关闭蓄热器进汽阀打开出汽阀 ,由于蓄热 器中压力高于管道压力 , 在压差作用下储存的饱和水 汽化成饱和蒸汽进入阀 V2 前管道 ,以维持阀 V2 后的 压力和流量 。当产汽压力和流量满足额定参数要求 ,
转炉饱和蒸汽发电系统及其参数选择
李冬庆1 ,张 华2 ,米 静1 ,张恒春1
1. 北京佰能电气技术有限公司 ,北京 100096 2. 南京化工职业技术学院自动化系 ,江苏 南京 210048
[ 摘 要] 针对冶金企业产生的大量低参数饱和蒸汽 , 提出了建立转炉饱和蒸汽发电系统 。分析
则蒸汽蓄热器不动作 , 主蒸汽控制阀 ( V1 、 V2 ) 保持稳 [7 ] 定 。蒸汽蓄热器的容积计算按式 ( 1) 进行 :
V = G g0φ ( 1)
式中 : V 表示蒸汽蓄热器的容积 ,m3 ;φ为充水系数 ( 一 般为 0. 75～0. 9) ; G 表示蓄热器的蓄热量 ,kg ; g0 表示 饱和水比蓄热量 ,即 1 m3 饱和水从充热压力 p1 降到 放热压力 p2 时产生的蒸汽量 ,kg/ m3 。 其中 g0 由式 ( 2) 可得 :
Hi h0 - hc η = i = Ht h0 - ht ( 3)
3 600 q0
Pel
=
3 600 q0
η Piη m g
=
η η Htη i m g
3 600
=
3 600
H tη el ( 7)
式中 , q0 为汽轮机进汽流量 ,kg/ s 。 在转炉饱和蒸汽发电系统中 ,确定了最佳工况点 , 也即确定了发电系统的额定进汽参数 P0 ,然后可根据 汽轮机的排汽压力 Pc 和排汽干度 x 来确定系统的装 机容量 。
2
式中 : i′ i′ 1 、 2 分别为压力 p1 和 p2 时饱和水的焓 , kJ /
kg ; i″ i″ 1 、 2 分别为压力 p1 和 p2 时饱和蒸汽的焓 , kJ /
3 kg ;γ ′ 1 为压力 p1 时饱和水的密度 ,kg/ m 。
2 热力系统
2. 1 热力系统设计
某钢厂 有 3 台 100 t/ d 转炉 , 平 均冶 炼周 期 38
min ,其中吹氧时间 ( 13 ～ 18 ) min ( 图 1 ) 。通过分汽缸
将 3 台转炉产生的饱和蒸汽聚集起来 , 根据发电的技 术要求 ,设计如图 2 所示的转炉余热发电系统[ 4～6 ] 。
[ 中图分类号 ] T K11 + 5 ; T K284. 1 [ 文献标识码 ] A [文 章 编 号 ] 100223364 ( 2008) 1120005205
冶金企业在生产过程中产生大量低参数饱和蒸 汽 ,由于工艺过程及生产技术等因素 ,这部分中低温饱 和蒸汽没有得到有效利用 ,被白白地排放到了环境中 。 随着低参数饱和蒸汽汽轮机技术的进步 , 给这些余热 资源的利用提供了一个很好的途径 。本文结合当前低 参数余热发电技术 , 在分析转炉烟气和蒸汽特性的基 础上 ,提出将转炉余热锅炉产生的饱和蒸汽用于发电 ,
( 3 ) 蓄热器控制 要实现参数的稳定 ,关键是保证
Fra Baidu bibliotek
图3 饱和蒸汽热力过程( h2s )
蒸汽蓄热器在热力系统中的正常工作 , 这就需要阀组 具有灵敏的动态自动控制能力 , 及时测出系统内的主 蒸汽进汽参数和分汽缸蒸汽参数 , 再根据此参数对蓄 热器的运行做出相应的调整 。 ( 4 ) 蒸汽管道 由于锅炉产生的是饱和蒸汽 ,在输 送过程中一部分蒸汽凝结成水 , 使蒸汽中夹带的水含 量增大 。因此 ,需要对蒸汽管道进行优化设计 ,选择合 适的管径和连接方式 ,减小蒸汽损耗 ,保证汽轮机的进 汽干度 ,避免对汽轮机造成冲击 。
Pe Pe
( 5)
式中 ,Δ Pg 为电机损失 ,kW 。 汽轮发电机组相对电效率 η el 表示在 1 kg 蒸汽所 具有的理想比焓降中有多少能量最终被转换成电能 , 即: η η η ( 6) el = η i m g 汽耗率 S R kg/ ( kW ・ h) 是机组每发 1 kW ・h 电 能所需要的蒸汽量 ,即 :
了这种系统主汽压力 、 排汽压力 、 排汽干度与汽轮机相对内效率 、 汽耗率及发电量之间 的关系 ,对建立转炉饱和蒸汽发电系统的几个关键技术 ,如主蒸汽参数选择 、 蒸汽蓄热 器及其控制 、 蒸汽管道等给出了具体方法 。 [关 键 词] 转炉 ; 饱和蒸汽 ; 发电系统 ; 排汽干度 ; 效率 ; 汽耗率
SR =
3 系统参数
3. 1 系统参数
在实际的汽轮机运行中 , 除了循环过程中的冷源 损失以外 ,还存在蒸汽流动和膨胀过程中的热力损失 , 以及机械损失和电机损失等 , 蒸汽的理想焓降 Ht 不 能全部转化为电能 , 因此采用相应参数来进行系统评 价 [ 8～ 9 ] 。 汽轮机的相对内效率 η i 为蒸汽在汽轮机内做功 的有效焓降 Hi 与理想等熵焓降 Ht 之比 ( 图 3 ) , 它表 示饱和蒸汽在汽轮机中能量转换的完善程度 , 也即汽 轮机组设计的完善程度 ,即 :
3. 2 汽轮机相对内效率
式中 : h0 为饱和蒸气焓 , kJ / kg ; hc 为实际排汽焓 , kJ /
kg ; ht 为理想等熵排汽焓 ,kJ / kg 。
在确定的进汽压力条件下 , 根据排汽干度和排汽 7
压力查 h2s 图可以知道 h c 和 ht 的值 , 结合式 ( 3 ) 就可 以得出汽轮机相对内效率 。经分析可知 : 相同进汽条 件下排汽干度越高 , 排汽压力对汽轮机相对内效率的 影响越小 ; 相同排汽条件下主汽压力越高对相对内效 率的影响越小 ,主汽压力越低对相对内效率的影响越 大 。从图 3 可知 , 在排汽压力和排汽干度一定的条件 下 ,相对内效率最大点在 x = 1 的切线处 , 超过此点相 对内效率将会逐渐降低 。图 4 为排汽干度 、 相对内效 率、 排汽压力的关系 。由图 4 可知 ,主汽参数和排汽压 力不变 ,汽轮机相对内效率随排汽干度的增大而减小 。 图 5 为主汽压力 、 相对内效率 、 排汽压力的关系 。由图 5 可知 ,排汽干度和压力不变 , 汽轮机相对内效率随主 汽压力的升高而降低 ; 主汽参数和排汽干度不变 ,汽轮 机相对内效率随着排汽压力的增大而增大 。
E 2mail :
研发 。
dongqing_li @263. net
5
受转炉烟气的影响 , 转炉余热锅炉 ( 水冷烟道) 产 生的低参数饱和蒸汽同样也具有间歇性 、 波动性和周 期性的特点 。在吹氧期 ,烟气温度和流量不断增大 ,随 之产生的蒸汽流量和压力也增大 ; 当烟气温度和流量 达到最大值时 , 蒸汽的压力和流量也达到最大 。吹氧 结束后 ,烟气量逐渐降到最低点 ,此时锅炉的产汽量也 降到最低 。由于蒸汽参数很不稳定 , 给此部分饱和蒸 汽的余热利用带来了难度 。
升高而降低 ; 主汽参数和排汽干度不变 ,汽耗率随着排 汽压力的增大而增大 ( 图 6 、 图 7) 。
图6 汽耗率 、 排汽干度 、 排汽压力的关系
图4 排汽干度 、 相对内效率 、 排汽压力的关系
图7 汽耗率 、 主汽压力 、 排汽压力的关系
3. 4 实际发电量
由于不同压力条件下饱和蒸汽的焓值相差很小 , 并且不同压力条件下的饱和蒸汽量 G0 基本不变 ,如图 8 所示 , Q 为产生 1 M Pa 饱和蒸汽所需要的总热量 , kJ [ 8 ] 。
排汽压力的增大而减小 ( 图 9 、 图 10) 。
4 结 论
( 1) 结合转炉的运行方式 , 对转炉系统烟气压力 、
温度 、 流量特性和余热锅炉饱和蒸汽的特性进行了分 析 ,提出了将转炉产生的饱和蒸汽用于发电 ,提高能源 利用率的措施 。 ( 2) 以蒸汽蓄热器技术为手段 ,提出了适用于转炉 饱和蒸汽余热发电的热力系统 , 分析了转炉饱和蒸汽 与发电机组额定参数之间的匹配问题 。 ( 3) 对主蒸汽压力 、 排汽压力 、 排汽干度与汽轮机 相对内效率 、 汽耗率 、 装机容量之间的关系进行了分 析 ,有利于更好地选择适合于饱和蒸汽发电系统的参 数。
SR
3. 3 汽耗率
[7 ] η 查 h2s 图 ,设η , 结合式 ( 7 ) m = 0. 965 、 g = 0. 93
经计算分析可知 : 主汽参数和排汽压力不变时 ,汽耗率 随排汽干度的增大而增大 ; 排汽干度和排汽压力不变 , 主汽压力对汽耗率的影响较大 , 汽耗率随主汽压力的 8
式中 : P 为实际发电量 ,kW 。 在相同条件下 , 排汽压力的变化对发电量的影响 很小 ,主汽参数和排汽压力不变 ,发电量随排汽干度的 增大而减小 ; 排汽干度和压力不变 ,发电量随主汽压力 的升高而升高 ; 主汽参数和排汽干度不变 ,发电量随着
图2 转炉饱和蒸汽发电系统
转炉余热锅炉产生的饱和蒸汽从各汽包流入分汽 缸 ,在分汽缸稳流后的蒸汽根据需要进入不同的管路 。 用于发电的蒸汽通过主蒸汽控制阀 ( V1 、 V2 ) 后经过主 蒸汽管道进入位于汽轮机前的汽水分离器 , 对饱和蒸 汽中因压力损失凝析出的少量水分进行分离 , 以保证 进入汽轮机的蒸汽干度达到 99. 99 % ; 蒸汽通过汽轮 机做功后排入冷凝器冷凝成饱和水 , 由凝结水泵送入 除氧器除氧 ,除氧后的饱和水小部分用于调节蒸汽蓄 热器内的液位 ,另一部分送入转炉余热锅炉的汽包进 行循环 。
机械效率η m 为考虑机械损失后汽轮机联轴器端 的输出功率 Pe 与汽轮机内功率 Pi 之比 ,即 : Δ Pm Pe η = 1 m =
Pi Pi
( 4)
式中 ,Δ Pm 为机械损失 ,kW 。 发电机效率 η g 为考虑电机损失后发电机输出的 电功率 Pel 与汽轮机轴端功率 Pe 之比 ,即 : Δ Pg Pel η = 1 g =
[参 考 文 献]
[1 ] 朱苗勇 . 现代冶金学 [ M ]. 北京 : 冶金工业出版社 ,2005 : 1902193. [2 ] 冯聚和 . 炼钢 设计原 理 [ M ] . 北 京 : 化学工业 出版社 , 2005 :1192123. [ 3 ] Hei2ichiro ISO , et al. Dynamic Refining Co nt rol by Anal2 ysis of Exhaust Gas f ro m LD Converter[J ] . Transactions of t he Iro n and Steel Instit ute of J apan. 1987 ( 27) : 3512 359. [4 ] 郭茶秀 ,魏新利 . 热能存储技术与应用 [ M ] . 北京 : 化学工
G0 = Q ( h0 - hw ) ・ 1 000 ( 8)
图5 主汽压力 、 相对内效率 、 排汽压力的关系
式中 : hw 为给水焓值 ,kJ / kg ; G0 为饱和蒸汽流量 ,t/ h 。 实际发电量 P 为饱和蒸汽的流量与汽耗率的比 值如式 ( 9) : 1 000 G0 ( 9) P =
实现对这部分资源的有效利用 。
1 蒸汽特性
转炉炼钢的工艺决定了转炉高温烟气具有间歇 性、 波动性和周期性 [ 1 ,2 ] ( 图 1 ) , 处于一个相对稳定的 动态过程 。
图1 转炉烟气流量及温度曲线
李冬庆 (19792) ,男 ,江苏泰兴人 ,硕士 ,毕业于南京工业大学热能与动力工程专业 , 从事工业余热利用技术 、 高效传热传质设备技术的 作者简介 :
2. 2 关键技术 ( 1) 主蒸汽参数的选择 3 台转炉是相互独立的
生产系统 ,选择主蒸汽参数可通过实际在线检测和计 算找到转炉周期内的平均产汽量 , 以此产汽量时的参 6
数乘以一个安全系数作为系统装机容量的额定参数 。 ( 2) 采用蒸汽蓄热器技术 [ 4 ] 设计满足系统运行 要求的蓄热器 ,将产汽高峰即转炉吹氧期间富余的蒸 汽储存起来 ,用于产汽低谷时向主蒸汽管道内补充蒸 汽 ,以调平热力系统主蒸汽参数 。蒸汽蓄热器的工作 原理如图 2 所示 。当分汽缸压力受锅炉压力影响增大 时 ,增大 V1 开度减小 V2 开度 , 维持阀 V2 后主蒸汽 管道的压力不变 , 阀 V2 前的压力增大 。当压力高于 蓄热器中压力 ,蒸汽蓄热器进汽阀打开出汽阀关闭 ,饱 和蒸汽进入蓄热器中凝结成饱和水 , 热量就储存于蓄 热器中 。当分汽缸压力受锅炉压力影响降低时 , 蒸汽 的流量减少 ,关闭蓄热器进汽阀打开出汽阀 ,由于蓄热 器中压力高于管道压力 , 在压差作用下储存的饱和水 汽化成饱和蒸汽进入阀 V2 前管道 ,以维持阀 V2 后的 压力和流量 。当产汽压力和流量满足额定参数要求 ,
转炉饱和蒸汽发电系统及其参数选择
李冬庆1 ,张 华2 ,米 静1 ,张恒春1
1. 北京佰能电气技术有限公司 ,北京 100096 2. 南京化工职业技术学院自动化系 ,江苏 南京 210048
[ 摘 要] 针对冶金企业产生的大量低参数饱和蒸汽 , 提出了建立转炉饱和蒸汽发电系统 。分析
则蒸汽蓄热器不动作 , 主蒸汽控制阀 ( V1 、 V2 ) 保持稳 [7 ] 定 。蒸汽蓄热器的容积计算按式 ( 1) 进行 :
V = G g0φ ( 1)
式中 : V 表示蒸汽蓄热器的容积 ,m3 ;φ为充水系数 ( 一 般为 0. 75～0. 9) ; G 表示蓄热器的蓄热量 ,kg ; g0 表示 饱和水比蓄热量 ,即 1 m3 饱和水从充热压力 p1 降到 放热压力 p2 时产生的蒸汽量 ,kg/ m3 。 其中 g0 由式 ( 2) 可得 :
Hi h0 - hc η = i = Ht h0 - ht ( 3)
3 600 q0
Pel
=
3 600 q0
η Piη m g
=
η η Htη i m g
3 600
=
3 600
H tη el ( 7)
式中 , q0 为汽轮机进汽流量 ,kg/ s 。 在转炉饱和蒸汽发电系统中 ,确定了最佳工况点 , 也即确定了发电系统的额定进汽参数 P0 ,然后可根据 汽轮机的排汽压力 Pc 和排汽干度 x 来确定系统的装 机容量 。