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。涡轮机饱和蒸汽发电技术目前应用较多，比如有云南化工研究院设计的一套饱和蒸汽发电系统，主要由涡轮机、冷凝器、发电机、凉水塔、油换热器等组成，对工况条件要求较低，使用饱和蒸汽，操作弹性大。整套装置不依靠外来供电，单位产品的耗电量基本为零。按照装置耗电量71kW·h 和电价0.6 元/kW·h 进行计算，每吨产品可节约成本42.6 元左右，全

年节约成本高达216 万元[2]。

（二）汽轮机饱和蒸汽发电技术的运用

汽轮机的工作原理在前文中已经予以介绍，该系统目前主要在冶金行业中应用较多，许多钢铁厂通过引进汽轮机饱和蒸汽发电技术，获得了非常显著的经济效益。比如天铁炼钢厂采用转炉气化冷区系统回收饱和蒸汽，进行发电，不仅成本较低，而且有效解决了传统生产技术能源浪费、空气污染较为严重的问题，使企业竞争力得到明显提升。汽轮机饱和蒸汽发电技术可分为单级汽轮机和多级汽轮机两种运用方式，单级汽轮机的优点是占地面积小，易于使用和维护。多级汽轮机则采用可除湿再热的多级冲动式汽轮机，在邻级之间设置蒸汽再热器，通过加热饱和蒸汽，降低湿度，使汽轮机免于水腐蚀损害。

（三）螺杆膨胀动力机饱和蒸汽发电技术的运用

螺杆膨胀动力机是由美国率先研制的，并将其运用到地热汽水两相热能回收中，我国于上世纪九十年代研制出相同功能的样机，并逐渐将其应用到蒸汽发电领域。比如济南钢球团厂将四座竖炉余热蒸汽引入到螺杆膨胀动力机的发电机组中，做工后蒸汽排压0.1MPa，再利用生产线的闲置换热器加热竖炉进风温度，对蒸汽进行梯级利用，换热器出口软水经过软水管道回送至软水泵站，形成全闭路梯级工艺体系，可有效提高资源利用率。

（四）补燃系统饱和蒸汽发电技术的运用

在上述几种饱和蒸汽发电技术的运用过程中，虽然都能够有效降低发电过程中的系统能耗，但是初期投资规模较大，再加上部分饱和蒸汽发电技术还存在一些技术限制问题，在引进过程中，可能会对原工业生产结构产生较大影响。针对这种情况，补燃系统的应用利用其生产过程中的饱和蒸汽，送到过热炉中加热，然后再传送到汽轮机中发电。采用这种方式不仅能够实现对余热的梯级利用，还能有效解决汽轮机腐蚀问题。总体而言，经过多年的研究与应用，饱和蒸汽发电技术种类越来越多，技术水平也逐渐成熟，在许多工业生产领域，都可以代替传统发电技术，提升工业生产过程的经济和社会效益。

结束语：综上所述，通过对饱和蒸汽发电技术进行研究可以更好的认识其工作原理以及技术应用方向。目前多种饱和蒸汽发电技术已经达到了工业级应用标准，可充分发挥饱和蒸汽发电技术的优势，降低工业生产能耗，减少污染气体排放，帮助企业达到节能减排生产目标。

参考文献：

[1] 杨彬，王芳. 饱和蒸汽发电技术在回收铅熔炼炉烟气余热中的应用[J]. 有色冶金节能，

2016，32（02）:49-52.

[2] 刘颖，马永锋. 低压饱和蒸汽发电技术在钢铁企业的应

用[J]. 冶金动力，2016（03）

:34-37.

[3]王政伟，张争光，韩三飞.饱和蒸汽发电技术应用现状分析[J].节能技术，2013，31（04）

:326-330.