煉鋼(轉(zhuǎn)爐、電爐、軋鋼加熱爐)余熱發(fā)電解決方案仟億達(dá)

1、煉鋼（轉(zhuǎn)爐、電爐、軋鋼加熱爐）余熱發(fā)電解決方案煉鋼工序余熱發(fā)電主要包括轉(zhuǎn)爐汽化冷卻器飽和蒸汽發(fā)電、電爐煙氣余熱發(fā)電、 加熱爐汽化冷卻器飽和蒸汽發(fā)電、加熱爐煙氣余熱發(fā)電等四種，這四種余熱形式可分別單獨(dú)發(fā)電，也可以分組合并發(fā)電。對于分組合并發(fā)電，能夠在降低投資的同時(shí)提高發(fā)電效率。1定義及特征（1 ）定義：在不影響煉鋼產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量，不降低工藝設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率，不改變生產(chǎn)工藝流程、設(shè)備，不增加生產(chǎn)電耗和熱耗的前提下，將生產(chǎn)工藝過程中產(chǎn)生的飽和蒸汽、以及工藝設(shè)備排出的廢氣余熱轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)。（2）特征：煉鋼工序余熱發(fā)電發(fā)電技術(shù)除上述定義外也還同時(shí)具有如下的特征：a. 根據(jù)工藝設(shè)備的生產(chǎn)、裝備、現(xiàn)場條件等因

2、素，每套工藝設(shè)備可以單獨(dú)配套發(fā)電機(jī)組，也可以相互組合，充分利用各自余熱的特點(diǎn)配套一臺發(fā)電機(jī)組；b. 由于轉(zhuǎn)爐周期性生產(chǎn)的特點(diǎn)，轉(zhuǎn)爐汽化冷卻余熱鍋爐產(chǎn)生的飽和蒸汽流量及壓力也隨著轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)而產(chǎn)生周期性的變化，因此必須設(shè)置較大容量的蓄熱裝置，以保證蒸汽的連續(xù)穩(wěn)定供給，保證汽輪發(fā)電機(jī)組的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行；c. 電爐煙氣的特點(diǎn)是溫度高且波動(dòng)頻繁、煙氣瞬時(shí)量大、粉塵濃度高，且具有周期性的特點(diǎn)，電爐產(chǎn)生的煙氣溫度、流量也具有周期性的變化，為適應(yīng)這種周期性的生產(chǎn)模式，需:采用汽化冷卻煙道、燃燒沉降室、余熱鍋爐和蓄熱器相結(jié)合的方式， 保證蒸汽的連續(xù)穩(wěn)定供4 給。d. 轉(zhuǎn)爐汽化冷卻器和加熱爐汽化冷器產(chǎn)生的飽和蒸汽可經(jīng)

3、汽水分離后直接進(jìn)入汽輪機(jī)；或 裝置燃?xì)膺^熱器，利用少量的煤氣燃燒進(jìn)行過熱、或利用加熱爐煙氣或燒結(jié)煙氣余熱過熱后 再進(jìn)入汽輪機(jī)，以提高發(fā)電效率及汽輪機(jī)使用壽命。e. 組合系統(tǒng)中余熱鍋爐給水系統(tǒng)采用各自獨(dú)立、互不影響的并聯(lián)系統(tǒng)；2系統(tǒng)構(gòu)成幾種工序過程的余熱發(fā)電系統(tǒng)主要區(qū)別在于蒸汽在進(jìn)入汽輪機(jī)前的過程，而進(jìn)入汽輪機(jī)后的系統(tǒng)是完全一致的， 主要有汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)；電站循環(huán)冷卻水系統(tǒng)； 電站化學(xué)水處理系統(tǒng)；站用電系統(tǒng)；電氣接入系統(tǒng)；電站動(dòng)控制系統(tǒng)；電站室外汽水管道系統(tǒng)；電站室外 給水、排水、消防管網(wǎng)系統(tǒng)；以及為上述各系統(tǒng)配套土建、通訊、照明、環(huán)保、勞動(dòng)安全與 衛(wèi)生、消防、供暖等輔助系統(tǒng)。其不同的系統(tǒng)

4、部分如下：（1） 轉(zhuǎn)爐余熱發(fā)電系統(tǒng)：轉(zhuǎn)爐 余熱回收系統(tǒng)（汽化冷卻器系統(tǒng)）；蓄熱系統(tǒng)；飽和蒸汽過熱系統(tǒng)。（2）電爐余熱發(fā)電系統(tǒng)：汽化冷卻燃燒沉降系統(tǒng)； 汽化冷卻煙道系統(tǒng)；汽化冷卻器系統(tǒng)；蓄熱系統(tǒng)；飽和蒸汽過熱系統(tǒng)。（3）加熱爐 余熱發(fā)電系統(tǒng):根據(jù)不同形式的加熱爐，加熱爐余熱發(fā)電系統(tǒng)一般分為兩種：一種是只利用加熱爐汽化冷卻器產(chǎn)生的飽和蒸汽進(jìn)行發(fā)電； 另一種是將汽化冷卻器產(chǎn)生的飽和蒸汽與加熱爐煙氣余熱回收組合在一起進(jìn)行發(fā)電。系統(tǒng)構(gòu)成：加熱爐余熱回收系統(tǒng)（汽化冷卻器）；加熱爐煙氣余熱 回收系統(tǒng)（余熱鍋爐）；蒸汽過熱系統(tǒng)。上述幾個(gè)系統(tǒng)可根據(jù)不同系統(tǒng)的蒸汽參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行情況相互組合， 將可共用系統(tǒng)部分合

5、并建設(shè)。C：3rUUUl1 19道煙 也煙乜弱剜咽氣嗆京亠屯- 機(jī)和鴻河點(diǎn).袴暮英汽溫匱壓工|測點(diǎn)、 （電2沉 降魏.輅爐C43余熱發(fā)電系統(tǒng)解決方案3.1轉(zhuǎn)爐余熱發(fā)電系統(tǒng)（1 ）技術(shù)要點(diǎn)煉鋼轉(zhuǎn)爐在吹煉過程中，產(chǎn)生大量的高溫?zé)煔猓?300 C以上），為降低煙氣溫度、回收高溫?zé)煔庵械挠酂?，轉(zhuǎn)爐配套設(shè)置了煙道式汽化冷卻余熱鍋爐。余熱鍋爐由于受到轉(zhuǎn)爐吹煉時(shí)煙氣波動(dòng)的影響，在整個(gè)冶煉周期 （30min）內(nèi)，只有吹煉期（15min）才有飽和蒸汽產(chǎn)生，同時(shí)由于吹煉期煙氣量的急劇變化，余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽量也隨之急劇波動(dòng)。因此為保證汽輪 機(jī)進(jìn)汽流量的連續(xù)性和穩(wěn)定性，一般還設(shè)置蓄熱器系統(tǒng)。轉(zhuǎn)爐在吹煉期內(nèi)，轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生

6、的高溫?zé)煔膺M(jìn)入汽化冷卻煙道，經(jīng)換熱后產(chǎn)生1.01.6MPa的汽水混合物送入余熱鍋爐汽包，再經(jīng)汽包汽水分離后送出飽和蒸汽，一部分蒸汽進(jìn)入蓄熱器內(nèi)，通過內(nèi)部充熱裝置噴入過冷水中，蒸汽將蓄熱器內(nèi)的過冷水加熱同時(shí)冷凝成水，形成飽和水，使蓄熱器內(nèi)水的焓值升高，這樣就完成了蓄熱器的充熱過程；另一部分蒸汽經(jīng)調(diào)壓閥后送入汽輪發(fā)電機(jī)房。轉(zhuǎn)爐在非吹煉期內(nèi)，汽化冷卻余熱鍋爐不產(chǎn)生蒸汽，調(diào)壓閥前蒸汽壓力不斷下降，此時(shí)蓄熱器內(nèi)低壓下降，飽和水成為過熱水后沸騰，產(chǎn)生飽和蒸汽，飽和蒸汽經(jīng)調(diào)壓閥送入汽輪發(fā)電機(jī)房。由于飽和蒸汽對汽輪機(jī)使用壽命影響很大，雖然系統(tǒng)中采用了很多防范措施，但實(shí)際運(yùn)行中仍不可避免造成汽輪機(jī)入口的蒸汽干度

7、達(dá)不到0.995以上，因此使汽輪機(jī)葉片的使用壽命大大縮短；并且飽和蒸汽的發(fā)電效率低，汽耗率大，造成發(fā)電收益較低，投資周期長。因此系統(tǒng)中還可以考慮增加了蒸汽過熱系統(tǒng)，既可以充分保證汽輪機(jī)使用壽命，也可以大幅度提高發(fā)電，降低投資回收期。(2 )熱力系統(tǒng)根據(jù)工廠具體情況，轉(zhuǎn)爐余熱發(fā)電系統(tǒng)有如下兩種熱力系統(tǒng)，分別見:圖3-1 :轉(zhuǎn)爐飽和蒸汽發(fā)電熱力系統(tǒng)圖3-2 :轉(zhuǎn)爐過熱蒸汽發(fā)電熱力系統(tǒng)3.2電爐余熱發(fā)電(1 )技術(shù)要點(diǎn)根據(jù)電爐煙氣溫度的不同，煙氣 余熱回收系統(tǒng)設(shè)置了不同的換熱面。 在高溫?zé)煔鈪^(qū)設(shè)置了以輻射換熱為主的汽化冷卻燃燒沉降室、汽化冷卻煙道，在低溫?zé)煔鈪^(qū)設(shè)置了以對流換熱為主的余熱鍋爐。電爐煙氣

8、從爐內(nèi)第四孔抽出，經(jīng)水冷彎頭、水冷滑套、汽化冷卻燃燒沉降室、汽化冷卻煙道后，溫度降至 850C左右；再經(jīng)余熱鍋爐煙氣降到約 200C后，與二次煙氣混 合降溫后，經(jīng)煙氣凈化系統(tǒng)除塵達(dá)標(biāo)后排人大氣。由于電爐生產(chǎn)運(yùn)行的特點(diǎn)，決定了其發(fā)電系統(tǒng)與轉(zhuǎn)爐發(fā)電系統(tǒng)類似，汽化冷卻裝置和余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽還需經(jīng)過蓄熱器蓄能后，才能實(shí)現(xiàn)蒸汽穩(wěn)定連續(xù)的供給。汽水系統(tǒng)流程：經(jīng)鍋爐給水泵供入余熱鍋爐的水加熱器加熱后送入汽包；汽包下降管分為兩路： 一路循環(huán)水由下降管經(jīng)熱水循環(huán)泵加壓后進(jìn)入燃燒沉降室和冷卻煙道，通過與高溫?zé)煔鈸Q熱， 產(chǎn)生汽水混合物，再經(jīng)上升管返回汽包，組成了強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)；另一路下降管進(jìn)入余熱鍋爐，經(jīng)余熱鍋爐吸收

9、煙氣中的熱量， 產(chǎn)生汽水混合物經(jīng)上升管返回汽包，組成了自然循環(huán)系統(tǒng)； 汽水混合物在汽包汽水分離產(chǎn)生出蒸汽，送至蓄熱器，通過蓄熱器產(chǎn)生連續(xù)穩(wěn)定的蒸汽進(jìn)入發(fā)電系統(tǒng)。(2 )熱力系統(tǒng)根據(jù)工廠具體情況，電爐余熱發(fā)電系統(tǒng)有如下兩種熱力系統(tǒng)，分別見:廠Utr14)r；1I圖3-4 :電爐過熱蒸汽發(fā)電熱力系統(tǒng)3.3加熱爐余熱發(fā)電(1 )技術(shù)要點(diǎn)加熱爐余熱資源分為兩部分：一部分是加熱爐采用汽化冷卻器進(jìn)行冷卻，被加熱的汽水混合物進(jìn)入汽包進(jìn)行汽分離后產(chǎn)生低壓飽和蒸汽；另一部分是非蓄熱器加熱爐尾部煙道空氣預(yù)熱器出口的煙氣余熱。由于加熱爐的生產(chǎn)方式為連續(xù)運(yùn)行，因此這兩部余熱資源也比較穩(wěn)定。由于加熱爐汽化冷卻器產(chǎn)生的飽

10、和蒸汽一般流量比較少，很少單獨(dú)利用，所以基本上都是將蒸汽并網(wǎng)利用；對于加熱爐煙氣余熱可根據(jù)流量、溫度結(jié)合汽化冷卻器產(chǎn)生的飽和蒸汽建設(shè)一套小型汽輪發(fā)電機(jī)組。根據(jù)不同的參數(shù)情況，發(fā)電系統(tǒng)可采用單壓或雙壓系統(tǒng)。(2 )熱力系統(tǒng)根據(jù)工廠具體情況，加熱爐余熱發(fā)電系統(tǒng)有如下兩種熱力系統(tǒng)，分別見:圖3-5 :加熱爐單壓余熱發(fā)電熱力系統(tǒng)圖3-6 :加熱爐雙壓余熱發(fā)電熱力系統(tǒng)3.4組合式余熱發(fā)電系統(tǒng)所謂組合式余熱發(fā)電系統(tǒng)就將上述三種工藝設(shè)備的余熱資源在一定范圍內(nèi)組合在一起，進(jìn)行綜合利用的發(fā)電系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的特點(diǎn)如下：（1）在現(xiàn)場條件允許的情況下，余熱電站總投資較低；（2 ）可根據(jù)不同工藝的特點(diǎn)，合理的選取工藝參

11、數(shù)和流程，提高綜合發(fā)電效率；（3 ）對工藝生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的波動(dòng)，余熱電站適應(yīng)范圍更大，保證發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)，并可保證主機(jī)設(shè)備的使用壽命，提高電站的平均發(fā)電功率。多臺設(shè)備多種工藝的余熱發(fā)電系統(tǒng)舉例如下:2#出HM!?f*F11UBAIM圖3-7 :兩臺轉(zhuǎn)爐和兩臺加熱爐余熱發(fā)電熱力系統(tǒng)-WHffi- T恥軸府I HSHffi -rown1圖3-8 :煉鋼區(qū)域余熱發(fā)電熱力系統(tǒng)34技術(shù)特點(diǎn)針對煉鋼工序余熱資源的特點(diǎn)，其發(fā)電技術(shù)主要特點(diǎn)：（1 ）充分回收煉鋼工序中不同的余熱資源并將其轉(zhuǎn)化為電能；（2）不影響煉鋼工序的正常生產(chǎn)，也不影響鋼廠生產(chǎn)、生活用蒸汽；（3）如果裝置燃?xì)庹羝^熱器，利用少量的煤氣燃燒

12、對飽和蒸汽進(jìn)行過熱（或利用加熱爐煙氣或燒結(jié)煙氣余熱過熱），除可以提高余熱發(fā)電能力外，為調(diào)整控制蒸汽參數(shù)（溫度、壓力）創(chuàng)造了條件，更可以保證汽輪機(jī)使用壽命；5典型技術(shù)指標(biāo)由于各鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)煉鋼工序汽化冷卻器產(chǎn)生的飽和蒸汽參數(shù)不同及生產(chǎn)、生活用蒸汽量不同，使用于發(fā)電的蒸汽量及蒸汽參數(shù)也不相同，因此，對于煉鋼工序余熱發(fā)電不能確定典型技術(shù)指標(biāo)，但可根據(jù)蒸汽參數(shù)確定每噸蒸汽的發(fā)電能力，見下表：不冋蒸汽參數(shù)時(shí)每噸蒸汽發(fā)電能力蒸汽參數(shù)每噸蒸汽發(fā)電能力0.6MPa-飽和蒸汽130 140KWh/t0.8MPa-飽和蒸汽140 150KWh/tI.OMPa-飽和蒸汽150 160KWh/t1.2MPa-飽和蒸汽155 165KWh/t1.4MPa-飽和蒸汽160 170KWh/t1.6MPa-飽和蒸汽165 175KWh/t1.8MPa-飽和蒸汽168 178KWh/t2.0MPa-飽和蒸汽175 181KWh/t0.6MPa- 300C過熱蒸汽158 168KW