鋼鐵燒結(jié)發(fā)電方案

XX燒結(jié)廠環(huán)冷機(jī)低溫?zé)煔庥酂岚l(fā)電方案天津華能能源設(shè)施有限公司2011年11月XX燒結(jié)廠環(huán)冷機(jī)低溫?zé)煔庥酂岚l(fā)電方案前言眾所周知，在燒結(jié)礦生產(chǎn)過程中，特別是燒結(jié)礦由鼓風(fēng)式環(huán)冷機(jī)冷卻過程中會(huì)排出大量溫度為200～400℃的低溫?zé)煔?，從而浪費(fèi)大量可回收的熱量，其熱能量大體為燒結(jié)礦燒成系統(tǒng)熱耗量的33％。若是低溫?zé)煔庥酂峄厥瞻l(fā)電技術(shù)在這些燒結(jié)機(jī)環(huán)冷機(jī)上應(yīng)用，必然回收大量熱能，從而提高燒結(jié)礦生產(chǎn)過程的能源利用率，降低工序能耗，并且可為工廠帶來十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益。隨著近來幾年來低溫?zé)煔庥酂徨仩t技術(shù)和低參數(shù)補(bǔ)汽式汽輪發(fā)電機(jī)組技術(shù)的不斷發(fā)展和日臻完滿，使低溫?zé)煔庥酂峄厥粘蔀榭赡?。本方案就唐山現(xiàn)有情況進(jìn)行技術(shù)解析和論證，以最大限度的利用燒結(jié)環(huán)冷機(jī)排放的低溫?zé)煔獾臒崮苓M(jìn)行發(fā)電，達(dá)到大幅度降低燒結(jié)工序能耗的目的。XX燒結(jié)廠現(xiàn)有2燒結(jié)機(jī)。其環(huán)冷機(jī)輾轉(zhuǎn)中徑為Φ24500mm，料層厚度1400mm，正常處2座180m理能力400t/h，給料溫度700～800℃，排料溫度～100℃。22臺(tái)180m燒結(jié)機(jī)環(huán)冷機(jī)的余熱鍋爐已迂腐，無法連續(xù)使用。2

方案簡介及建設(shè)內(nèi)容對(duì)于180m2燒結(jié)機(jī)，配套余熱鍋爐可產(chǎn)中溫中壓蒸汽～23t/h經(jīng)過閃蒸器可產(chǎn)生低溫低壓蒸汽～8t/h，蒸汽壓力為，蒸汽溫度為

，蒸汽壓力為，蒸汽溫度為145℃。

365℃。依照目前環(huán)冷機(jī)現(xiàn)狀，低溫?zé)煔庥酂岚l(fā)電的主要配置以下：2新建2臺(tái)180m燒結(jié)環(huán)冷機(jī)余熱鍋爐配1臺(tái)補(bǔ)汽冷凝式汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組，汽輪機(jī)主蒸汽壓力為,主蒸汽溫度為365℃，進(jìn)汽量為～46t/h。汽輪機(jī)補(bǔ)汽壓力為,溫度為140℃，補(bǔ)汽量為～16t/h。循環(huán)冷卻水平均溫度為26℃，最大35℃。機(jī)組額定功率為12MW，發(fā)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)用心為～11MW。本低溫?zé)煔庥酂岚l(fā)電項(xiàng)目的工程內(nèi)容以下：燒結(jié)環(huán)冷機(jī)余熱鍋爐系統(tǒng)：包括余熱鍋爐總圖部署、風(fēng)機(jī)部署、煙風(fēng)管道系統(tǒng)、工藝系統(tǒng)、電氣設(shè)施、儀表設(shè)施和DCS控制系統(tǒng)、土建設(shè)施等，不包括供配電系統(tǒng)。2）汽輪發(fā)電機(jī)間：總圖部署、工藝系統(tǒng)、供配電氣系統(tǒng)（不包括電廠接入系統(tǒng)和啟動(dòng)電源）、儀表設(shè)施和DCS控制系統(tǒng)、通風(fēng)空調(diào)、電信、消防、供排水系統(tǒng)、土建設(shè)施等。3)循環(huán)水泵站（包括除鹽水站）的總圖部署、工藝系統(tǒng)、電氣設(shè)施、儀表設(shè)施和DCS控制系統(tǒng)、通風(fēng)空調(diào)、電信、消防、供排水系統(tǒng)、土建設(shè)施等。4）本余熱發(fā)電項(xiàng)目中，上述3項(xiàng)內(nèi)容之間互相聯(lián)接的管網(wǎng)，包括熱力、給排水、電氣、電信和DCS系統(tǒng)通訊線路等。未包括在本方案中的工程內(nèi)容以下：1）本項(xiàng)目推行過程中所涉及到的舊有設(shè)施和設(shè)施的拆遷、改造，場所平展花銷，征地費(fèi)，地基辦理費(fèi)，施工措施費(fèi)（包括井點(diǎn)降水的措施費(fèi)），電廠接入系統(tǒng)和啟動(dòng)電源，余熱鍋爐供配電系統(tǒng)，介質(zhì)填充費(fèi)，總擔(dān)保理費(fèi)等。2）本項(xiàng)目所需外面的能源介質(zhì)管線（如電、蒸汽、水、采暖、給排水等）本方案只考慮至廠房外1m以內(nèi)的范圍。工藝流程及特點(diǎn)熱力系統(tǒng)目前國內(nèi)常用的燒結(jié)環(huán)冷機(jī)余熱發(fā)電熱力系統(tǒng)有兩各種類，一種是采用雙壓余熱鍋爐產(chǎn)汽供汽機(jī)發(fā)電。該系統(tǒng)中余熱鍋爐產(chǎn)生兩種參數(shù)的蒸汽，一種中壓蒸汽（，367℃）作為主蒸汽送入汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電，另一種為低壓蒸汽（,145℃），作為補(bǔ)汽補(bǔ)入汽輪機(jī)，增加做功提高發(fā)電量。蒸汽作功后凝結(jié)成冷凝水，由冷凝水泵送入除氧器除氧后，再由鍋爐給水泵供至余熱鍋爐，循環(huán)使用。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡單，外網(wǎng)管道數(shù)量少。缺點(diǎn)是對(duì)余熱鍋爐與汽機(jī)間的距離有要求，當(dāng)余熱鍋爐與汽輪機(jī)間的距離過遠(yuǎn)（一般高出150m）時(shí)，低壓蒸汽在輸送過程中熱損失很大，不利于能量的利用。另一種是閃蒸方式的熱力系統(tǒng)，該系統(tǒng)中鍋爐給水一部分經(jīng)過余熱鍋爐加熱后生成中壓蒸汽，并作為主蒸汽送入汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電，另一部分經(jīng)余熱鍋爐省煤器后，變成高飽溫暖水，送回汽機(jī)間設(shè)置的閃蒸器，閃蒸出低壓蒸汽（,145℃），作為補(bǔ)汽補(bǔ)入汽輪機(jī)，增加做功提高發(fā)電量。閃蒸后的水進(jìn)入除氧器，經(jīng)鍋爐給水泵送至余熱鍋爐循環(huán)使用。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是戰(zhàn)勝了余熱鍋爐與汽機(jī)間的距離要求，由于閃蒸器就部署在汽機(jī)間，使得閃蒸出的低溫低壓蒸汽質(zhì)量好，熱量不損失，提高了能量的利用率。煙氣系統(tǒng)依照燒結(jié)冷卻機(jī)煙氣溫度分布情況，平時(shí)分為高溫段、中溫段和低溫段，每段的溫度范圍一般分別為250～350℃，150～250℃和100～150℃。本次設(shè)計(jì)的煙氣系統(tǒng)包括兩部分內(nèi)容，即環(huán)冷機(jī)高溫段的煙氣采用閉式循環(huán)系統(tǒng)和中溫段采用開式系統(tǒng)。第一部分是將燒結(jié)冷卻機(jī)高溫段的煙氣由煙道直接引入中溫余熱鍋爐換熱后，經(jīng)過循環(huán)風(fēng)機(jī)抽吸后，送回?zé)Y(jié)冷卻機(jī)下部的風(fēng)箱；第二部分是將中溫段的低溫?zé)煔庖氲蜏赜酂徨仩t換熱后，經(jīng)過引風(fēng)機(jī)抽吸后，排入大氣。油系統(tǒng)機(jī)組潤滑油和控制油均由一套供油裝置供給。潤滑控制油系統(tǒng)主要用于機(jī)組的潤滑、調(diào)治和保護(hù)。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)本機(jī)組的循環(huán)冷卻水由循環(huán)水泵站供出，冷卻水經(jīng)循環(huán)水泵加壓送往汽機(jī)間冷凝器、油冷卻器和發(fā)電機(jī)的空冷器，此后利用余壓返回循環(huán)水泵站。循環(huán)水泵站設(shè)有循環(huán)水泵、冷卻水塔和加藥裝置等設(shè)施。加藥裝置用于水質(zhì)牢固，包括殺菌、滅藻、緩蝕和阻垢等。泵站為地面式泵站，由水泵間、配電操作室、冷卻設(shè)施、吸水井等組成。主要設(shè)施有汽機(jī)循環(huán)供水泵組、水質(zhì)牢固加藥裝置、方型逆流鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔、自動(dòng)加氨裝置、殺菌劑加藥裝置、阻垢劑加藥裝置、絮凝劑加藥裝置等。除鹽水系統(tǒng)除鹽水用量5～20/h，水質(zhì)要求：電導(dǎo)率≤10μS/cm,SiO2≤100μg/L。由新建除鹽水站供給。除鹽水站內(nèi)設(shè)有反浸透加混床除鹽水制備系統(tǒng)。站內(nèi)由除鹽水制備間、配電操作室等組成。電氣主接線發(fā)電機(jī)電壓采用出線，以便于與廠區(qū)內(nèi)10kV系統(tǒng)直接并網(wǎng)，同時(shí)饋出給廠用電10kV系統(tǒng)。勵(lì)磁系統(tǒng)采用交流無刷勵(lì)磁機(jī)形式。發(fā)電機(jī)出口設(shè)置斷路器，斷路器兩側(cè)分別設(shè)置電壓互感器，供發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置、同期裝置、測量儀表使用。10kV配電柜采用GG-1A和KYN-10型，配真空斷路器。廠用電設(shè)施包括汽機(jī)間,水系統(tǒng)及其他輔助設(shè)施等。本工程的動(dòng)力變壓器一次電壓及高壓電動(dòng)機(jī)的端電壓采用

10kV，低壓動(dòng)力負(fù)荷電壓等級(jí)為380/220V。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其他重要負(fù)荷設(shè)UPS電源。斷路器操作、信號(hào)系統(tǒng)、事故照明、部分動(dòng)力負(fù)荷需設(shè)置直流電源。其中控制保護(hù)直流電源采用一套100AH直流電源，事故照明、部分動(dòng)力負(fù)荷采用一套300AH直流電源。繼電保護(hù)發(fā)電機(jī)及廠用電系統(tǒng)的保護(hù)按現(xiàn)有的國家標(biāo)準(zhǔn)配置，發(fā)電機(jī)部分，廠用電系統(tǒng)的保護(hù)裝置采用微機(jī)綜合保護(hù)裝置。發(fā)電機(jī)部分裝設(shè)以下保護(hù)：1）發(fā)電機(jī)定子繞組及引出線短路故障的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)；2）定子繞組接地保護(hù)；3）發(fā)電機(jī)外面短路故障的復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)；4）定子繞組的過負(fù)荷保護(hù)；5）勵(lì)磁繞組過負(fù)荷保護(hù)，一點(diǎn)、二點(diǎn)接地保護(hù)；6）發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)等。發(fā)電機(jī)設(shè)并網(wǎng)同期系統(tǒng)，同期點(diǎn)設(shè)在發(fā)電機(jī)的出口斷路器。主控室內(nèi)設(shè)自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置和同步閉鎖的手動(dòng)準(zhǔn)同步裝置。發(fā)電機(jī)設(shè)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)治系統(tǒng)，可以依照發(fā)電機(jī)出口電壓自動(dòng)調(diào)治勵(lì)磁系統(tǒng)，保持電壓恒定。發(fā)電機(jī)出口設(shè)故障錄波裝置。廠用電備用電源設(shè)自動(dòng)投入裝置。電力管網(wǎng)甲方應(yīng)供給并網(wǎng)點(diǎn)及啟動(dòng)電源。由于外面條件不明確，本次方案中與廠區(qū)連接的電力管網(wǎng)暫考慮至廠房外1米處。給排水管網(wǎng)生產(chǎn)補(bǔ)充新水用量～250m3/h。車間生活用水量1m3/h，汽機(jī)間設(shè)室內(nèi)消火栓，用于發(fā)電機(jī)的防火要求。生活用水由廠區(qū)現(xiàn)有生活、消防水管網(wǎng)供給。生產(chǎn)排水量

375m/h

，生活排水量

31m/h.

生產(chǎn)排水管道可接至廠區(qū)現(xiàn)有生產(chǎn)排水管網(wǎng)。生活排水接至廠區(qū)生活雨水排水管網(wǎng)。生產(chǎn)用水由廠區(qū)生產(chǎn)用水管網(wǎng)供給。本次工程需與廠區(qū)管網(wǎng)連接的給排水管道由于外面資料不詳，暫考慮至廠房外

1米處。DCS系統(tǒng)汽輪發(fā)電機(jī)組和

2臺(tái)或

3臺(tái)余熱鍋爐采用分別控制系統(tǒng)

DCS完成對(duì)整體工藝系統(tǒng)的檢測和主要設(shè)施的控制，建立以分別控制系統(tǒng)CRT操作員站為監(jiān)控中心，使運(yùn)轉(zhuǎn)人員在集中控制室內(nèi)經(jīng)過DCS實(shí)現(xiàn)機(jī)組的啟動(dòng)、停止、正常運(yùn)轉(zhuǎn)和事故辦理。同時(shí)裝備少量重要參數(shù)的指示儀表、報(bào)警窗以及用于緊急情況的后備手操設(shè)施，以保證DCS事故機(jī)會(huì)組的安全停機(jī)。采用爐、機(jī)集中控制方式，2(3)臺(tái)余熱鍋爐、1臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)組、閃蒸器及輔助系統(tǒng)的控制在集中控制室完成。在控制室內(nèi)操作人員經(jīng)過CRT操作員站和少量的后備停機(jī)按鈕實(shí)現(xiàn)機(jī)組的啟動(dòng)、停止運(yùn)轉(zhuǎn)控制，正常運(yùn)轉(zhuǎn)工況下的監(jiān)察和調(diào)整以及機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)異常與事故工況的辦理。除鹽水系統(tǒng)和循環(huán)水系統(tǒng)等采用

PLC進(jìn)行控制。DCS（分別控制系統(tǒng)）的功能包括數(shù)據(jù)采集和辦理系統(tǒng)（

DAS）、模擬量控制系統(tǒng)（

MCS）、順序控制系統(tǒng)（

SCS）、汽機(jī)跳閘保護(hù)（

ETS），并留有廠級(jí)管理信息系統(tǒng)

(MIS)

的通訊接口。同時(shí)擁有與其他供貨商供給的控制系統(tǒng)和設(shè)施進(jìn)行通訊的功能，以便能經(jīng)過同一總線傳達(dá)必要的信息和數(shù)據(jù)，接受控制系統(tǒng)的一致調(diào)換和指揮，形成完滿的控制系統(tǒng)。汽輪機(jī)控制盤將安裝在主控室，包括必要的測量儀表以及控制透平機(jī)和發(fā)電機(jī)啟停的控制開關(guān)等。汽輪機(jī)啟動(dòng)、停止、控制、監(jiān)察和負(fù)荷調(diào)整將從主控室透平機(jī)控制盤和操作員站上完成，盤車操作將在現(xiàn)場完成。發(fā)電設(shè)施的控制、監(jiān)察等在主控室的控制站和操作員站完成。發(fā)電機(jī)控制盤和自動(dòng)電壓調(diào)治系統(tǒng)盤安裝在主控室。除鹽水系統(tǒng)和循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)就地操作員控制站，其操作、監(jiān)察等可在就地或主控室完成。4主要設(shè)施參數(shù)冷凝式汽輪機(jī)型式:激動(dòng)式、補(bǔ)汽冷凝式多級(jí)汽輪機(jī)額定用心（發(fā)電機(jī)端子處）：12MW轉(zhuǎn)速：3000rpm主蒸氣進(jìn)汽壓力：(a)主蒸氣進(jìn)汽溫度：357℃主蒸氣進(jìn)汽流量：～46t/h補(bǔ)汽壓力：（a）補(bǔ)汽溫度：142℃補(bǔ)汽流量：～16t/h額定抽汽壓力MPa（a）額定抽汽溫度℃額定抽汽量13t/h機(jī)組用心：～11MW發(fā)電機(jī)型式：

三相交流同步發(fā)電機(jī)，水平軸、

全密封、額定功率（發(fā)電機(jī)端子）：12MW極數(shù)：2轉(zhuǎn)速：3000rpm電壓：10500V頻率：50Hz功率因數(shù)：Lag聯(lián)軸器系統(tǒng)：與原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)端連接接地系統(tǒng)：無接地系統(tǒng)轉(zhuǎn)子支承：雙支承軸承式潤滑系統(tǒng)：逼迫潤滑油系統(tǒng)潤滑油種類:46＃透平機(jī)油絕緣等級(jí)：F級(jí)（定子和轉(zhuǎn)子線圈）額定溫升：B級(jí)180㎡環(huán)冷機(jī)余熱鍋爐型式：雙壓自然循環(huán)鍋爐中溫余熱鍋爐蒸汽壓力（過熱器出口）：（a）蒸汽溫度（過熱器出口）：365℃蒸發(fā)量：～23t/h給水溫度（汽包進(jìn)口處）：190℃高溫?zé)煔饬髁浚骸?250000Nm/h煙氣溫度（鍋爐進(jìn)口處）：395±20℃煙氣溫度（鍋爐出口處）：165±5℃低溫余熱鍋爐給水溫度（省煤器進(jìn)口處）：104℃低溫?zé)煔饬髁浚骸?137000Nm/h煙氣溫度（鍋爐進(jìn)口處）：200±20℃煙氣溫度（鍋爐出口處）：105±5℃經(jīng)過鍋爐的壓力損失：＜100mmHO2高溫段循環(huán)風(fēng)機(jī)風(fēng)量：3～300000Nm/h風(fēng)壓：～5500Pa電壓：

kV功率：

～900kW低溫段風(fēng)機(jī)風(fēng)量：3～164000Nm/h風(fēng)壓：～2400Pa電壓：kV功率：～500kW閃蒸器型式：碳鋼鋼板結(jié)構(gòu)、立式安裝最大工作壓力：(A)蒸汽壓力：（A）熱水溫度：飽和閃蒸蒸汽流量：15～25t/h數(shù)量：1套除氧器型式：大氣熱力式額定用心：50t/h工作壓力：工作溫度：104℃除氧水箱容積：30m3數(shù)量：1套冷凝水泵：3臺(tái)，二用一備。鍋爐給水泵：3臺(tái)，二用一備。廠房部署余熱鍋爐及風(fēng)機(jī)為室外面署，盡量湊近環(huán)冷機(jī)。見后附總圖。新建的汽機(jī)間分主跨和付跨兩部分—主跨部署汽輪發(fā)電機(jī)組，付跨部署高壓電氣設(shè)施、鍋爐給水泵、電纜夾層、低壓電氣設(shè)施、主控制室和除氧器。汽機(jī)間跨度為19米，柱間距6和9米，總長33米，雙層部署。汽輪發(fā)電機(jī)組部署在汽機(jī)間廠房內(nèi)，為縱向島式部署，運(yùn)轉(zhuǎn)層為8.00米，設(shè)檢修吊裝孔。汽機(jī)間設(shè)置電動(dòng)雙鉤橋式起重機(jī)，主鉤起重量為32t，副鉤起重量為5t。吊車軌頂標(biāo)高18.00米，吊車跨度17.5米。車間一側(cè)設(shè)可進(jìn)車的大門和一個(gè)專為檢修冷凝器用的大門。輔助間位于汽機(jī)間B列線側(cè)，總長33米，跨距為6米，三層部署。輔助間一層設(shè)有高壓配電室，鍋爐給水泵等；二層為電纜夾層，三層設(shè)控制室、低壓配電、休息室；三層屋頂上方部署除氧器及閃蒸器。循環(huán)水泵站長42m，寬30m，雙層部署。屋頂上設(shè)有冷卻塔和電氣儀表室。除鹽水站設(shè)在循環(huán)水泵站一側(cè)。汽機(jī)間、循環(huán)水泵站及除鹽水站部署在燒結(jié)機(jī)東側(cè)。主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)序號(hào)指標(biāo)名稱單位數(shù)量1汽輪機(jī)主進(jìn)汽量t/h462汽輪機(jī)補(bǔ)汽量t/h163發(fā)電機(jī)額定容量MW124發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)容量MW115發(fā)電設(shè)施年利用小時(shí)數(shù)h73506年發(fā)電量kWh×1067年供電量kWh6×108廠用電率%259生產(chǎn)凈化水用量3250m/h除鹽水用量35m/h10勞動(dòng)定員人1211工程總投資萬元9850節(jié)約能源措施本項(xiàng)目是在燒結(jié)生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上，充分利用燒結(jié)礦生產(chǎn)釋放的廢氣余熱，經(jīng)過高效的熱交換系統(tǒng)，將其轉(zhuǎn)變成電能，以期獲得更好的節(jié)能收效。1）本項(xiàng)目在保證燒結(jié)機(jī)牢固生產(chǎn)的前提下，充分利用燒結(jié)礦燒成系統(tǒng)的冷卻機(jī)釋放的廢氣進(jìn)行余熱發(fā)電，爭取最大限度地合理利用能源。2）采用加強(qiáng)熱工設(shè)施和管道的保溫，采用高效的換熱設(shè)施，以降低熱損失，節(jié)約電能，提高回奏效率的目的。3）采用國內(nèi)先進(jìn)的專利余熱回收技術(shù)，充分利用了燒結(jié)生產(chǎn)系統(tǒng)的熱能。4）經(jīng)過優(yōu)化系統(tǒng)部署，減少蒸汽管道阻力，同時(shí)設(shè)計(jì)中采用電耗較低的輸送設(shè)施。5）全廠生產(chǎn)工藝上采用的各種風(fēng)機(jī)、水泵等均進(jìn)行仔細(xì)仔細(xì)的設(shè)計(jì)選型計(jì)算，以保證設(shè)施在最正確的效率點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)施采用國家介紹的節(jié)能產(chǎn)品。6）在設(shè)計(jì)中，盡可能將汽機(jī)廠房湊近總降系統(tǒng)，同時(shí)采用節(jié)能的電氣設(shè)施。7）建筑設(shè)計(jì)采用節(jié)能資料，以節(jié)約空調(diào)的能耗。8）合理回收各種疏放水，減少熱能。9）提高水的循環(huán)利用率，盡可能減少水資源的用量。工業(yè)衛(wèi)生、安全及環(huán)保當(dāng)?shù)貐^(qū)的主要