余熱發(fā)電設(shè)計(jì)方案

余熱發(fā)電項(xiàng)目2臺(tái)120t轉(zhuǎn)爐、3臺(tái)180m2余熱發(fā)電工程設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)單位：四川華明新能源技術(shù)有限公司一月

目錄TOC\o"1-4"\h\z\u1項(xiàng)目介紹 11.1項(xiàng)目名稱及內(nèi)容 12方案選擇 12.1轉(zhuǎn)爐余熱發(fā)電系統(tǒng)介紹 12.2燒結(jié)環(huán)冷機(jī)余熱電機(jī)系統(tǒng)介紹 22.2.1工藝流程 22.2.2工藝設(shè)計(jì)規(guī)定 22.2.3煙氣收集系統(tǒng) 42.2.4煙氣循環(huán)系統(tǒng) 42.2.5余熱鍋爐 52.3方案選擇 53發(fā)電量估算 63.1燒結(jié)余熱發(fā)電量 63.2轉(zhuǎn)爐余熱發(fā)電量 74重要設(shè)備表 75附圖 71項(xiàng)目介紹1.1項(xiàng)目名稱及內(nèi)容名稱：余熱發(fā)電項(xiàng)目2臺(tái)120t轉(zhuǎn)爐+3臺(tái)180m2內(nèi)容：一期已經(jīng)建設(shè)好1臺(tái)120t轉(zhuǎn)爐和1臺(tái)180m2燒結(jié)環(huán)冷機(jī)，二期新建1臺(tái)120t轉(zhuǎn)爐和2臺(tái)180m2燒結(jié)環(huán)冷2方案選擇2.1轉(zhuǎn)爐余熱發(fā)電系統(tǒng)介紹轉(zhuǎn)爐在吹煉過程中，產(chǎn)生大量的高溫?zé)煔猓?200°送往汽輪機(jī)的蒸汽通過調(diào)壓閥降至0.6MPa，飽和蒸汽通過調(diào)壓閥成為微過熱蒸汽，進(jìn)入汽輪機(jī)膨脹做功，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。對(duì)于國(guó)產(chǎn)汽輪機(jī)，普通為多級(jí)葉片構(gòu)造，為避免末級(jí)葉片發(fā)生水擊現(xiàn)象，規(guī)定進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽干度不不大于0.995，因此在進(jìn)入汽輪機(jī)前設(shè)立有一套汽水分離裝置。汽輪機(jī)排出的乏汽在凝汽器內(nèi)被冷凝，通過凝結(jié)水泵將凝結(jié)水送入除氧器進(jìn)行除氧，除氧后再通過給水泵送入余熱鍋爐汽包和蓄熱器內(nèi)。2.2燒結(jié)環(huán)冷機(jī)余熱電機(jī)系統(tǒng)介紹燒結(jié)環(huán)冷機(jī)余熱發(fā)電系統(tǒng)相對(duì)較復(fù)雜，下面重要介紹燒結(jié)余熱發(fā)電。2.2.1工藝流程燒結(jié)機(jī)余熱鍋爐是運(yùn)用環(huán)冷機(jī)鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)冷卻高溫?zé)Y(jié)礦產(chǎn)生的廢氣。具體流程是，環(huán)冷機(jī)Ⅰ段（高溫段）的高溫廢氣送入余熱鍋爐高溫入口；高溫段煙氣首先用來加熱由高壓汽包輸送至高壓加熱器的蒸汽，使該部分蒸汽變?yōu)檫^熱蒸汽，高溫段煙氣通過高壓過熱器換熱后與環(huán)冷機(jī)Ⅱ段（低溫段）的低溫廢氣混合參加高壓蒸發(fā)器、低壓蒸發(fā)器、省煤器等區(qū)域的換熱；鍋爐除氧器的設(shè)立采用一體化除氧（充足考慮蒸汽的汽水分離、低壓汽包的水位調(diào)節(jié)以及除氧蒸汽的穩(wěn)定來源，確保達(dá)成除氧效果），外供除鹽水和凝汽器產(chǎn)生的凝結(jié)水通過除氧器除氧后進(jìn)入余熱鍋爐的低壓段鍋筒，一部分水經(jīng)低壓段蒸發(fā)器換熱后在低壓段鍋筒內(nèi)形成飽和蒸汽，經(jīng)鍋筒汽水分離裝置分離后送至低壓過熱器加熱，產(chǎn)生的過熱蒸汽最后進(jìn)入汽輪機(jī)補(bǔ)氣口做功；一部分水由鍋爐給水泵輸送至余熱鍋爐的高壓段鍋筒內(nèi)，經(jīng)二段蒸汽蒸發(fā)器與高溫廢氣換熱后在高壓段鍋筒形成蒸汽，蒸汽再與進(jìn)口的高溫段廢氣換熱后變成過熱蒸汽，進(jìn)入汽輪機(jī)發(fā)電。余熱鍋爐出口排氣溫度不大于150℃循環(huán)風(fēng)機(jī)按全流量配備，風(fēng)量根據(jù)工藝狀況自行設(shè)計(jì)選擇，正常運(yùn)行時(shí)環(huán)冷機(jī)對(duì)應(yīng)鼓風(fēng)機(jī)可停運(yùn)。循環(huán)風(fēng)機(jī)流量按環(huán)冷機(jī)的運(yùn)行需要，其流量在20%～100%范疇可調(diào)。廢氣進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)箱的壓力約4.2～4.5kPa。當(dāng)鍋爐事故或檢修時(shí)，環(huán)冷機(jī)鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行，并通過煙囪將廢氣直接排入大氣。2.2.2工藝設(shè)計(jì)規(guī)定余熱發(fā)電裝置涉及全部系統(tǒng)和設(shè)備滿足下列總的規(guī)定：余熱鍋爐主體采用全鋼構(gòu)造、雙壓系統(tǒng)。環(huán)冷機(jī)煙氣收集罩、環(huán)冷機(jī)臺(tái)車密封和管道設(shè)計(jì)應(yīng)遵照盡量提高煙氣運(yùn)用率和不影響燒結(jié)正常生產(chǎn)的原則。在適宜位置設(shè)立煙氣除塵設(shè)施。環(huán)冷機(jī)煙氣收集系統(tǒng)不參加燒結(jié)終點(diǎn)自動(dòng)控制。為充足運(yùn)用燒結(jié)礦冷卻廢氣，提高廢氣運(yùn)用效率，余熱鍋爐布置在環(huán)冷機(jī)旁，距離環(huán)冷機(jī)較近，減少熱量損失。余熱鍋爐采用落地立式露天布置的型式，廢氣管道由鍋爐上部進(jìn)入，充足換熱后從鍋爐下部引出，經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)后再進(jìn)入環(huán)冷機(jī)。余熱鍋爐設(shè)兩臺(tái)鍋爐給水泵，布置在余熱鍋爐底部一側(cè)，余熱鍋爐底部同時(shí)布置鍋爐磷酸鹽加藥裝置及鍋爐汽水取樣裝置。為充足運(yùn)用余熱資源，本套發(fā)電機(jī)組為補(bǔ)汽凝汽式汽輪發(fā)機(jī)組，汽輪機(jī)無回?zé)嵯到y(tǒng)。煙氣回收系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)煙氣溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。本機(jī)組為低溫低壓機(jī)組,其設(shè)計(jì)按《小型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范GB50049-94》執(zhí)行。補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)的凝結(jié)水出凝汽器后，由凝結(jié)水泵打出后通過外線送入燒結(jié)余熱鍋爐房除氧器。凝汽器冷卻水采用循環(huán)供水。凝汽器為分列二道制表面式，進(jìn)出水管各兩根。余熱發(fā)電管道系統(tǒng)要安裝合理，流速適中。2.2.3煙氣收集系統(tǒng)根據(jù)余熱發(fā)電煙氣收集規(guī)定，在回收段與非回收段之間設(shè)立電動(dòng)碟閥，為避免底部風(fēng)箱因壓力不均等而出現(xiàn)偏風(fēng)現(xiàn)象。煙氣回收罩進(jìn)行保溫解決，使其表面溫度不高于50℃煙氣回收罩上部的四條煙氣收集支管均設(shè)立電動(dòng)隔離蝶閥，以控制回收罩聚集的煙氣集中聚集到總管，分別進(jìn)入鍋爐。環(huán)冷機(jī)排放煙囪和支管道上均設(shè)有電動(dòng)隔離蝶閥。正常工作時(shí)煙囪上的電動(dòng)隔離蝶閥關(guān)閉，四條引出管上的電動(dòng)隔離蝶閥打開，煙氣通過收集管道分別進(jìn)入鍋爐，不再排入大氣。余熱回收系統(tǒng)因故不能正常運(yùn)行時(shí)，收集管道上的電動(dòng)隔離蝶閥關(guān)閉，煙囪上的電動(dòng)隔離蝶閥打開，煙氣排入大氣，不再進(jìn)入鍋爐煙道上設(shè)立有可靠的耐高溫的非金屬膨脹節(jié)，以滿足煙道熱膨脹時(shí)的伸縮量。2.2.4煙氣循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)風(fēng)煙道采用鋼制煙道、外部保溫。循環(huán)風(fēng)機(jī)為雙吸雙支撐構(gòu)造，軸承采用滑動(dòng)軸承；葉輪和機(jī)殼采用耐磨解決，葉輪使用壽命不不大于2年，機(jī)殼使用壽命不不大于5年。風(fēng)機(jī)及其配套電機(jī)設(shè)有監(jiān)控系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)采用稀油潤(rùn)滑，配套稀油站。循環(huán)風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速方式。除此之外，循環(huán)風(fēng)機(jī)出口設(shè)立緊急放散煙囪，在特殊狀況下能夠解除煙氣系統(tǒng)的閉式循環(huán)，通過煙囪將鍋爐排煙放散。煙罩與臺(tái)車上部的密封以及風(fēng)箱頂部與環(huán)冷機(jī)臺(tái)車之間的密封采用可靠的密封方式，減少漏風(fēng)量，確保余熱發(fā)電的煙氣量。上部密封部位由于回收罩與環(huán)冷機(jī)臺(tái)車之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，規(guī)定密封效果好的狀況下不能影響環(huán)冷機(jī)的正常運(yùn)行。2.2.5余熱鍋爐余熱鍋爐采用雙通道進(jìn)氣，露天布置方式。余熱鍋爐采用塔篷式構(gòu)造、主副跨分立布置形式。余熱鍋爐、余熱鍋爐循環(huán)風(fēng)機(jī)集中布置在環(huán)冷機(jī)附近。余熱鍋爐為雙壓、自帶除氧器、立式煙道、螺旋翅片管受熱面、自然循環(huán)型式。余熱鍋爐受熱面涉及：高壓過熱器、高壓蒸發(fā)器、高壓省煤器、低壓過熱器、低壓蒸發(fā)器、凝結(jié)水預(yù)熱器以及除氧器。余熱鍋爐主體受熱面采用管箱式模塊構(gòu)造，受熱面管子和鍋爐的殼體出廠時(shí)加工成為一種整體。殼體用一體化護(hù)板構(gòu)造，與煙氣接觸的內(nèi)通道采用搭接的金屬內(nèi)襯、中間以硅酸鋁纖維氈為絕熱層、外側(cè)為鋼制密封殼體、殼體金屬與支撐及加強(qiáng)構(gòu)造件組焊為一種整體，各個(gè)管箱模塊之間采使用方法蘭和緊固件聯(lián)接，并施以密封焊。受熱面管模塊之間的連接采用180°彎頭或彎管實(shí)現(xiàn)。連接彎管或彎頭置于煙道之外，不受含塵氣流的沖刷。管子的更換，無需進(jìn)入煙氣通道內(nèi)部，僅需在管箱兩端完畢操作。受熱面前部設(shè)立了燃?xì)饷}沖吹灰裝置。受熱面管子的支撐采用管板，受熱面管子可自由膨脹；管板采用懸吊方式支撐，熱態(tài)下，能夠整體向下膨脹。由于采用自然循環(huán)方式，為了確保循環(huán)可靠，將高壓鍋筒和低壓鍋筒實(shí)施高位布置。使附屬設(shè)備布置緊湊。2.3方案選擇方案一：2臺(tái)轉(zhuǎn)爐和3臺(tái)燒結(jié)環(huán)冷機(jī)分別設(shè)立1套發(fā)電機(jī)組；方案二：2臺(tái)轉(zhuǎn)爐和3臺(tái)燒結(jié)環(huán)冷機(jī)共設(shè)立1套發(fā)電機(jī)組；因轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐生產(chǎn)的飽和蒸汽，環(huán)冷機(jī)余熱鍋爐生產(chǎn)的過熱蒸汽，若僅設(shè)立1套機(jī)組則系統(tǒng)會(huì)很復(fù)雜；同時(shí)從業(yè)主蒸汽需求量產(chǎn)汽量來看，蒸汽需求量夏季6t/h，冬季63t/h，產(chǎn)汽量累計(jì)128t/h（扣除停運(yùn)2x20t/h鍋爐35/h），涉及轉(zhuǎn)爐余熱產(chǎn)汽42t/h，環(huán)冷機(jī)余熱產(chǎn)低壓蒸汽21t/h，環(huán)冷機(jī)余熱產(chǎn)中壓蒸汽51t/h，棒材及線材廠產(chǎn)汽14t/h。夏季使用棒材及線材廠產(chǎn)汽供汽即可滿足蒸汽需求；冬季則用轉(zhuǎn)爐余熱產(chǎn)蒸汽、棒材及線材廠產(chǎn)蒸汽、部分環(huán)冷機(jī)產(chǎn)低壓蒸汽對(duì)廠內(nèi)供汽；剩余環(huán)冷機(jī)余熱低壓蒸汽和中壓蒸汽用于發(fā)電，同時(shí)停運(yùn)轉(zhuǎn)爐余熱發(fā)電機(jī)組。若僅設(shè)立1套發(fā)電機(jī)組，在冬季對(duì)廠內(nèi)供汽時(shí)，僅有1半的蒸汽量用于發(fā)電，整套機(jī)組內(nèi)的大部分設(shè)備都處在低效率運(yùn)行，浪費(fèi)電能?？偠灾瑧?yīng)采用方案一，轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐和環(huán)冷機(jī)余熱鍋爐分別設(shè)立1套發(fā)電機(jī)組，共2套發(fā)電機(jī)組。3發(fā)電量估算3.1燒結(jié)余熱發(fā)電量鍋爐出口參數(shù)汽輪機(jī)入口參素汽輪機(jī)出口參數(shù)壓力(MPa)溫度°C比焓(kJ/kg)壓力(MPa)溫度°C比焓(kJ/kg)壓力kPa(a)理論排汽焓(kJ/kg)理論焓降(kJ/kg)實(shí)際焓降(kJ/kg)實(shí)際排汽焓(kJ/kg)主汽2.335531402.03423118721449747692349補(bǔ)汽0.520028510.351802816721816705292322發(fā)電量約P=(769x51/3600+529x21/3600)x0.95x0.95x0.95=12.1MW3.2轉(zhuǎn)爐余熱發(fā)電量鍋爐出口參數(shù)壓力調(diào)節(jié)閥后汽輪機(jī)入口參素汽輪機(jī)出口參數(shù)壓力(MPa