烧结机余热发电技术的详解
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浅析烧结冷却机余热发电技术摘要:烧结冷却机余热发电技术是利用烧结冷却机中低温的废气通过余热锅炉产生蒸汽,来推动汽轮机组做功发电。
文章对工业余热资源进行了概述,对钢铁行业烧结冷却机余热发电工艺和方案进行了总结和分析,从而更好的节约能源,有利于环境保护。
关键词:钢铁行业;烧结冷却机;余热发电1 工业余热资源概述余热资源本质上是一种二次能源,是一次能源或者是可燃物料经过转换之后得到的产物,亦或者燃料在实际燃烧过程中所产生的热量在实现某一工艺之后所剩余的热量。
依据余热资源温度品位来进行划分,通常可以将工业余热划分为600℃以上的高温余热,300~600℃之间的中温余热以及300℃以下的低温余热3种类型;依据余熱资源的来源进行划分,可以将工业余热分为烟气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、化学反应热、高温产品以及炉渣余热、可燃废气和废料余热等。
纵然余热资源的来源十分广泛,温度范围也相对较广,同时以多种形式存在。
不过单纯从余热资源的利用角度来看,其具备如下共同点:因为工艺生产过程具备一定的周期性、间断性,且生产过程相对较为波动,这就使得余热量相对来说并不稳定;同时,余热介质的性质相对较为恶劣,例如烟气中就包含的而又大量的粉尘以及腐蚀性的物质成分;此外,余热利用装置容易受到场地、原生产等现有条件的限制。
因此,工业余热资源利用系统或设备运行环境相对恶劣,要求有宽且稳定的运行范围,能适应多变的生产工艺要求,设备部件可靠性高,初期投入成本高,从经济性出发,需要结合工艺生产进行系统整体的设计布置,综合利用能量,以提高余热利用系统设备的效率。
2 钢铁行业余热发电工艺以烧结鼓风冷却机为例。
目前钢铁行业烧结矿的冷却方式大多采用鼓风冷卻方式,根据占地方式不同,有带式冷却机和环式冷却机两种。
烧结鼓风冷却机规模按冷却机面积有190m2、280m2、336m2、400m2、435m2、460m2等系列。
烧结鼓风冷却机工作原理为:赤热的烧结矿石从烧结机进入冷却机时的温度高达650~750℃,在烧结机中反应完成的矿石经过破碎,移送至冷却机,并形成一定厚度的填充层。
1概论在钢铁生产过程中,烧结工序的能耗约占总能耗的10%,仅次于炼铁工序,位居第二。
在烧结工序总能耗中,有近50%的热能以烧结烟气和冷却机废气的显热形式排入大气。
由于烧结冷却机废气的温度不高,仅150~450℃,加上以前余热回收技术的局限,余热回收项目往往被忽略。
随着近几年来余热回收技术突飞猛进,钢铁行业的余热回收项目造价大幅度降低,同时余热回收效率大幅提高,特别是闪蒸发电技术和补汽凝汽式汽轮机在技术上获得突破,为钢铁行业余热回收创造了优越的条件。
时值目前国家能源紧缺、大力提倡生产过程节能降耗的关键时期,国家有关部门对企业节能指标提出了很高的要求。
在这样的形势和技术条件下,一些有远见的钢铁企业,迅速启动各种余热回收项目,不但完成了钢铁企业的节能降耗任务,同时也能为企业本身创造可观的经济效益。
烧结冷却机余热的回收,是通过回收烧结机尾落矿风箱及烧结冷却机密闭段的烟气加热余热锅炉来回收低品味余热能源,结合低温余热发电技术,用余热锅炉的过热蒸气来推动低参数的汽轮发电机组做功发电的最新成套技术;其与火力发电相比:1)不需要消耗一次能源。
2)不产生额外的废气、废渣、粉尘和其它有害气体。
具体来讲烧结冷却机余热回收的意义体现在如下几个方面:1)利用烧结环冷机烟气余热发电,部分代替来自电网的以化石燃料为能源的供电量,从而起到减少温室气体排放效果;2)降低烧结工序能耗,促进资源节约;降低产品单位价格,使企业更具竞争优势。
3)有利于企业可持续发展目标的实现,减少由常规火电厂带来的SO2、CO2、粉尘之类的大气污染物,有助于改善当地的能源结构,提高能源安全。
2 国家政策一国务院关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知国发【2005】 21号文件中提出“在冶金、有色、煤炭、电力、化工、建材、造纸、酿造等重点行业组织开展循环经济试点”。
具体内容:1)钢铁工业。
要加快淘汰落后工艺和设备,提高新建、改扩建工程的能耗准入标准。
实现技术装备大型化、生产流程连续化、紧凑化、高效化,最大限度综合利用各种能源和资源。
浅谈提高烧结余热发电量的技术创新与工艺优化随着我国能源结构的多元化发展,煤炭作为主要的能源资源仍在我国能源结构中占有重要地位。
而煤炭燃烧产生的废热余热一直以来被认为是一种资源的浪费,而利用余热进行发电则成为提高能源利用效率和减少环境污染的重要途径。
烧结余热发电是指利用烧结炉的余热进行发电,是一种节能环保技术,可以有效提高烧结炉能源的利用率,同时也可以减少大气中的二氧化碳排放,对于节能减排有着积极的意义。
在这种背景下,研发和应用烧结余热发电技术成为了当前烧结生产中的重要课题。
烧结是炼铁生产过程中的重要环节,其主要目的是将粉末状矿石和配料块料加热到一定温度,使自然发生的化学反应使颗粒之间焦结为某种粘结合物,以及焦炭和矿石颗粒之间焦化和还原反应得以发展,形成一种多孔的块状烧结矿。
在烧结过程中,往往会产生大量的余热,其中蕴含着丰富的能量。
烧结矿石有机械性强、耐高温、导电率低、热传导率低等特点,通过合理的设计和运用一些先进的设备和工艺,可以更好的收集和利用烧结机的余热,从而实现烧结余热发电,具体的技术创新和工艺优化可以从以下几个方面来做。
一、余热回收与利用技术的创新1. 烧结热能回收技术通过在烧结机排烟系统中设置余热回收装置,可以将热风炉产生的高温烟气回收,利用余热进行热水或蒸汽的生产,满足企业生产和生活的热能需求,同时也可以用于发电。
通过余热回收装置,可以将排放的废气中的热能回收利用,极大的提高能源的利用效率。
2. 蓄热式余热发电技术蓄热式余热发电技术是一种新型的余热发电技术,通过蓄热设备蓄存热能,再利用蓄热设备释放热能,驱动发电机组发电。
这种技术不仅可以提高余热的利用效率,还可以实现对燃料的有效利用,降低企业的能源消耗。
3. 余热发电系统的优化设计在余热发电系统的设计中,应当从热源的选择、传热系统、蓄热设备、发电机组等方面进行综合优化设计,确保整个系统的稳定高效运行。
还需要根据工艺流程的特点,合理确定余热发电系统的工作参数,以最大化地提高系统的能量转换效率。
钢铁企业烧结余热利用与发电技术摘要:钢铁企业烧结工序的能耗仅次于炼铁工序,一般为钢铁企业总能耗的10%〜20%。
我国烧结工序的能耗与先进国家相比有较大差距,每吨烧结矿的平均能耗要高20kgce。
在烧结工序总能耗中,有近50%的热能以烧结机烟气和冷却机废气的显热形式排入大气,即浪费了热能又污染了环境。
据日本某钢铁厂热平衡测试数据表明,烧结机的热收入中烧结矿显热占28.2%、废气显热占31.8%。
可见,烧结厂余热回收的重点为烧结废(烟)气余热和烧结矿(产品)显热回收。
烧结余热也是目前我国低温余热资源应用的重点。
一、烧结余热利用方式与现状烧结余热主要利用方式有(1)在点火前对烧结料层进行预热;(2)送到点火器,进行热风点火;(3)实行热风烧结,回收烧结过程的热量和成品矿显热,降低烧结能耗;(4)利用余热锅炉回收烧结或冷却热废风,所产蒸汽用于预热烧结混合料或生活取暖等,或者进行蒸汽升值发电。
目前,我国大型烧结厂普遍采用了余热回收利用装置,但多数中、小烧结厂的余热仍未得到有效利用。
国内重点大中型企业,钢铁协会会员单位在2006年钢铁协会调研时,只有不到三分之一的烧结机配备了烧结余热利用设备,大部分是蒸汽回收并入全厂动力蒸汽管网,很少利用余热发电的。
近年来,随着低温烟气余热锅炉技术和低参数补汽式汽轮机技术的发展,使低温烟气余热发电成为可能。
二、烧结余热利用与发电技术目前我国烧结余热利用的重点和难点在于:由于存在漏风率高导致废气温度降低,又要保证进入除尘器前废气温度在露点以上等原因,回收利用烧结余热较困难。
因此,如何降低漏风率以提高烧结机烟气温度,以及在保证烧结废气除尘所需温度条件下,实现烧结机尾部高温段废气显热回收?烧结余热蒸汽发电核心技术的消化吸收和本土化,是烧结余热回收的重点。
如开发此技术将烧结矿余热充分利用,则钢铁行业年可节约能源约900万吨标准煤。
烧结余热发电是利用低温余热的一个有效途径,但目前来说应用很少,且存在一些问题,在运行过程中,由于烧结机和环冷机工况发生变化时,余热回收系统的工作参数也将随之变动,输出的蒸汽压力、温度、流量也将发生变化,从而影响发电机组的运行效率。
烧结余热发电工程设计方案随着社会的不断发展和经济的不断增长,各种能源的需求也不断增加。
如何有效地利用能源,提高能源利用效率已成为人们普遍关注的问题。
作为一种环保、高效、节能的新型建筑能源利用方式,烧结余热发电技术受到了越来越多的关注。
本文将从烧结余热发电工程设计方案入手,对其进行详细介绍。
一、概述烧结是一种经过高温烧制的铁矿石粉末,矿石烧结过程中产生的高温废气所携带的热量称为烧结余热。
目前,我国烧结生产的烧结温度在1300℃左右,烧结机排放的高温烟气温度在300℃—350℃之间,烧结余热的温度在700℃—800℃左右。
烧结余热发电是将烧结厂烟气中的高温余热通过余热锅炉进行回收利用,产生蒸汽驱动汽轮机运转发电的一种新型技术。
烧结余热发电技术的逐步发展,不仅能够降低企业的能源消耗和生产成本,还能够起到环保、节能、减排的作用。
二、烧结余热发电工程设计方案1、基础设施选址要想使烧结余热发电技术发挥最大的效益,基础设施的选址是至关重要的。
首先,要确定好热负荷大小,确保能够充分利用回收的烧结余热,满足电力生产需求。
其次,选址时要考虑热源的位置、烟气排放口的位置等因素,以便适应余热回收锅炉的选型和工艺流程等技术要求。
2、设备选型余热回收锅炉是烧结余热发电工程中的核心设备,主要负责将高温烟气中的余热转化为蒸汽,并驱动发电机组发电。
在锅炉的选型上,要考虑余热回收的温度、烟气流量、蒸汽压力、蒸汽流量等关键参数,同时要根据场地条件选择合适的锅炉类型,包括节能、高效、环保等方面的考虑。
3、系统设计系统设计涉及到热回收、热交换、蒸汽产生、蒸汽输送等多个环节,需要综合考虑各环节之间的协调配合。
在热回收方面,要通过优化锅炉炉膛和烟道排布结构,充分利用高温烟气中的余热。
在热交换方面,要选用先进的二次热交换技术,降低系统能耗、提高系统效率。
在蒸汽输送方面,要根据发电机组的性能参数、热负荷等要求,配置合适的蒸汽输送管道和阀门,保证系统的稳定运行。
烧结厂余热利用技术简介1. 引言烧结是一种将粉煤灰、石灰石或其它成分相似的原料通过加热使之部分熔化,然后回结固化成块状的冶金过程。
这个过程产生的高温烟气和废热在烧结厂通常都被排放到大气中。
然而,随着对能源资源的需求和环境保护意识的增强,如何有效利用烧结厂的余热已成为研究和开发的重点。
本文将简要介绍几种常见的烧结厂余热利用技术,并分析其优点和局限性。
2. 烧结厂余热利用技术2.1 热交换器技术热交换器技术是一种常见的烧结厂余热利用技术。
热交换器可以将高温烟气中的热能传递给废水、蒸汽或其他介质,以实现能量的回收和利用。
热交换器通常包括换热管道和换热器设备。
热交换器技术的优点在于可以提供连续的热能供应,并减少对外部能源的需求。
然而,此技术的局限性在于热交换器设备的成本较高,维护困难,并且对脏污、腐蚀性介质敏感。
2.2 ORC技术ORC技术(有机朗肯循环)是一种将烧结厂余热转化为电力的技术。
ORC系统通过将高温烟气中的热能转移到有机工质中,然后通过有机工质的蒸汽驱动涡轮发电机产生电力。
与传统蒸汽发电系统相比,ORC技术可以在较低的温度下工作,提高了热能转化的效率。
此外,ORC技术还可以通过调整有机工质的选用来适应不同温度下的余热利用。
然而,该技术需要较高的初投资成本,并且对有机工质的选择和运行维护要求较高。
2.3 废热蒸汽利用技术废热蒸汽利用技术是一种将烧结厂余热转化为蒸汽以供其他生产过程使用的技术。
在烧结厂中,产生的高温烟气可以通过余热锅炉将废热转化为蒸汽,然后再将蒸汽输送到其他工序中进行能量回收。
废热蒸汽利用技术可以减少对外部能源的需求,并提高能源利用效率。
然而,该技术的缺点在于需要较大的设备投资,且对蒸汽管道的要求较高。
3. 总结烧结厂余热利用技术是一种重要的能源回收利用手段,可以减少环境污染,降低能源消耗,提高能源利用效率。
本文介绍了几种常见的烧结厂余热利用技术,并分析了它们的优点和局限性。
无论是热交换器技术、ORC技术还是废热蒸汽利用技术,都需要根据具体的烧结厂情况和需求来选择和应用。
烧结冷却机余热发电系统及其关键技术李冬庆(北京佰能电气技术有限公司)摘要:根据烧结冷却机的工艺特点,分析了冷却烟气余热的特性及其影响因素,提出了建立烧结冷却机烟气余热发电系统的原则以及对系统的评价问题。
同时,还就烧结余热发电系统的几个关键技术,如烟气参数选择、热力系统参数选择、冷却机密封改造、系统的运行控制等提出了作者的观点和建议。
关键词:烧结冷却机烟气余热发电系统经济的发展伴随着能源消耗的快速增长。
大量化石燃料的使用对环境带来了一系列重大影响。
节能、减排和降耗已经成为一个全球性的焦点问题。
研究开发新技术,充分利用现在工业过程中的废气、废热,提高余热资源利用效率和品质已经成为一个重要课题。
钢铁、有色冶金、建材等高耗能行业消耗了大量的能源,同时因工艺的需要也产生了大量的中低温余热烟气资源,由于工艺过程及技术等原因,这部分余热没有得到充分利用,被白白地排放到了环境中[1]。
冶金烧结工艺就属于其中最为典型的一例。
在钢铁企业中,烧结工序的能耗仅次于炼铁,占总能耗的10%~20%,其中约有30%的能量是通过烧结冷却机以热烟气的形式排入大气,没有得到合理利用[2~3]。
结合当前低参数余热发电技术,本文在分析烧结冷却机烟气特性及其主要影响因素的基础上,提出建立烧结冷却机烟气余热发电系统,产生高效清洁的电能,实现对这部分资源的高效利用。
2冷却机烟气特性及影响因素2.1烟气余热特性烧结机正常生产时,经过烧结的热矿从烧结机的尾部落下,经单辊破碎机破碎后,通过热振筛进行筛分,再经溜槽落到冷却机台车上。
烧结工艺需要高达1200℃的温度,在溜槽处的热烧结矿温度可达800℃左右,主要以辐射形式向外散热,自溜槽落到冷却机上的料温通常在600℃以上。
一般烧结冷却机根据大小在其下方布置有数台(3~5台)冷却风机,对烧结矿料层强制鼓风冷却。
经与冷却一段、二段矿料换热后,在风罩内聚集的冷却风温度提高到300~500℃[2~5]。
烧结生产的工艺特点决定了冷却机的高温烟气具有波动性,含尘量也具有不确定性,且处于一个相对稳定的动态过程。
浅谈提高烧结余热发电量的技术创新与工艺优化烧结余热发电是指利用钢铁、有色金属等高温烧结过程产生的余热发电。
这种发电方式是一种节能环保的发电方式,可以通过技术创新和工艺优化来提高其发电量。
通过技术创新来提高烧结余热发电量。
技术创新主要分为两个方面,一是在余热回收装置上进行创新,二是在余热发电装置上进行创新。
在余热回收装置方面,可以考虑采用高效换热器,增大换热面积,提高热量回收效率。
可以采用多级余热回收系统,将烧结过程中产生的多个余热进行回收,提高发电量。
可以考虑采用新型余热回收材料,如气凝胶材料,具有较低的导热系数和较高的热稳定性,可以提高余热回收效果。
在余热发电装置方面,可以考虑采用高效发电机组,提高发电效率。
可以利用三废(废热、废气、废渣)综合利用技术,将烧结过程中产生的废气和废渣进行资源化利用,进一步提高发电量。
可以采用联合循环发电技术,将烧结过程中产生的余热与其他工序的余热进行联合发电,提高整体发电效率。
通过工艺优化来提高烧结余热发电量。
工艺优化主要包括四个方面,一是优化烧结工艺,二是优化余热回收过程,三是优化发电装置工艺,四是优化系统运行管理。
在烧结工艺方面,可以通过优化燃料燃烧过程,提高燃烧效率。
可以优化烧结物料配比,提高烧结物料的热值,增加余热产生量。
在余热回收过程中,可以优化余热回收装置的布置,减少热量损失。
可以优化换热器的运行参数,提高换热效率。
可以采用烟气再压缩技术,将余热回收装置的烟气再压缩,提高发电效率。
在发电装置工艺方面,可以优化发电机组的运行参数,提高发电效率。
可以优化发电机组的启停策略,降低启停频率,减少能耗。
在系统运行管理方面,可以建立完善的余热发电系统监控系统,实时监测系统运行状态,及时发现并处理问题。
可以建立科学的运行计划,合理利用余热资源,提高系统整体效率。
通过技术创新和工艺优化,可以提高烧结余热发电量,实现可持续发展。
这不仅可以减少能源消耗,降低碳排放,还可以提升企业的经济效益和竞争力。
浅谈提高烧结余热发电量的技术创新与工艺优化随着我国对环保和能源利用的重视,烧结余热发电技术逐渐成为烧结厂的重要发展方向。
提高烧结余热发电量,对降低企业能耗、减少环境污染、改善资源利用效率具有重要意义。
本文将从技术创新和工艺优化两个方面,浅谈提高烧结余热发电量的相关内容。
一、技术创新1. 余热回收技术余热发电是指通过将工业生产中的余热转化为电能进行发电,烧结生产中产生的余热经过合理收集和利用可以转化为电能。
目前常用的余热回收设备包括烟气余热锅炉、余热发电机组等。
烟气余热锅炉是将烧结烟气中的余热通过换热器收集,再利用锅炉进行高温高压蒸汽发电。
而余热发电机组则是直接利用烧结烟气中的余热进行发电。
在技术创新方面,可以通过提高余热回收设备的换热效率、优化锅炉结构等方式来提高余热的利用率,从而增加烧结余热发电量。
2. 发电设备技术烧结余热发电的关键部件是发电设备,其性能直接影响发电效率。
传统的燃气轮机、蒸汽轮机等发电设备虽然稳定可靠,但是效率相对较低,且对余热的利用要求较高。
研发高效的余热发电设备成为提高烧结余热发电量的关键。
目前,一些企业已经开始尝试采用高效的有机朗肯循环发电机组、燃气透平发电机组等新型发电设备。
这些设备具有高效率、灵活性强、适应性广等优势,能够更好地适应烧结烟气的特点,从而提高余热发电量。
3. 烧结工艺改进通过改进烧结工艺,可以降低烧结烟气中的排放物含量,提高余热利用率。
目前,一些企业已经开始尝试采用高温烧结和高效节能烧结工艺,通过提高烧结炉内温度、优化烧结配比等方式来提高余热质量。
除了对烧结炉内工艺的改进,还可以考虑在烧结过程中采用先进的烧结燃料,比如采用高热值的燃料,降低烧结排放物的含量,从而提高余热的可利用性。
二、工艺优化1. 余热利用系统优化烧结余热利用系统包括余热回收设备、余热发电设备、余热管道等组成的一套系统。
优化这一系统,能够提高余热的收集和利用效率。
首先要对余热回收设备进行优化,比如提高换热器的换热效率、优化余热管道的布局、加装余热回收设备等,从而增加余热的收集量。
烧结冷却机余热发电技术分析当前我国烧结环冷的烟气余热利用问题,根据我国现阶段建设节约型社会的迫切要求,余热利用和热电联产被作为重点节能工程提出,天津华能通过技术改造,成功解决烟气污染问题,利用余热生产饱和蒸汽,供生产生活使用,具有非常现实的意义。
标签:烟气;高温;翅片管蒸发器;蒸汽;过热器;布袋除尘器;热管蒸发器钢铁生产过程中,烧结工序的能耗约占总能耗的10%,仅次于炼铁工序,位居第二。
在烧结工序总能耗中,有近50%的热能以烧结烟气和冷却机废气的显热形式排入大氣。
烧结冷却机余热的回收,是通过回收烧结机尾落矿风箱及烧结冷却机密闭段的烟气加热余热锅炉来回收低品位余热能源,结合低温余热发电技术,用余热锅炉的过热蒸汽来推动低参数汽轮发电机组做功发电的最新成套节能技术。
由冷却机一段风箱排出烟气(300~450℃)拟进行余热发电,2段和3段排出烟气温度(100℃及以下)较低,经性价比计算,回收价值较低,同时考虑矿料的最终冷却效果,不考虑回收,只考虑利用一段风箱范围内的高温烟气进行余热回收。
配置一条循环风余热锅炉系统。
从简单的工艺流程图可以看出:在烧结环冷机一段风箱和二段风箱之间设置隔板,将两端烟气隔开。
在一段风箱原有烟囱顶部加装烟道碟阀并在烟囱上开孔,设置一个引出烟道,并加设烟气蝶阀,引出的高温烟气首先进入撞击式除尘器进行粗除尘,然后高温烟气进入余热锅炉,烟气降温到160℃进入新增加的循环风机。
同时在进入循环风机前的烟道上设计一个混风阀补冷风。
需要发电时,关闭烟囱顶部烟道阀,打开引出烟道蝶阀,开动引风机,烟气由上部进入余热回收系统的温度为300-450℃,烟气从余热回收系统上部进入,经换热器将温度降到160℃左右,经引风机鼓入原有冷却风系统,达到循环风利用的目的,同时余热锅炉产生的230℃的过热蒸汽去汽轮机发电。
主要设备及技术特点一、撞击式除尘器从烟道过来的含尘气体流过扩大的截面流速降低,并与撞击式除尘器内部挡板相撞,颗粒大的固体沉降下来,并通过撞击式除尘器下部的卸灰阀排走。
钢铁行业烧结余热发电技术
一、所属行业:钢铁行业
二、技术名称:钢铁行业烧结余热发电技术
三、适用范围:钢铁行业
四、技术内容:
1.技术原理
钢铁行业烧结、热风炉、炼钢、加热炉等设备产生的废烟气,通过高效低温余热锅炉产生蒸汽,带动汽轮发电机组进行发电。
2.关键技术
通过分级利用余热,使得余热锅炉能最大限度的利用200~400℃的低温余热。
3.工艺流程
烟气收集→余热锅炉→汽轮发电机。
五、主要技术指标:
1.与该节能技术相关生产环节的能耗现状:
200~400℃的低温余热废气,基本没有得到利用。
2.主要技术指标:
可利用烟气温度为200~400℃。
六、技术应用情况:
目前钢铁冶金行业才开始推广应用。
七、典型用户及投资效益:
典型用户马钢
某钢铁投资1.7亿元人民币,安装了低温余热锅炉及汽轮发电机组,年发电量达1.4亿kWh,年取得经济效益7000万元人民币,投资回收期2.5年。
八、推广前景和节能潜力:
钢铁企业的烧结、冶炼、加热等设备产生大量的低温废气,基本没有得到合理利用,所以其推广前景广阔,节能潜力巨大。
“十一五”期间该技术在行业推广到的比例为10%~20%,需要总投资为5亿元人民币,年可发(节)电12亿kWh。
九、推广措施及建议:
钢铁生产过程中,都会产生大量低温烟气,若将其低温余热充分合理利用,将会产生很大的节能效益。
建议政府应积极支持、鼓励,制定特殊政策,激励企业利用低温余热的积极性,节约大量一次能源,创造更多社会效益。
烧结机余热发电技术
一.概述
余热发电是利用强制循环余热锅炉回收废气余热,生产中压饱和蒸汽,配套饱和蒸汽汽轮机组,发电机组抽汽供热,实现供热、电联产,最大限度提高余热蒸汽利用效率。
而对于烧结机余热发电来说是通过钢厂烧结机所产生的冶炼烟气余热强制循环余热锅炉回收利用,生产中压饱和蒸汽,配套饱和蒸汽轮机组,抽取供热发电。
通过对烧结机烟气的回收利用,一方面减少了对大气环境的污染(主要是二氧化碳,一氧化碳),另一方面,从某种程度上也节约了生产成本。
其所产生的蒸汽可进行对外供热,电联产,节省了企业的生产成本,也迎合当今社会节能减排的主题。
二.工艺原理
1.烟气循环:烧结机所产生的烟气分为高低烟温段,共同进入余热锅炉烟
道口,并且通过高功率循环风机强制其烟气循环,加热其中低压汽包,
产生蒸汽。
当高低段烟道阀门打开时,烟气就进入锅炉烟道口,同时1#,2#烟囱也随之关闭,旁路烟关闭,补冷风口根据烟气温度自行调节其开
度。
1#和2#环冷机的出口电动阀打开,循环风机的风流将进入环冷机内,代替环冷风机的风流,使得烧结工序能正常运行。
在此工序中循环风机是主体,因此循环风机的效率直接影响到烧结和锅
炉蒸汽产生的效率,进一步影响发电效率。
2.中压水循环:中压锅筒给水是来自汽机房凝结水经过低压除氧器处理后,
由中压给水泵打入中压锅筒。
中压给水调节中最为重要的是给水三冲量调节,其调节方式是通过汽包水位,给水流量,主蒸汽流量。
给水三冲量调节中,给水流量的准确度直接影响到调节的准确和稳定度。
因此要进行三冲量的调节,给水流量和蒸汽流量以及水位的校验非常重要。
当主蒸汽温度达到一定值(主要由进入汽机的蒸汽温度决定)时,需要打开减温水调节阀来冷却中压减温汽,降低蒸汽温度,符合进入汽机蒸汽温度的要求。
3.低压水循环:低压汽包给水是来自汽机房凝结水经过除氧器处理后进入
低压汽包。
对于低压汽包给水调节可以进行两冲量或单冲量调节,其具体调节方式可以根据现场情况而定。
低压汽包水位相对于中压汽包水位稳定度,受干扰的情况较小。
一冲量调节只需根据水位高低来调节,两冲量调节根据水位和主蒸汽流量来进行调节。
两冲量相对于一冲量来说,受干扰较小,稳定度也较高。
4.汽机油系统:油系统对于汽轮机是相当重要,一但油系统出问题直接影
响汽机正常的运作,严重将导致轴瓦的烧毁,使系统整体瘫痪。
汽机油系统主要由高压油泵,直流油泵,交流油泵来提供油路的循环。
当主油泵出口油压低时,启动高压油泵。
润滑油压低时,启动直流和交流油泵。
三.分散集中控制系统
1. 概述:控制方式主要采用炉,机,电集中控制。
锅炉,汽轮机组,发电机组,循环水系统,给水系统等分别能在中央控制室内集中控制。
中央控制室能集中控制机组启动,运行,停机和事故处理。
就地控制柜分别分布在各个锅炉的就地控制室内,就地控制室能对本锅炉系统进行操作控制,当锅炉机组进行大修或设备调试时,在就地控制较为方便,体现了分散集中的原理。
分散集中控制系统的功能覆盖了数据采集和处理系统(DAS),模拟量控制系统(MCS),顺序控制系统(SCS),事件顺序记录(SOE)。
以下以具体工程事例来说明。
2.工程概况:该工程为某钢厂四炉一机集中分散控制系统。
余热锅炉主要系统参数为额定蒸发量22T, 9T.
额定蒸汽温度340C 226C
额定蒸汽压力1.96MPa 0.6MPa
锅筒工作压力2.16MPa
给水温度40C
排烟温度146C
汽轮发电机参数为主汽门前额定蒸汽压力1.96MPa
主汽门前额定蒸汽温度/最高温度335/350C
主蒸汽额定流量100T/H
补气快关门前额定蒸汽压力0.6MPa
补气快关门前额定蒸汽温度/最高温度225/235C
汽轮机额定(考核)功率23MW
汽轮机最小发电功率5MW
汽轮机额定转速3000r/min
3.系统网络构架图
该工程每台锅炉都有一个一个就地控制室,每个锅炉控制室内都有一套锅炉控制系统能控制本锅炉的运行,四台锅炉的控制都能经过光纤环网到达中央控制室内,由中央控制室的操作人员进行操作控制。
锅炉每套控制系统的主站和从站都是通过冗余通讯来进行。
若其中一路通讯有问题都不会影响锅炉系统的正常运行,保证系统运行安全可靠。
5.系统联锁关系
锅炉
给水泵
1.给水泵出口母管压力<
2.1MPa,启动备用给水泵。
2.正在运行中的给水泵发生故障,启动备用给水泵。
锅筒压力
1.低压锅筒压力>0.85MPa时,报压力高报警并且开不凝汽排汽电动阀。
2.低压集汽箱压力>0.75MPa时,报压力高报警并且开低压集汽箱排汽电动阀。
3.中压集汽箱压压力>2.4MPa时,报压力高报警并且开中压集汽箱排汽电动阀。
锅筒水位
1.锅筒水位参数(参照锅筒正常水位)
中压锅筒正常水位为中心线下50mm,
报警(一)水位为正常水位上下各100mm,
报警(二)水位为正常水位上下各200mm,
报警(三)水位为正常上下各250mm
低压锅筒正常水位为中心线下50mm,
报警(一)水位为正常水位上下各100mm,
报警(二)水位为正常水位上下各200mm,
报警(三)水位为正常水位上下各300mm
2.当低压汽包水位>300mm或<-300mm时,停炉。
同时启动1#,2#环冷风机。
打开环冷风机出口插板阀,打开1#,2#烟囱插板阀,关高,低温烟道进口挡板,打开旁通烟囱插板阀。
延时一段时间后停循环风机,循环风机停止后,关补冷风
门。
4.当低压汽包水位>200mm时,开紧急放水电动阀。
5.当低压汽包水位<100mm时,延迟一段时间后关紧急放水电动阀。
6. 当中压汽包水位>250mm或<-250mm时,停炉。
同时启动1#,2#环冷风机。
打开环冷风机出口插板阀,打开1#,2#烟囱插板阀,关高,低温烟道进口挡板,打开旁通烟囱插板阀。
延时一段时间后停循环风机,循环风机停止后,关补冷风门。
7.当中压汽包水位>200mm时,开紧急放水电动阀。
8.当中压汽包水位<100mm时,延迟一段时间后关紧急放水电动阀。
锅炉给水流量
1.中压给水母管流量<额定流量的30%时,开在循环电动阀
2.中压给水母管流量>额定流量的50%时,关在循环电动阀。
锅炉给水调节
中压主给水调节根据中压锅筒液位以及中压出口蒸汽流量来调节给水调节阀的开度,稳定锅筒液位。
中压减温水调节阀当中压集汽箱温度>400,开减温调节阀。
低压凝结水调节阀根据其低压锅筒液位以及其出口蒸汽流量来调节其调节阀,稳定其锅筒液位。
停循环风机
1.润滑油压<0.03Mpa
2.润滑油温>67
3.循环风机轴承温度>85
4.循环风机轴承振动过大>7.1mm
5.循环风机电机轴承温度>95
6.循环风机电机定子温度>145
7.循环风机电机振动>4.5mm
汽机
射水泵
射水泵出口压力<0.3MPa或在射水泵运行时故障,启动备用泵
凝结水泵
凝水泵出口母管压力<1.3MPa或在凝结水泵运行时故障,启动备用泵
高压油泵
主油泵出口压力<1MPa,启动高压油泵。
工业水泵
两用一备和一用两备选择,当出口母管压力<0.55Mpa或运行中有故障,启动备用泵。
循环水泵
两用一备和一用两备选择,当出口母管压力<0.18Mpa或运行中有故障,启动备用泵。
油泵
润滑油压>0.16Mpa,停电动油泵。
润滑油压<55KPa,启动交流电动油泵。
润滑油压<40KPa,启动直流电动油泵。
润滑压<15KPa,停盘车电机。
均压箱
均压箱压力根据均压箱检测的压力来调节均压箱调整阀来稳定其压力。
射水箱
根据射水箱液位来调节除盐水去凝汽器调节门开度,稳定射水箱液位。
旁滤系统
第一步进入运行状态,运行时间可以预置,原水进水阀和净水出水阀开。
若要投入反洗,预置时间到后,进入放水状态,原水进水阀和净水出水阀关闭,反洗排水阀打开。
一分钟后进入水反冲洗状态,反洗进水阀开。
五分钟后进入水气混合状态,化学水进水电动阀开。
十五分钟后,化学水进水电动阀关,进入水反冲洗状态。
十分钟后,反洗排水阀和反洗进水阀都关闭,原水进水阀和净水出水阀打开,在次进入运行状态。
保护停机
汽机速度>3300r/min,超速。
轴向位移>=1.3mm,轴向位移<=-0.7mm
胀差<=-2.5mm,胀差>=3.5mm
轴振动>254mm
轴瓦温度>110
轴承回油温度>75
润滑油压<20KPa
凝气器真空<-61kpa
6.系统技术规范参照《国家电气规范》《冲击电压承受能力导则》
《可编程仪表的数字接口》《电站仪表和控制接地导则》
《热电偶换算表》《仪表和控制系统功能图表示法》
《自控设计规范》。