烧结机余热发电技术
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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。
4.系统硬件配置
1 1756-PA72 电源模块
2 1756-A13 13槽机架
3 1756-L61 处理器2M内存
4 1756-ENBT 以太网模块
5 1756-CNBR ControlNet模块
6 1756-IF8 8通道模拟量输入模块
7 1756-IB32 数字量输入
8 1756-OB32 数字量输出
9 1756-IB16ISOE 时间序列模块
10 1756-IT6I2 热电偶模块
11 1756-IR6I 热电阻模块 12 1756-OF8 模拟量输出模块
13 1756-TBCH 36针接线端子
14 1756-TBNH 20针接线端子
15 1756-N2 空槽盖板
16 1786-TPS T型头
17 1786-XT 终端电阻
18 1786-BNC ControlNet电缆连接器
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
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》
朱强 杭州锅炉集团有限公司-杭州杭锅电气科技有限公司
