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煤气发电技术在某钢铁企业的应用

北极星环保网来源:冶金信息装备网2018/4/20 13:05:02我要投稿
所属行业: 节能  关键词:煤气发电 余热回收 节能减排

北极星环保网讯:摘要:针对某钢铁企业富余放散的高炉煤气及转炉煤气,响应国家节能减排的号召,建设一座1×35MW+40MW高温超高压余热电站,以有效回收利用企业富余煤气。文中从高炉煤气及转炉煤气利用方案、主要设备参数、工艺系统、主厂房布置等多方面进行了论述,详细介绍了煤气发电技术在该钢铁企业的应用情况。煤气发电技术的应用既显著降低了企业的生产成本,还达到了节约资源、保护环境的目的,对于钢铁企业节能减排具有一定的借鉴意义。

关键词:煤气发电;高温超高压;余热回收;节能减排

近年来,国家对工业企业实施了一系列节能减排的强制措施,国内各个钢铁企业生存压力巨大;另一方面,在目前钢铁企业产能过剩、整个行情萧条之际,成本的高低成为一个企业生存的命脉,各个钢铁企业开始探求多方面降低成本的措施。

1高温超高压煤气发电技术

钢铁企业生产过程中会产生大量废烟气、废气(汽)、废液、废渣,这些都是重要的二次能源,可以再次被利用。煤气发电技术可以充分利用富余的煤气发电使其变废为宝,化害为利,既获得了经济效益,又减少煤气放散造成的环境污染,符合国家节能减排的产业政策。

煤气发电技术主要是通过燃气锅炉燃烧厂区富余的煤气产生蒸汽,通过对蒸汽参数进行调节优化,将蒸汽供入蒸汽轮机发电。目前,高温超高压煤气发电是一种效率高、技术成熟的钢厂余能利用方式,通过进一步提高蒸汽初参数和增加一次中间再热,尽可能提高机组的热效率。

2企业富余能源情况及利用方案

以某钢铁企业为例,该企业生产过程中存在大量的煤气放散现象,既严重污染环境,又造成大量能源浪费。富余煤气资源情况见表1。

根据煤气平衡计算,折合可利用富余高炉煤气资源约11×104Nm3/h,合8.8亿Nm3/a。

为了充分回收利用企业富余的高炉、转炉煤气,该企业增加了煤气锅炉及汽轮发电机组。结合企业实际电负荷分配情况,并考虑企业将来煤气富余增多的情况,该工程采用130t/h高温超高压再热燃煤气锅炉及1×35MW+40MW凝汽式高温超高压汽轮发电机组,电站实际发电量为34MW,装机方案见图1。按年利用7200h计算,机组年发电量可达2.448×108kWh,年外供电量2.27×108kWh。

3主要设备参数

(1)该工程锅炉采用130t/h高温超高压一次再热燃煤气锅炉,主要设计参数见表2。

(2)该工程汽轮发电机组采用35MW高温超高压、一次再热、凝汽式汽轮机配QF-40-2型40WM发电机,机组主要技术参数如表3、表4。

4工艺系统

4.1煤气系统

煤气系统分高炉煤气输、配送系统。转炉煤气经加压机加压后在高炉煤气总管道上配送进入高炉煤气管母管,混合煤气由总母管送至锅炉尾部,通过两条分支母管输送到锅炉炉膛两侧,再由设在锅炉四角的4根分支总管,分别配送给8个燃烧喷嘴,供入炉膛燃烧。煤气总母管设有煤气专用液动式眼镜阀、电动硬密封蝶阀和电动快速切断阀,以保证锅炉在检修或事故时煤气的完全隔断和快速隔离,另外管道阀门后设有手孔、放散管、氮气吹扫接口管及流量装置;在分支总管上设有电动硬密封蝶阀和电动快速切断阀;在进燃烧器前的配送管上设调节阀和手动蝶阀,以调整煤气给量;在分支总管、分支母管最高点处设放散管和取样管;在锅炉两侧分支母管最低点处设凝水管,将收集的煤气凝水分别引至高炉煤气凝水缸。

4.2烟风系统

燃烧用气采用高炉煤气、转炉煤气。锅炉点火采用液化天然气,自动点火;煤气燃烧器四角切圆布置,共计8台,两层布置。煤气燃烧所用的助燃风由锅炉尾部的2台送风机供给,助燃风经空气预热器加热后由燃烧器喷入锅炉助燃,锅炉炉膛内燃烧生成的烟气经过热器、再热器、省煤器、空预器及煤气加热器换热冷却后由引风机送入高钢筋混凝土烟囱,排入大气。

4.3热力系统

热力系统包括蒸汽输送、给水系统、凝结水系统、抽汽系统、疏放水系统、冷却水系统等等。

(1)主蒸汽及再热蒸汽系统

主蒸汽系统采用分段单母管制。锅炉产生的蒸汽由过热器出口集箱接至主蒸汽母管,再由母管送至汽轮机主汽阀,再接至汽轮机做功。再热冷段蒸汽管道从汽轮机高压缸排汽口引出,接至锅炉再热蒸汽入口联箱。再热热段蒸汽管道从锅炉再热器出口联箱接出,接至汽轮机中压缸做功。机组采用二级串联简化旁路系统,旁路的功能考虑在冷、热态等工况下机组启动和正常停机。

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