钢厂转炉与加热炉饱和蒸汽发电的技术应用_王申.pdf

第 1 页 共 5 页 世界金属导报/2016 年/8 月/16 日/第 B10 版 节能环保 钢厂转炉与加热炉饱和蒸汽发电的技术应用钢厂转炉与加热炉饱和蒸汽发电的技术应用 王申 董春柳 苑海冬 本文以山东某钢铁企业的转炉及加热炉余热发电工程为案例，详细介绍了转炉及加热炉余热 饱和蒸汽发电技术该技术实现了对转炉及加热炉蒸汽余热的高效回收利用，并取得显著的经济 效益 1 前言 钢铁行业是耗能大户，随着国家新环境标准的实施，钢铁行业面临的节能减排的压力越来越 大，开展余热利用已成为钢铁行业挖掘节能潜力，提高节能水平的新措施，已引起钢铁生产企业 的热切关注 2 余热资源情况 山东某钢厂现有 4 座转炉和 5 座加热炉， 本文介绍的余热发电工程涉及的是 3#、 4#转炉和二、 三轧加热炉，其中 3#、4#转炉分别为 120 吨转炉，所产蒸汽量约 35t/h，蓄热器的出口压力为 0.8MPa(g)；二、三轧加热炉汽包产蒸汽量分别为 5t/h，压力 0.5MPa(g) 3 余热发电整体设计 在炼钢车间附近建设一座饱和蒸汽凝汽式汽轮机组发电站，设一台 4.6MW 凝汽式饱和蒸汽 发电机组，其系统流程如图 1 所示。

蒸汽分别由二炼钢 3#及 4#转炉的蓄热器通过管道引至汽轮 机发电机组电站，进行汽水分离，干度达标后的蒸汽送入饱和蒸汽汽轮机进行发电发电后的蒸 汽降温相变为软水，通过软水收集箱后由软水泵送人软水箱，供转炉汽化冷却烟道及发电机组循 环使用发电机组的年发电量 3385.6 万千瓦时(按 8000h 计)；回收蒸汽冷凝水，年回收软水 26.6 万吨(考虑 5%汽水损失) 在轧钢车间附近建设一座 1.2MW 的螺杆膨胀机组发电站，其工艺系统如图 2 所示蒸汽分 别由两座加热炉汽化冷却汽包通过管道引至螺杆膨胀机组，进行一级减压发电，降压后的蒸汽送 人 ORC 螺杆膨胀机组进行二级发电，二级发电后的蒸汽降温相变为 60℃的软水，进入软水收集 箱后由软水泵送至供加热炉软水池， 供循环利用 发电机组的年发电量达 809.6 万千瓦时(按 8000h 计)回收蒸汽冷凝水，年回收软水 7.6 万吨(考虑 5%汽水损失) 主要设备及参数，如表 1、表 2 所示 4 余热发电机组的运行和效益分析 4.1 转炉汽机电站的运行情况 选取转炉汽机电站 2016 年 4 月 12 日白班 9:00-20:00 的主要运行参数为研究对象，拟合电站 运行参数曲线，如图 3 所示。

在该时间段，汽机发电功率、蒸汽流量及压力均呈周期性波动，这与转炉炼钢生产的周期性 波动基本一致；汽机发电功率与蒸汽流量及压力正相关，在一定范围内，蒸汽压力越高，流量越 大，则汽机发电功率越高汽机发电功率在 23-4.5MW 范围内波动，平均发电功率约 3500kW， 达到设计要求 4.2 加热炉螺杆电站的运行情况 选取加热炉螺杆电站 2016 年 4 月 12 日白班 9:00-20:00 的主要运行参数为研究对象，拟合电 站运行参数曲线，如图 4 所示 在该时间段内，螺杆电站发电功率随蒸汽流量呈周期性波动，蒸汽压力则波动较小，究其原第 2 页 共 5 页 因，加热炉汽包为恒压控制，需定期补水，在补水期内汽包产蒸汽量减少；螺杆机组平均净发电 功率约 600kW，蒸汽压力在 0.3MPa(g)左右时，吨蒸汽净发电功率约 90kW 两座电站分别利用转炉蒸汽和加热炉蒸汽的余热，在产生经济效益的同时，减少了蒸汽直接 排放对环境的污染，达到了节能减排的目的自 2015 年底投产后，已运行近 8 个月，平均净发 电功率分别为 3500kW 和 600kW；经济效益明显，按平均电价 0.6 元/kWh 计算，年发电效益可达 2034 万元。

同时，按 1 万千瓦时电可节约 3.5 吨标准煤计算，两座电站年节约标煤约 1.2 万吨 燃烧一吨标煤按排放 2.6 吨 CO2来测算，则相当于减排 CO2约 3.12 万吨，社会效益显著 5 结论 1)转炉及加热炉是钢铁企业低压蒸汽的主要来源，由于其压力低、波动大，造成余热回收困 难，本项目根据蒸汽参数和生产特点，选取不同的发电装置匹配不同的蒸汽源，实现对余热蒸汽 的高效回收利用； 2)饱和蒸汽汽轮机和螺杆膨胀发电机， 作为饱和蒸汽发电的主体设备， 经过多年的技术进步， 同时在设计实施中优化匹配，能够适应钢厂非稳定低压饱和蒸汽的工况； 3)该项目投产后产生良好的经济效益和社会效益，该技术也可为钢铁生产工艺中类似的低品 质蒸汽资源利用提供一个切实可行的途径 第 3 页 共 5 页 第 4 页 共 5 页 第 5 页 共 5 页 。