烧结生产线的饱和蒸汽发电系统.pdf

Vol 32 No. 1
冶金能源
Jan.2013
ENERGY FOR METALLURGICAL INDUSTRY
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烧结生产线的饱和蒸汽发电系统
张青枝·陈恩鉴胡2
(1.北京世纪源博科技股份有限公司,2.中国五洲工程设计有限公司)
摘要针对烧结线余热电站运行中短时间停机造成的问题,提出了一种烧结线饱和蒸汽发
电系统,该系统可以克服烧结线停机带来的发电量减少的问题,并与现有系统进行了比较。
关键词烧结余热发电饱和蒸汽
Power generation system with saturated steam in sintering line
Zhang Qingzhi Chen Enjian Hu Wei
(1. Beijing Century Benefits Co., Ltd. 2. China Wuzhou Engineering Corporation Ltd.
Abstract According to the problems by sintering machine shutdown in short time during sintering
waste heat power station operation, a sintering power generation system with saturated steam was put
forward. This system can solve the problem of generated energy reduction by sintering machine shut
down. A comparison was made between this system and existing system
Keywords sintering waste heat power generation saturated steam
钢铁企业烧结工序能耗占钢铁生产总能耗的如果蒸汽温度继续下降就不得不停机。其原因是
9%~12%,仅次于炼铁工序,是钢铁生产的第蒸汽温度的下降将导致汽轮机末级蒸汽湿度超
二耗能大户。烧结余热回收是降低烧结工序能标,将引起汽轮机末级叶片水蚀,危害汽轮机的
耗、提高能源利用效率的重要途径。烧结生产过安全运行,这是不允许的。而烧结线在正常的生
程排出大量烟气和热风,所损失的热量约占烧结产过程中,其烟气温度是经常波动的,有时还发
工序能耗的40%,从实现能源梯级利用的高效生短时停机现象,这将导致主蒸汽温度大幅波
性和经济性角度分析,利用这些余热来发电是烧动,甚至迫使汽轮机紧急停机。据实际运行数据
结生产线节能降耗的重要技术措施。根据推算,统计,有的烧结生产线每月的停机次数达到20
平均每吨烧结矿产生的烟气余热回收可发电至40次,这将使发电量下降约10%。这样频繁
20kWh,折合旽钢综合能耗可降低8kge。但现的停机、启动加大了操作人员的劳动强度,降低
有烧结余热发电系统由于烧结主工艺工况変化,了发电量,缩短了机组的寿命。该文提出一种烧
存在蒸汽参数波动频繁、系统运行稳定较差、停结生产线饱和蒸汽余热发电系统,以克服目前烧
机率较高等问题,一般都达不到这个水平。结线采用过热蒸汽发电的不稳定,需经常停机而
现有烧结余热发电一般都采用过热蒸汽汽轮造成发电量下降等问题。
机,为保证电站的安全运行,汽轮机对主蒸汽的1饱和蒸汽余热发电系统
温度有非常严格的要求。一般来说,当主蒸汽温
度下降10℃时,汽轮机就必须降低负荷运行,1.1系统设计原则
烧结余热发电系统作为烧结线的附属工艺,
*烧结生产线饱合蒸汽余热发电系统(20091021443.9)。
收稿日期:2012-08-03
决定了它与常规电站的不同。在余热发电系统的
张肯枝(1981-),工程师/硬士;10060北京市丰台区。建设、运行发电不影响主工艺正常运行的前提
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下,发电系统的首要目标是安全、可靠与稳定,1.2饱和蒸汽余热发电系统
其次才是如何最大限度地利用余热资源,提高余
烧结生产线饱和蒸汽余热发电系统
热利用效率。对余热发电系统而言,关键是在主(ZL200910214413.9)如图1所示,饱和蒸汽余
工艺生产条件下保证余热资源的连续与稳定,再热锅炉采用双压饱和蒸汽余热锅炉,该锅炉的高
邀循能源梯级利用原理,将烧结冷却机的烟气余压汽包产生的蒸汽通过蒸汽管道通入汽轮机的主
热用于发电,使余热资源得到充分利用。换言汽门,低压汽包产生的蒸汽通过蒸汽管道通人汽
之,余热发电系统必须适应主工艺的热源工况变轮机汽缸内的级间汽门。
化,最大限度地保证系统的安全稳定运行。
一烟气
饱和蒸汽余热锅炉、2一一汽轮机、3一级间蒸汽再热器、4一发电机、5闪蒸罐、6一冷凝器、7ー一冷却塔、
循环水泵、9一冷凝水泵、10一除氧器、11锅炉给水泵、12一高压汽包、13低压汽包、14引风机
图1饱和蒸汽余热发电系统
该烧结生产线饱和蒸汽余热发电系统的工作的排烟则通过引风机排入大气。与此同时,冷凝
流程如下:饱和蒸汽余热锅炉以烧结生产线产生器与冷却塔、循环水泵之间也形成一个闭式循环
的烟气作为热源对工质加热;产生的高压饱和蒸回路,冷却汽轮机的乏汽。
汽经过蓄热装置稳定后一部分作为主蒸汽进入汽
饱和蒸汽余热锅炉向汽轮机输出的是饱和蒸
轮机做功,另一部分作为再加热蒸汽进入级间蒸汽,该系统在出现烟气温度波动或烧结生产线短
汽再热器与做功到一定程度的主蒸汽进行换热,时停机时,可利用余热锅炉和蓄热装置的巨大热
变为饱和水后进入闪蒸罐;在闪蒸罐中,凝结水容所蓄存的热量,通过滑参数运行的方式(即
降压闪蒸出部分蒸汽,闪蒸罐中的低压饱和水经逐渐降低主蒸汽的压力和温度)维持汽轮发电
管道排到冷凝器的热井中,高压饱和蒸汽在汽轮机组不停机。饱和蒸汽余热锅炉既能产生饱和蒸
机中膨胀做功变成的低压蒸汽排入冷凝器冷凝,汽,同时由于具有巨大的金属质量和水体,又能
形成冷凝水流人冷凝器的热井与从闪蒸鑵流出的起到很好的蓄热作用。当然,采用饱和蒸汽发电
低压饱和水汇合;冷凝水经水泵进入除氧器除也带来一个问题,就是饱和蒸汽一进人汽轮机膨
氧,过除氧的水再经锅炉给水泵输入饱和蒸汽余胀做功会马上变成湿蒸汽,湿蒸汽中的水分除了
热锅炉,完成整个工作循环;饱和蒸汽余热锅炉会降低汽轮机的级效率以外,更严重的是会造成