低壓飽和蒸汽余熱利用在韶鋼的應(yīng)用

1、低壓飽和蒸汽余熱利用在韶鋼的應(yīng)用劉耀輝劉小強(qiáng)前言：現(xiàn)代鋼鐵行業(yè)余熱利用越來越被重視，轉(zhuǎn)爐飽和蒸汽的利用也 一樣慢慢被重視，韶鋼根據(jù)自身情況，對(duì)飽和蒸汽的利用開辟一種新 途徑，鋼鐵行業(yè)可以借鑒。概述：韶鋼原有的低壓飽和蒸汽經(jīng)加熱后用來對(duì)外供汽（熱），隨著 煉鋼廠規(guī)模不斷擴(kuò)大，現(xiàn)已投產(chǎn)5座轉(zhuǎn)爐，而煉鋼時(shí)產(chǎn)生的飽和蒸汽 很不穩(wěn)定，最大時(shí)一臺(tái)轉(zhuǎn)爐可以產(chǎn)生40噸/小時(shí)飽和蒸汽，最小時(shí)為 零，致使飽和蒸汽在幾臺(tái)轉(zhuǎn)爐同時(shí)冶煉時(shí)放散嚴(yán)重，浪費(fèi)能源，并對(duì) 大氣造成熱污染。飽和蒸汽在全國應(yīng)用情況較少，北方鋼鐵廠基本上不采用，直接 放散，造成能源的嚴(yán)重浪費(fèi)，濟(jì)南鋼鐵采用飽和蒸汽直接發(fā)電，但存 在效率低，故障率高，維

2、修成本高，設(shè)備可開動(dòng)率低等問題。用dn300的管道把轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的飽和蒸汽引入第一熱電站內(nèi)，在一 站建一座低壓飽和蒸汽發(fā)電站，蒸汽進(jìn)入發(fā)電站后經(jīng)過蒸汽過熱裝置 （一開一備），經(jīng)過過熱后的蒸汽匯合進(jìn)入母管，再從母管分別引入 汽輪機(jī)、過熱蒸汽母管。蒸汽過熱裝置選型為60t/h加熱爐，使用混 合煤氣進(jìn)行加熱，設(shè)計(jì)量為2500m7h；汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)選型為9mw冷凝 機(jī)組，汽輪機(jī)配套潤滑冷卻油系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)配套空氣冷卻系統(tǒng)，經(jīng)汽 輪機(jī)作功后的蒸汽冷凝為凝結(jié)水送入水箱，循環(huán)使用，循環(huán)冷卻系統(tǒng) 釆用機(jī)力冷卻塔型式。工藝流程圖如下所示。實(shí)施情況：主體設(shè)備：余熱鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)、機(jī)力冷卻塔1.蒸汽及燃料條件1.1.蒸汽

3、蒸汽過熱器進(jìn)口飽和蒸汽壓力:蒸汽過熱器進(jìn)口飽和蒸汽溫度:蒸汽過熱器進(jìn)口飽和蒸汽流量:12 t/h；蒸汽過熱器出口過熱蒸汽壓力:蒸汽過熱器進(jìn)口過熱蒸汽溫度:0. 8-0. 9mpa；飽和溫度；最大72t/h,平均60 t/h,最小0. 8-0. 9mpa；300±10°co過熱熬汽余熱鍋爐公司供熱管網(wǎng)汽輪發(fā)電機(jī)組工藝流程示意圖1.2采用成熟、可靠、先進(jìn)、實(shí)用的燃燒器。蒸汽過熱器燃燒室優(yōu)化布置。在燃燒室布置二個(gè)氣體燃燒器。燃 燒器采用中心進(jìn)氣和周向進(jìn)氣的蝸殼式旋流氣體燃燒器，燃燒器的配 風(fēng)器是蝸殼式旋流配風(fēng)器，它使燃燒所需要的空氣產(chǎn)生強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)，以 利于燃?xì)夂涂諝庋杆倩旌?。燃?xì)鈴?/p>

4、位于蝸殼式配風(fēng)器中央的中心管引 入，在接近燃燒器出口的部位從中心管高速噴射出來，穿透進(jìn)入強(qiáng)烈 旋轉(zhuǎn)的空氣氣流中，與空氣迅速混合均勻后進(jìn)入燃燒室。該燃燒器的 火炬接近于預(yù)混燃燒，火炬長(zhǎng)度較短。燃燒所需要的風(fēng)量可通過風(fēng)道上的擋板來進(jìn)行調(diào)節(jié)。該燃燒器具有如下優(yōu)點(diǎn)：> 火焰短、火力強(qiáng)、燃燒溫度高。> 可以燃燒不同性質(zhì)的燃?xì)?，燃燒完全、燃燒效率高?gt; 燃燒安全，不易脫火和回火。> 低負(fù)荷穩(wěn)定性好。燃燒器采用兩級(jí)點(diǎn)火，即高能電火花點(diǎn)燃?xì)怏w點(diǎn)火器，再由氣體 點(diǎn)火器點(diǎn)燃?xì)怏w燃燒器。該加熱器專為韶鋼松山股份有限公司轉(zhuǎn)爐煉鋼廠改造工程的蒸 汽過熱加熱器專門設(shè)計(jì)的一種鍋爐，該爐由氣體燃燒器，

5、蒸汽加熱管 束，進(jìn)出口集箱、預(yù)熱器等部件組成。整臺(tái)鍋爐呈箱體結(jié)構(gòu)（如圖示），鍋爐本體長(zhǎng)約6. 8米，寬約6. 15 米，高約5. 7米。鋼排氣筒布置在鍋爐的尾部。整個(gè)鍋爐分前后兩部 份，前部為燃燒室，氣體燃燒器就布置在燃燒室的側(cè)墻上。后部為對(duì) 流煙道，蒸汽加熱管束布置在鍋爐的后部對(duì)流煙道內(nèi)，加熱器的進(jìn)出 口集箱布置在對(duì)流煙道的側(cè)墻外部，由鋼架支撐。設(shè)置有送、引風(fēng)機(jī), 分別布置在預(yù)熱器進(jìn)、出口煙道前后。髙溫?zé)煔饨?jīng)對(duì)流換熱后，經(jīng)過 管式預(yù)熱器，從布置在鍋爐尾部的排氣筒排入大氣中。鍋爐燃燒室凈寬為2. 6米，深為5.6米，高約3.0米。在燃燒室 的側(cè)墻上布置有兩個(gè)氣體燃燒器，可燃?xì)怏w和燃燒用空氣（滬

6、1.15） 從燃燒器內(nèi)噴入爐內(nèi)，實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的燃燒，產(chǎn)生1500°c以上的高 溫?zé)煔?。為使進(jìn)入蒸汽加熱管束的煙氣溫度控制在材料的允許溫度范 圍內(nèi)，并留有一定的裕量，在燃燒室的上部設(shè)有冷風(fēng)摻入孔，控制摻 入燃燒室的冷風(fēng)量，就可調(diào)節(jié)爐膛出口溫度；在受熱面的進(jìn)口處加有 冷卻風(fēng)，當(dāng)沒有蒸汽冷卻受熱面時(shí)，通過加大冷卻風(fēng)使煙溫降低到材 料能承受的溫度，根據(jù)材料的情況，使?fàn)t膛出口溫度控制在95ctc左余熱鍋爐總圖由于飽和蒸汽正常出現(xiàn)波動(dòng)，在沒有蒸汽的情況下會(huì)對(duì)鍋爐受熱 面管道產(chǎn)生過熱而破壞，我們針對(duì)這一情況研發(fā)了一種實(shí)用新型專利 技術(shù)：飽和蒸汽加熱鍋爐是一種將低品質(zhì)飽和蒸汽通過煤氣燃燒加熱 后變?yōu)?/p>

7、高品質(zhì)過熱蒸汽的設(shè)備。加熱鍋爐里的過熱器是加熱鍋爐的核 心設(shè)施，承擔(dān)著煙氣與飽和蒸汽的熱交換功能。由于工業(yè)企業(yè)飽和蒸 汽回收工藝的特殊性，飽和蒸汽為階段性、不均勻回收，因此加熱鍋 爐經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)因飽和蒸汽量過小或沒有蒸汽，引起加熱鍋爐爐膛溫度 不能快速降下來，導(dǎo)致過熱器管道產(chǎn)生過燒、嚴(yán)重變形、干燒碳化等 問題，造成過熱器管道損壞。加熱鍋爐過熱器損壞后，必須對(duì)加熱鍋 爐停爐冷卻一段時(shí)間，才能對(duì)損壞變形的過熱器進(jìn)行更換或封堵。不 僅施工難度大，耗時(shí)長(zhǎng)，而且停爐時(shí)期的飽和蒸汽不能充分回收利用, 造成能源浪費(fèi)。韶鋼飽和蒸汽余熱利用項(xiàng)目中，鍋爐采用了 一套加熱爐過熱器管 道防過燒的新技術(shù)，該技術(shù)經(jīng)技術(shù)人員

8、整理、申報(bào)，獲得了一項(xiàng)實(shí)用 新型專利：一種加熱鍋爐過熱器管道防過燒裝置。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖如下:1調(diào)節(jié)閥 2冷卻風(fēng)管 3冷卻風(fēng)噴嘴 4過熱器管道，5加熱爐爐膛 6-過熱蒸汽7飽和蒸汽 8煤氣9送風(fēng)主管 10煤氣燒嘴本技術(shù)的有益效果是：保證加熱鍋爐在過熱器管道里流通的蒸汽 量過小或沒有蒸汽情況下，過熱器管道不會(huì)因溫度髙產(chǎn)生嚴(yán)重變形及 管道碳化造成損壞，大大延長(zhǎng)了加熱鍋爐過熱器的使用壽命，一方面 降低了維修費(fèi)用；另一方面因節(jié)省了檢修時(shí)間，可充分回收飽和蒸汽、 對(duì)節(jié)能降耗有著顯著效果。同時(shí)該系統(tǒng)采用自動(dòng)控制，操作簡(jiǎn)單、方 便。該技術(shù)在韶鋼應(yīng)用實(shí)施后，加熱爐過熱器沒有因超溫而爆管。1套9mw余熱發(fā)電項(xiàng)目的凝汽式汽輪機(jī)及其配套系統(tǒng)。2.實(shí)施效果分析韶鋼飽和蒸汽余熱利用技術(shù)，很好的解決了公司供汽 （熱）的穩(wěn)定難題，同時(shí)充分利用富余蒸汽進(jìn)行發(fā)電，創(chuàng)造 了良好的直接經(jīng)濟(jì)效益，避免蒸汽發(fā)散，減少對(duì)大氣的熱污 染；在加熱飽和蒸汽過程中，消耗了鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)中的副產(chǎn) 品一一煤氣，充分利用能源的同時(shí)還減少了因煤氣發(fā)散造成 的大氣污染。（一）直接效益1、每年可以為韶鋼多發(fā)電4991. 1萬kwh （按照2014年全年發(fā)電 計(jì)算），直接經(jīng)濟(jì)效益每年達(dá)28