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(lái)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(kāi)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(lái)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(guó)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，維修成本

2、高，設(shè)備可開(kāi)動(dòng)率低等問(wèn)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(guò)蒸汽過(guò)熱裝置（一開(kāi)一備） ，經(jīng)過(guò)過(guò)熱后的蒸汽匯合進(jìn)入母管，再?gòu)哪腹芊謩e引入汽輪機(jī)、過(guò)熱蒸汽母管。蒸汽過(guò)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2500m3/h；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(rùn)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)采用機(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.蒸汽蒸汽過(guò)熱器進(jìn)

3、口飽和蒸汽壓力：0.8-0.9MPa；蒸汽過(guò)熱器進(jìn)口飽和蒸汽溫度：飽和溫度；蒸汽過(guò)熱器進(jìn)口飽和蒸汽流量：最大 72t/h，平均 60 t/h，最小12 t/h；蒸汽過(guò)熱器出口過(guò)熱蒸汽壓力：0.8-0.9MPa；蒸汽過(guò)熱器進(jìn)口過(guò)熱蒸汽溫度：30010。工藝流程示意圖工藝流程示意圖1.2.采用成熟、可靠、先進(jìn)、實(shí)用的燃燒器。蒸汽過(guò)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)，以轉(zhuǎn)爐換熱器余熱鍋爐蓄熱器（汽包）汽輪發(fā)電機(jī)組凝結(jié)水泵飽和蒸汽過(guò)熱蒸汽公司供熱管網(wǎng)凝汽器利于燃?xì)夂涂諝?/p>

4、迅速混合。 燃?xì)鈴奈挥谖仛な脚滹L(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?lài)娚涑鰜?lái)，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(guò)風(fēng)道上的擋板來(lái)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。燃燒安全，不易脫火和回火。低?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(zhuān)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(guò)熱加熱器專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的一種鍋爐,該爐由氣體燃燒器，蒸汽加熱管束，進(jìn)出口集箱、預(yù)熱器

5、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。高溫?zé)煔饨?jīng)對(duì)流換熱后，經(jīng)過(guò)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（a=1.15）從燃燒器內(nèi)噴

6、入爐內(nèi)，實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的燃燒，產(chǎn)生 1500以上的高溫?zé)煔狻?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(méi)有蒸汽冷卻受熱面時(shí)，通過(guò)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 950左右。余熱鍋爐總圖由于飽和蒸汽正常出現(xiàn)波動(dòng)， 在沒(méi)有蒸汽的情況下會(huì)對(duì)鍋爐受熱面管道產(chǎn)生過(guò)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(zhuān)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(guò)煤氣燃燒加熱后變?yōu)楦咂焚|(zhì)過(guò)熱蒸汽的設(shè)備。 加熱鍋爐里的過(guò)熱

7、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(guò)小或沒(méi)有蒸汽， 引起加熱鍋爐爐膛溫度不能快速降下來(lái)，導(dǎo)致過(guò)熱器管道產(chǎn)生過(guò)燒、嚴(yán)重變形、干燒碳化等問(wèn)題，造成過(guò)熱器管道損壞。加熱鍋爐過(guò)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(guò)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(guò)熱器管道防過(guò)燒的新技術(shù)，該技術(shù)經(jīng)技術(shù)人員整理、申報(bào)，獲得了一項(xiàng)實(shí)用新型專(zhuān)利： 一種加熱鍋爐

8、過(guò)熱器管道防過(guò)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(guò)熱器管道,5加熱爐爐膛6-過(guò)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(guò)熱器管道里流通的蒸汽量過(guò)小或沒(méi)有蒸汽情況下， 過(guò)熱器管道不會(huì)因溫度高產(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(guò)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(guò)熱器沒(méi)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(guò)程中，消耗了鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)中的副產(chǎn)品煤氣，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(wàn) 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) 2859.