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beidouzhiku [工程师]
河北省石家庄市 | 未知职业
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[闲聊] 煤气发电技术在某钢铁企业的应用

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beidouzhiku 发表于 2021-11-26 11:48:53 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题 · 来自 河北石家庄
  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。来自:25hb.com
来自:25hb.com
  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。来自:25hb.com

  1高温超高压煤气发电技术来自:25hb.com

  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。
来自:25hb.com
  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。来自:25hb.com

  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。
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  3主要设备参数
来自:25hb.com
  (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。来自:25hb.com
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  (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。
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  4工艺系统来自:25hb.com

  4.1煤气系统来自:25hb.com
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  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。来自:25hb.com

  4.2烟风系统来自:25hb.com
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  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热力系统来自:25hb.com

  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。来自:25hb.com
来自:25hb.com
  (1)主蒸汽及再热蒸汽系统来自:25hb.com

  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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  (2)给水系统

  给水管道系统设三根给水母管,即给水泵入口侧的低压给水母管、给水泵出口侧的高压给水冷母管和高压加热器后的给水热母管。给水系统母管均采用分段母管制,给水由除氧器引至低压给水母管,再由母管分别引至电动给水泵,给水自电动给水泵出口依次经过高压给水冷母管、高压加热器、高压给水热母管和给水操作台,最后接至锅炉省煤器入口。来自:25hb.com
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  (3)凝结水系统
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  凝结水系统设两台凝结水泵,一用一备。主凝结水从冷凝器引出后经过凝结水泵、汽封加热器、低压加热器进入除氧器,除氧后的水进入锅炉给水管网。凝结水采用分段母管制。主凝结水管道上设流量调节阀,阀前设凝结水再循环管,返回冷凝器热井。
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  (4)抽汽系统来自:25hb.com
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  汽轮机设6级抽汽回热系统。汽轮机的一、二段非调整抽汽为高加用汽;三段非调整回热抽汽为除氧器用汽;四、五、六段非调整回热抽汽为低加用汽。抽汽回热系统包括汽封加热器、低压加热器、热力除氧器、高压加热器。来自:25hb.com

  (5)疏放水系统及排污系统来自:25hb.com

  汽轮机本体设一台疏水膨胀箱,疏水收集到本体疏水膨胀箱后接入冷凝器;高压加热器疏水接至除氧器,紧急放水接至定排;低压加热器疏水接回冷凝器;汽封加热器疏水接至低位水箱。主厂房疏放水系统收集锅炉、汽轮机、汽水管路启动、运行、事故、停机、停炉过程中产生的大量疏放水,收集的疏放水进入疏水扩容器(扩容的二次蒸汽接入除氧器汽平衡母管,疏水进入疏水箱)或疏水箱,经疏水泵送到除氧器。该项目排污系统设置1台连续排污扩容器和1台定期排污扩容器。

  (6)冷却水系统来自:25hb.com

  给水泵油站冷却、发电机空冷器、汽轮机冷油器、风机冷油器等设备采用闭式循环水冷却,配置两台循环水泵,一运一备,设置一台机力通风冷却塔。循环水泵站送出冷却水,经过用户点换热升温后的冷却水回到冷却塔,经过冷却塔降温后回到循环水池,再通过循环水泵送出,循环不断。来自:25hb.com
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  5主厂房布置来自:25hb.com
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  主厂房为封闭式,抗震防烈度为8度。主厂房工艺布置流畅合理,技术先进成熟,锅炉紧身密闭,汽轮机房双层布置,标高±0.00层和+8m层,运行层标高8m,炉控室设在主厂房南侧副跨,这样布置即方便操作控制又使得炉前较为宽敞明亮,便于检修通行,引风机棚设在炉后,紧邻主厂房,烟道距离短,场地利用率高,占地面积小。来自:25hb.com

  6小结
来自:25hb.com
  某钢铁企业采用高温超高压煤气发电技术后,每年可回收利用煤气8.8亿Nm3,年发电量为2.448×108kWh,年外供电量2.27×108kWh。该工程充分消纳了厂区剩余煤气,消纳厂区剩余煤气,降低了生产成本、环境污染也得到了改善,为企业创造了良好的经济效益和环境效益,对钢铁企业今后的节能挖潜、技术改造提供了一条新途径。
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