CN101178017A - 钢铁厂余热锅炉饱和蒸汽回收再发电的方法 - Google Patents

Abstract

一种钢铁厂余热锅炉饱和蒸汽回收再发电的方法，其特征是设备包括由转炉、转炉余热回收锅炉、蒸汽滤波稳压装置、饱和蒸汽加热炉、加热炉燃烧器、低压汽轮机、发电机、冷凝器、冷凝水泵、冷却塔、循环水泵、除氧器、给水泵、给水分配器、送风机、引风机和烟囱组成，其优点为：可以尽可能利用钢铁厂现有的余热锅炉；采用了蒸汽滤波稳压装置；采用了饱和蒸汽加热炉；比传统的小型中温中压机组效率可以提高140％，比世界上发电效率最高燃气轮机效率还要高出20％以上。

Description

钢铁厂余热锅炉饱和蒸汽回收再发电的方法

一、技术领域术：

本发明涉及一种钢铁厂余热回收再发电的方法，特别是一种钢铁厂余热锅炉饱和蒸汽回收再发电的方法。

二、背景技术：

目前钢铁厂在生产过程中除产生钢铁产品外，还将伴随产生部分附加产物——废煤气和大量的用于各种加热炉、转炉等降温为目的产生的饱和蒸汽，由于目前这些饱和蒸汽压力流量波动很大，很难被全部利用，除少数利用外，多数被作为废气物排放，不但造成大量水资源浪费，而且蒸汽排放也带走大量热量浪费。

钢铁企业是工业发展中的能耗大户，因此，钢铁企业的节能改造就存在着很大的潜在空间。尤其在民营和集体的钢铁企业占到钢铁总产量的相当大的比例，而且这些企业往往采用的生产工艺、设备装备水平相对比较落后，在各生产环节的节能降耗、减少环境污染的空间很大。其中对于钢铁厂转炉和其他炼钢、轧钢用于冷却排烟罩的水蒸气，由于压力、流量波动很大，无法被利用，除少数被利用外多数被作为废汽而排放到空气中，既造成水资源的浪费，同时，伴随水蒸汽也带走大量热量。目前对此项能源的利用主要为以下几个方面：1用这些波动的饱和蒸汽，用来作为冬季采暖热源，但由于往往钢铁厂远离城市，饱和蒸汽又不便长距离输送，仅用于采暖用汽用量很少。所以多数还是被排放掉，利用率很低。2少数可以被用于生活用汽，比如食堂用汽；澡堂用汽等，这些用量也非常少；可利用率也很低。3利用饱和蒸汽进行发电，由于饱和蒸汽用于发电时利用率很低，大约14~15kg可以发1kW.h。饱和蒸汽利用率低的主要原因，是因为饱和蒸汽所具备的可以转换成电能的能量很低；所以，能源利用率也比较低。4利用饱和蒸汽与其他锅炉产生的饱和蒸汽混合，再送回到锅炉进行再加热处理，再加热后的蒸汽送到汽轮机发电，但需要具备有其他锅炉，投资费用相对较高，使用条件受到限制，普及率不高。5需要建设补燃锅炉，即需要建有锅炉，然后补入收集的饱和蒸汽一起进行过热处理，过热后的蒸汽送到汽轮机发电，也需要具备有其他锅炉，投资费用相对较高，使用条件受到限制，因此普及率也不高。本方法不单要回收这些废蒸汽，而且要再利用钢铁厂排放的废煤气对回收的饱和蒸汽进行再加热处理用于发电，最大限度的提高煤气的利用率。该技术既属于大力提倡的节能范畴，同时回收了被排放的热量，减少了对空气的热污染，也属于环保范畴。

三、发明内容：

本发明的目的是设计一种钢铁厂余热锅炉饱和蒸汽回收再发电的方法，这种方法利用钢铁厂现有的用于降低转炉和各式加热炉排烟温度的余热锅炉排出的饱和蒸汽，将其集中回收起来，并对蒸汽经过分离、滤波和稳压处理，再经过专用饱和蒸汽加热炉加热成过热蒸汽，然后用于发电，发电后蒸汽通过凝汽器凝结成水，然后再回到转炉或其他各式余热锅炉用于冷却烟道，冷却后形成水蒸气再回到发电系统中，形成闭环循环利用，既减少了水资源浪费，又把蒸汽热能充分利用。本发明所用的饱和蒸汽加热炉的热源来自钢铁厂生产系统中产生的副产品——高炉煤气或转炉煤气，也可以采用焦炉煤气。由于这些饱和蒸汽已经具备较高的能量，再加热到过热蒸汽所需的热量并不需要很多。以100t/h饱和蒸汽为例，如果采用饱和蒸汽发电方法，初步估算，发电功率最多可以达到7150kW，如果采用本发明的方法，发电能力最高可以达到16950kW，也就是说，发电能力最高可以提高1.37倍，而用于加热饱和蒸汽所用的热量只需要58850MJ/h，也就是说，多发的电能与用于加热饱和蒸汽所需的热量相比，发电效率达到60％以上。此效率与传统的中温中压煤气锅炉——汽轮发电机组的发电效率25％相比，提高了140％，与世界上最先进的燃气轮机发电技术效率45～50％相比还要高出至少20％以上。由此可见，此项方法集中体现了节能、环保、能源高效利用的思想。

采用本方法加热煤气能源利用率高的主要原因是余热锅炉产生的饱和蒸汽已经为蒸汽发电铺垫了传统锅炉蒸发所需的能量。

本发明的目的可以通过下述实施方案来实现：本钢铁厂余热锅炉饱和蒸汽回收再发电方法的特征是设备包括由转炉、转炉余热回收锅炉、蒸汽滤波稳压装置、饱和蒸汽加热炉、加热炉然烧器、低压汽轮机、发电机、冷凝器、冷凝水泵、冷却塔、循环水泵、除氧器、给水泵、给水分配器、送风机、引风机、烟囱组成，其利用转炉余热回收锅炉或其他余热回收锅炉产生的饱和蒸汽，将其收集起来到蒸汽滤波稳压装置，然后送到饱和蒸汽加热炉进行加热，加热后蒸汽变成过热蒸汽，通过管道送到低压汽轮机做功转换成电能，通过发电机输出到电网，蒸汽通过汽轮机做工后排汽到冷凝器冷凝成水，用于冷却冷凝器的循环水通过冷却塔降温后再通过循环水泵加压继续冷凝器的冷却用，以此形成循环冷却；通过冷凝器冷却后的凝结水由凝结水泵加压，并经过饱和蒸汽加热炉加热到一定温度，然后回到除氧器进行除氧，除氧后水再通过余热锅炉给水泵加压送回到余热锅炉继续冷却转炉或其他余热锅炉，这样饱和蒸汽形成闭路循环利用；饱和蒸汽加热炉的燃烧利用高炉煤气或转炉煤气作为燃料，送入到燃烧器，并混入被加热炉加热后的热风一起送入加热炉燃烧，从而将饱和蒸汽加热成过热蒸汽；饱和蒸汽加热炉采用送风机供给加热炉用空气，燃料燃烧后的烟气通过加热炉尾部降温后由引风机抽出，并通过烟囱排往大气。

本发明的优点是：1、可以尽可能利用钢铁厂现有的余热锅炉，也可以根据需要扩大余热锅炉应用范围；2、本发明采用了蒸汽滤波稳压装置，将余热锅炉产生的流量、压力波动较大、几乎无法直接利用的饱和蒸汽变成波动相对较小，可以保证汽轮机连续运行的汽源；3、本发明采用了——饱和蒸汽加热炉，将饱和蒸汽加热成过热蒸汽，可以最大限度的提高蒸汽的利用率，通过初步计算表明，由于加热增加的电量与用于加热蒸汽加入的热量相比，相当于发电效率60％以上，比传统的小型中温中压机组效率可以提高140％，比世界上发电效率最高燃气轮机效率还要高出20％以上；4、本发明采用给水分配器作为全部余热锅炉的给水配水，使得每台余热锅炉可以根据系统自身的冷却能力分配所需的水量。5、本发明采用适用于蒸汽参数波动较大低压汽轮机作为发电动力，从而使得余热饱和蒸汽得到有效利用。6、本方法采用现代自动化控制仪器和仪表，从而保证了整个系统的功能得以正确实现。7、可以充分利用发电厂现成的常规技术，使得本方法得以顺利实施，少走弯路。

四、附图说明：

图1是工艺流程图。

五、具体实施方式：

本钢铁厂余热锅炉饱和蒸汽回收再发电方法的特征是设备包括由转炉1、转炉余热回收锅炉2、蒸汽滤波稳压装置3、饱和蒸汽加热炉4、加热炉然烧器5、低压汽轮机6、发电机7、冷凝器8、冷凝水泵9、冷却塔10、循环水泵11、除氧器12、给水泵13、给水分配器14、送风机15、引风机16、烟囱17组成，其利用转炉余热回收锅炉或其他余热回收锅炉产生的饱和蒸汽，将其收集起来到蒸汽滤波稳压装置3，然后送到饱和蒸汽加热炉4进行加热，加热后蒸汽变成过热蒸汽，通过管道送到低压汽轮机6做功转换成电能，通过发电机7输出到电网，蒸汽通过汽轮机6做工后排汽到冷凝器8冷凝成水，用于冷却冷凝器的循环水通过冷却塔10降温后再通过循环水泵加压继续冷凝器8的冷却用，以此形成循环冷却；通过冷凝器8冷却后的凝结水由凝结水泵9加压，并经过饱和蒸汽加热炉4加热到一定温度，然后回到除氧器12进行除氧，除氧后水再通过余热锅炉给水泵13加压送回到余热锅炉继续冷却转炉2或其他余热锅炉，这样饱和蒸汽形成闭路循环利用；饱和蒸汽加热炉4的燃烧利用高炉煤气或转炉煤气作为燃料，送入到燃烧器5，并混入被加热炉加热后的热风一起送入加热炉4燃烧，从而将饱和蒸汽加热成过热蒸汽；饱和蒸汽加热炉采用送风机15供给加热炉用空气，燃料燃烧后的烟气通过加热炉尾部降温后由引风机16抽出，并通过烟囱排往大气。

Claims (1)

1.一种钢铁厂余热锅炉饱和蒸汽回收再发电的方法，其特征是设备包括由转炉(1)、转炉余热回收锅炉(2)、蒸汽滤波稳压装置(3)、饱和蒸汽加热炉(4)、加热炉然烧器(5)、低压汽轮机(6)、发电机(7)、冷凝器(8)、冷凝水泵(9)、冷却塔(10)、循环水泵(11)、除氧器(12)、给水泵(13)、给水分配器(14)、送风机(15)、引风机(16)、烟囱(17)，其利用转炉余热回收锅炉或其他余热回收锅炉产生的饱和蒸汽，将其收集起来到蒸汽滤波稳压装置(3)，然后送到饱和蒸汽加热炉(4)进行加热，加热后蒸汽变成过热蒸汽，通过管道送到低压汽轮机(6)做功转换成电能，通过发电机(7)输出到电网，蒸汽通过汽轮机(6)做工后排汽到冷凝器(8)冷凝成水，用于冷却冷凝器的循环水通过冷却塔(10)降温后再通过循环水泵加压继续冷凝器(8)的冷却用，以此形成循环冷却；通过冷凝器(8)冷却后的凝结水由凝结水泵(9)加压，并经过饱和蒸汽加热炉(4)加热到一定温度，然后回到除氧器(12)进行除氧，除氧后的水再通过余热锅炉给水泵(13)加压送回到余热锅炉继续冷却转炉(2)或其他余热锅炉，这样饱和蒸汽形成闭环循环利用；饱和蒸汽加热炉(4)的燃烧利用高炉煤气或转炉煤气作为燃料，送入到燃烧器(5)，并混入被加热炉加热后的热风一起送入加热炉(4)燃烧，从而将饱和蒸汽加热成过热蒸汽；饱和蒸汽加热炉采用送风机(15)供给加热炉用空气，燃料燃烧后的烟气通过加热炉尾部降温后由引风机(16)抽出，并通过烟囱排往大气。

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