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一种用于钢铁企业的热平衡装置及热平衡工艺 Download PDF

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Abstract

一种用于钢铁企业的热平衡装置及热平衡工艺，高压余热回收管道的一端与高压余热发生设备连接，另一端与高压余热发电设备连接，所述高压余热发电设备通过导线与第一变压器连接，所述第一变压器通过导线与厂电网连接；低压余热回收管道的一端与低压余热发生设备连接，另一端与低压余热管网连接；所述低压余热管网与低压余热使用设备通过低压余热输出管道连接，低压余热收集管道的一端与低压余热管网连接，另一端与低压余热发电设备连接，所述低压余热发电设备通过导线与第二变压器连接，所述第二变压器与所述厂电网通过导线连接。本发明的热平衡装置能够充分利用钢铁企业产生的余热的热平衡装置，使得能够有效地节约能源，降低生产成本。

Description

一种用于钢铁企业的热平衡装置及热平衡工艺
技术领域
本发明涉及一种钢铁企业的热能回收利用装置，特别是一种用于钢铁企业的热平衡装置。
背景技术
目前，我国钢铁企业对余热开发利用的水平是十分低下的，而且，不成体系。到目前为止，关于冶金企业节能管理方面的专著和技术文献，均没有提及热平衡的概念。对于钢铁企业的热平衡理论，还是一个不被重视的思想概念。IESM系统中，所提出的基于节能观念的热平衡理论，其核心观点就是将钢铁企业的高压高温余热与低温低压余热区分对待，以利于更好的利用。例如，烧结生产过程中，会产生大量的高温高压的余热烟气。由于烧结生产过程中，本身又需要一定的余热烟气对烧结矿进行预热搅拌。所以企业现行的方式，都是将烧结本身产生的热烟气，经过一定的减压处理，然后用于拌料。我们的研究结果发现，这种工艺处理方式是得不偿失的，并不能将钢铁企业的热能最大化的利用起来。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够充分利用钢铁企业产生的余热的热平衡装置及热平衡工艺，使得能够有效地节约能源，降低生产成本。
本发明是通过如下技术方案实现的：一种用于钢铁企业的热平衡装置，高压余热回收管道的一端与高压余热发生设备连接，另一端与高压余热发电设备连接，所述高压余热发电设备通过导线与第一变压器连接，所述第一变压器通过导线与厂电网连接；低压余热回收管道的一端与低压余热发生设备连接，另一端与低压余热管网连接；所述低压余热管网与低压余热使用设备通过低压余热输出管道连接，低压余热收集管道的一端与低压余热管网连接，另一端与低压余热发电设备连接，所述低压余热发电设备通过导线与第二变压器连接，所述第二变压器与所述厂电网通过导线连接。
上述用于钢铁企业的热平衡装置，所述高压余热发生设备为焦炉、烧结设备、转炉、干熄焦设备；所述焦炉通过第一高压余热回收管道与焦炉余热发电设备连接，所述烧结设备通过第二高压余热回收管道与烧结余热发电设备连接，所述转炉通过第三高压余热回收管道与转炉余热发电设备连接，所述干息焦设备通过第四高压余热回收管道与干熄焦余热发电设备连接；所述焦炉余热发电设备、所述烧结余热发电设备、所述转炉余热发电设备、所述干熄焦余热发电设备分别通过导线与第一变压器连接。
上述用于钢铁企业的热平衡装置，所述低压余热使用设备为烧结设备、LF炉、VD炉和供暖设备；所述烧结设备通过第一低压余热输出管道与所述低压余热管网连接，所述LF炉通过第二低压余热输出管道与所述低压余热管网连接，所述VD炉通过第三低压余热输出管道与所述低压余热管网连接，所述供暖设备通过第四低压余热输出管道与所述低压余热管网连接。
一种用于钢铁企业的热平衡工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(a)将钢铁企业的余热发生设备分为高压余热发生设备和低压余热发生设备；
(b)用高压余热回收管道将高压余热发生设备产生的蒸汽或烟气输送到高压余热发电设备进行发电，所产生的电能输送到第一变压器，然后再输送到厂电网；
(c)用低压余热回收管道将低压余热发生设备产生的蒸汽或烟气输送到低压余热管网；
(d)低压余热使用设备通过低压余热输出管道获得所需要的蒸汽或烟气，在确保向低压余热使用设备蒸汽或烟气供应的前提下，将低压余热管网多余的蒸汽或烟气通过低压余热收集管道输送到低压余热发电设备进行发电，所产生的电能输送到第二变压器，然后再输送到厂电网。
本发明的用于钢铁企业的热平衡装置具有一下有益的技术效果：将企业的高温余热单元与低温余热单元划分开来，并将高温余热全部直接发电；而对于企业需要蒸汽的生产单位，如烧结拌料，VD炉，LF炉，和厂供暖系统，由于所需要的都是低温低压的蒸汽，应从那些不利于直接用于发电的余热源获取，并专门建立一个厂低压余热蒸汽管网。如此进行工艺布置，综合节能效果明显。使得工厂的废热余热能够物尽其用，使企业的余热利用形成体系。显著降低了企业的综合能耗，极大地提高了企业能源回收率。根据我公司实施的样板工程江苏申特钢铁有限公司综合节能工程的数据，利用焦炉余热发电，装机容量为60MW，年发电量4亿度；烧结余热发电装机容量12MW，年发电量8000万度；转炉饱和蒸汽发电装机容量12兆瓦，年发电量8000万度。仅此三项合计发电5.6亿度，占全长用电的53％。相当于节约标煤20.94万吨。
附图说明
图1为本发明的用于钢铁企业的热平衡装置的结构示意图。
1-第一变压器，2-低压余热管网，3-低压余热收集管道，4-厂电网，5-低压余热发电设备，6-第二变压器，71-焦炉，72-烧结设备，73-转炉，74-干熄焦设备，81-焦炉余热发电设备，82-烧结余热发电设备，83-转炉余热发电设备，84-干熄焦余热发电设备，9-低压余热发生设备，101-烧结设备，102-LF炉，103-VD炉，104-供暖设备。
实施方式
本实施例的用于钢铁企业的热平衡装置，高压余热回收管道的一端与高压余热发生设备连接，另一端与高压余热发电设备连接，所述高压余热发电设备通过导线与第一变压器1连接，所述第一变压器1通过导线与厂电网4连接；低压余热回收管道的一端与低压余热发生设备9连接，另一端与低压余热管网2连接；所述低压余热管网2与低压余热使用设备通过低压余热输出管道连接，低压余热收集管道3的一端与低压余热管网2连接，另一端与低压余热发电设备5连接，所述低压余热发电设备5通过导线与第二变压器6连接，所述第二变压器与所述厂电网2通过导线连接。所述高压余热发生设备为焦炉71、烧结设备72、转炉73、干熄焦设备74；所述焦炉71通过第一高压余热回收管道与焦炉余热发电设备81连接，所述烧结设备72通过第二高压余热回收管道与烧结余热发电设备82连接，所述转炉73通过第三高压余热回收管道与转炉余热发电设备83连接，所述干息焦设备74通过第四高压余热回收管道与干熄焦余热发电设备84连接；所述焦炉余热发电设备81、所述烧结余热发电设备82、所述转炉余热发电设备83、所述干熄焦余热发电设备84分别通过导线与第一变压器1连接。所述低压余热使用设备为烧结设备101、LF炉102、VD炉103和供暖设备104；所述烧结设备101通过第一低压余热输出管道与所述低压余热管网2连接，所述LF炉102通过第二低压余热输出管道与所述低压余热管网2连接，所述VD炉103通过第三低压余热输出管道与所述低压余热管网2连接，所述供暖设备104通过第四低压余热输出管道与所述低压余热管网2连接。
所述焦炉71产生的高压烟气通过第一高压余热回收管道输送到焦炉余热发电设备81进行发电；所述烧结设备72产生的高压烟气通过第二高压余热回收管道输送到烧结余热发电设备82进行发电；所述转炉73产生的高压蒸汽通过第三高压余热回收管道输送到转炉余热发电设备83进行发电；所述干息焦设备74产生的高压烟气通过第四高压余热回收管道输送到干熄焦余热发电设备84进行发电；所述焦炉余热发电设备81、所述烧结余热发电设备82、所述转炉余热发电设备83、所述干熄焦余热发电设备84产生的电能分别通过导线与第一变压器1连接，然后把电统一输送到厂电网。来自低压余热发生设备9的低压余热输送到所述低压余热管网2，然后分别通过第一低压余热输出管道、第二低压余热输出管道、第三低压余热输出管道、第四低压余热输出管道输送到所述烧结设备101、所述LF炉102、所述VD炉103、所述供暖设备104；如果还有剩余的低压余热，可以通过低压余热收集管道3输送到低压余热发电设备5进行发电，产生的电能可以通过第二变压器6输送到厂电网4。
本实施例采用用于钢铁企业的热平衡工艺，包括如下步骤：
(a)将钢铁企业的余热发生设备分为高压余热发生设备和低压余热发生设备9；
(b)用高压余热回收管道将高压余热发生设备产生的蒸汽或烟气输送到高压余热发电设备进行发电，所产生的电能输送到第一变压器1，然后再输送到厂电网4；
(c)用低压余热回收管道将低压余热发生设备9产生的蒸汽或烟气输送到低压余热管网2；
(d)低压余热使用设备通过低压余热输出管道获得所需要的蒸汽或烟气，在确保向低压余热使用设备蒸汽或烟气供应的前提下，将低压余热管网2多余的蒸汽或烟气通过低压余热收集管道3输送到低压余热发电设备5进行发电，所产生的电能输送到第二变压器6，然后再输送到厂电网4。如此进行工艺布置，综合节能效果明显。在企业余热管网综合布局中划分出高压余热发生设备和低压余热发生设备。使得工厂的废热余热能够物尽其用，使企业的余热利用形成体系。显著降低了企业的综合能耗，极大地提高了企业能源回收率。根据实施的样板工程江苏申特钢铁有限公司综合节能工程的数据，利用焦炉余热发电，装机容量为60MW，年发电量4亿度；烧结余热发电装机容量12MW，年发电量8000万度；转炉饱和蒸汽发电装机容量12兆瓦，年发电量8000万度。仅此三项合计发电5.6亿度，占全长用电的53％。相当于节约标煤20.94万吨。
例如基于年产300万吨的钢铁厂：120万吨焦炉，产热烟气18.56万立/小时，采用一个燃气蒸汽混合发电机组，发电机功率60兆瓦。320平烧结设备，产热烟气42万立/小时，采用余热发电机组，发电功率12兆瓦。日产375吨钢的转炉，产蒸汽80公斤/吨，每小时产蒸汽1.25吨，采用饱和蒸汽发电系统，发电机功率12兆瓦。120万吨干熄焦工艺，产热烟气216000立方米/小时，发电机功率30兆瓦。低压余热蒸汽部分，因蒸汽压力和流量都比较低，供给低压余热使用设备，发电数据不详细列出。
本发明不限于上述实施例，对于本领域技术人员来说，对本发明的上述实施例所做出的任何显而易见的改进或变更，都不会超出本发明的上述实施例和权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于钢铁企业的热平衡装置，其特征在于，高压余热回收管道的一端与高压余热发生设备连接，另一端与高压余热发电设备连接，所述高压余热发电设备通过导线与第一变压器(1)连接，所述第一变压器(1)通过导线与厂电网(4)连接；低压余热回收管道的一端与低压余热发生设备(9)连接，另一端与低压余热管网(2)连接；所述低压余热管网(2)与低压余热使用设备通过低压余热输出管道连接，低压余热收集管道(3)的一端与低压余热管网(2)连接，另一端与低压余热发电设备(5)连接，所述低压余热发电设备(5)通过导线与第二变压器(6)连接，所述第二变压器与所述厂电网(4)通过导线连接。
2.根据权利要求1所述的用于钢铁企业的热平衡装置，其特征在于，所述高压余热发生设备为焦炉(71)、烧结设备(72)、转炉(73)、干熄焦设备(74)；所述焦炉(71)通过第一高压余热回收管道与焦炉余热发电设备(81)连接，所述烧结设备(72)通过第二高压余热回收管道与烧结余热发电设备(82)连接，所述转炉(73)通过第三高压余热回收管道与转炉余热发电设备(83)连接，所述干熄焦设备(74)通过第四高压余热回收管道与干熄焦余热发电设备(84)连接；所述焦炉余热发电设备(81)、所述烧结余热发电设备(82)、所述转炉余热发电设备(83)、所述干熄焦余热发电设备(84)分别通过导线与第一变压器(1)连接。
3.根据权利要求2所述的用于钢铁企业的热平衡装置，其特征在于，所述低压余热使用设备为烧结设备(101)、LF炉(102)、VD炉(103)和供暖设备(104)；所述烧结设备(101)通过第一低压余热输出管道与所述低压余热管网(2)连接，所述LF炉(102)通过第二低压余热输出管道与所述低压余热管网(2)连接，所述VD炉(103)通过第三低压余热输出管道与所述低压余热管网(2)连接，所述供暖设备(104)通过第四低压余热输出管道与所述低压余热管网(2)连接。
4.一种用于钢铁企业的热平衡工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(a)将钢铁企业的余热发生设备分为高压余热发生设备和低压余热发生设备(9)；
(b)用高压余热回收管道将高压余热发生设备产生的蒸汽或烟气输送到高压余热发电设备进行发电，所产生的电能输送到第一变压器(1)，然后再输送到厂电网(4)；
(c)用低压余热回收管道将低压余热发生设备(9)产生的蒸汽或烟气输送到低压余热管网(2)；
(d)低压余热使用设备通过低压余热输出管道获得所需要的蒸汽或烟气，在确保低压余热使用设备的蒸汽或烟气供应的前提下，将低压余热管网(2)多余的蒸汽或烟气通过低压余热收集管道(3)输送到低压余热发电设备(5)进行发电，所产生的电能输送到第二变压器(6)，然后再输送到厂电网(4)。
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