CN202954856U - 一种提高余热发电运行效率的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于钢铁厂烧结余热发电技术，特别是指一种提高余热发电运行效率的系统。包括烧结余热发电装置，其中余热锅炉顶部的余热锅炉过热器出口经低温低压主蒸汽管道与低温低压汽轮机主汽门相连，低温低压汽轮机的输出接第一发电机，低温低压汽轮机的排汽口连有第一凝汽器，第一凝汽器与第一凝结水泵入口相连，第一凝结水泵出口与第一除氧器进水口相连，第一除氧器出水口与第一锅炉给水泵进口相连，第一锅炉给水泵出口与第一锅炉省煤器相连；系统中还包括煤气发电机组以及减温减压装置。本实用新型解决了现有技术存在的因烧结系统运行不稳定导致发电系统频繁停机的问题，具有工作可靠经济、运行简单、投资少等优点。

Description

一种提高余热发电运行效率的系统

技术领域

本实用新型属于钢铁厂余热发电技术，特别是指一种提高余热发电运行效率的系统。 

背景技术

当今冶金企业余热、富余煤气回收发电项目为企业创造效益日益明显，而主要利用项为高炉煤气、转炉煤气及烧结机、环冷机、转炉、轧钢加热炉等余热。在实际中，煤气发电为提高效率一般选用中、高压参数发电机组，而烧结机及其他余热项目因其工艺特点一般选用低压参数发电机组。 

在运行中，煤气源比较稳定，故煤气发电机组运行比较稳定。而余热发电机组因其产生受上游生产工艺特性影响，余热产出不稳定，致使余热发电机组运行不稳定，造成频繁停机的结果。每一次启停机必然造成蒸汽排放损失和余热、电能消耗损失，且对机组的安全及寿命造成不利影响。同时每次发电机组的启停机势必会对冶金企业的内部电网造成冲击，可能导致其他生产工段因供电问题而造成停产，这对冶金企业要求连续生产，有稳定、可靠电力供应的原则是背道而驰的。 

专利号201010127982.2的发明专利中公开了一种烧结余热发电系统及方法，该专利中涉及到一种回收烧结机余热及环冷机余热独立发电的工艺。经考察，此种发电工艺在实际运行中，由于烧结系统运行不稳定，每月少则三、五次，多则十几次的停机频率，对于余热回收发电来说可靠性和经济性较差。烧结机每次停机必然造成烟气温度下降，致使余热锅炉产出蒸汽温度、压力、流量同时下降，汽轮发电机组负荷跟随下降；如果烧结系统停机时间超过二十分钟以上，烧结机及环冷机的烟温将逐渐下降到250℃以下甚至更低，余热锅炉产出蒸汽温度也随之降至200℃以下，汽轮发电机组必然会因蒸汽参数过低而停机。烧结的高故障率导致实际发电量只有原设计发电量的70%-80%。而每次汽轮机启停机，锅炉启停炉都要消耗2-4小时，这期间的蒸汽排放浪费相当可观；并且由于温度的交替变换，产生的交变应力对汽轮机，锅炉的寿命都会造成不利影响。上述的余热发电方案运行是很不经济、不稳定的，至今业内也没有一项经济、有效的解决方案来解决余热发电的这些不稳定因素，种种弊端制约着余热发电的发展，因此寻求一种方案解决此问题势在必行。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种提高余热发电运行效率的系统，通过减温减压器引用高参数的煤气发电机组蒸汽，补救低参数的余热发电机组因上游烧结工艺高故障率引起的运行不稳定、频繁停机的问题。 

本实用新型的整体技术方案是： 

一种提高余热发电运行效率的系统，包括烧结余热发电装置，其中余热锅炉顶部的余热锅炉过热器的出口通过低温低压主蒸汽管道与低温低压汽轮机主汽门相连，低温低压汽轮机的输出接第一发电机，低温低压汽轮机的排汽口连有第一凝汽器，第一凝汽器与第一凝结水泵入口相连，第一凝结水泵出口与第一除氧器进水口相连，第一除氧器出水口与第一锅炉给水泵进口相连，第一锅炉给水泵出口与第一锅炉省煤器相连；所述的系统中还包括煤气发电机组以及减温减压装置，煤气发电机组以及减温减压装置的结构如下：

A、煤气发电机组：煤气锅炉顶部的煤气锅炉过热器出口通过中温中压管道共有两路输出，其中一路与中温中压汽轮机主汽门相连，另一路接减温减压装置；中温中压汽轮机的输出接第二发电机，中温中压汽轮机排汽口连有第二凝汽器，第二凝汽器与第二凝结水泵入口相连，第二凝结水泵出口与第二除氧器进水口相连，第二除氧器出水口与第二锅炉给水泵进口相连，第二锅炉给水泵出口共有两路输出，其中一路与第二煤气锅炉省煤器相连，另一路接减温减压装置；

B、减温减压装置：减温减压器入口与中温中压管道近中温中压汽轮机输出端相连，并且二者之间的连接管道上设有第一截止阀；减温减压器出口与低温低压主蒸汽管道近低温低压汽轮机输出端相连，并且二者之间的连接管道上设有第二截止阀；减温减压器通过管道、减温水调节阀与第二锅炉给水泵的另一路输出相连，减温减压器设有安全阀。

本实用新型的具体技术构造还有： 

所述的烧结余热发电装置中第一凝结水泵出口与第一除氧器进水口之间、第一除氧器出水口与第一锅炉给水泵进口之间以及第一锅炉给水泵出口与第一锅炉省煤器之间通过水管路相连。

所述的减温减压装置中减温减压器上的入口设有压力调节阀。 

所述的减温减压装置中减温减压器上设有疏水管路。 

本实用新型的工作原理如下： 

余热锅炉过热器产生低温低压蒸汽通过管道送至低温低压汽轮机主汽门，蒸汽在低温低压汽轮机内部做功推动其转动，低温低压汽轮机带动第一发电机发电，蒸汽在第一凝汽器冷凝成水后通过第一凝结水泵送入第一除氧器，水在第一除氧器除氧后经第一锅炉给水泵送入第一锅炉省煤器加热，水在锅炉内换热转化成蒸汽。所述低温低压蒸汽参数温度320℃，压力1.15MPa。

煤气锅炉过热器产生中温中压蒸汽通过中温中压管道送至中温中压汽轮机主汽门，在中温中压汽轮机内部做功推动其转动，中温中压汽轮机带动第二发电机发电，蒸汽在第二凝汽器冷凝成水后通过第二凝结水泵送入第二除氧器，水在第二除氧器除氧后经第二锅炉给水泵送入第二锅炉省煤器加热，水在锅炉内换热转化成蒸汽。所述中温中压蒸汽参数温度425℃，压力3.4MPa。 

减温减压器在煤气发电系统和余热发电系统正常稳定运行时，处于非工作状态，第一截止阀、第二截止阀、压力调节阀关闭，不通气。 

若高参数机组运行正常，低参数机组运行不稳定时，可视情况将减温减压器投入热备用状态，第一截止阀全开，压力调节阀微开，第二截止阀全关，减温水调节阀全关，疏水管路全开，使少量的高参数蒸汽通过减温减压器对其本体及附属管路暖机暖管，保证减温减压器温度接近低参数蒸汽温度而又不会使大量蒸汽漏到低温低压侧而造成能源浪费。注意此时第一截止阀应全开，不应使用截止阀来控制蒸汽的流量或压力，否则将加速截止阀的磨损，降低整套装置的可靠性及稳定性。 

当余热发电机组锅炉由于烧结工艺或者锅炉本体原因出现事故时，可将减温减压器投入，第一、第二截止阀全开，通过压力调节阀调整进汽量，保证蒸汽适应低参数机组压力，由于低温低压汽轮机组此时应为低负荷运转，所以蒸汽压力范围在0.8-1MPa为宜；调整减温水调节阀，保证蒸汽温度适应低参数机组温度，以280-320℃为宜。要注意调整减温水调节阀时应缓慢稳定开大，并注意观察减温减压器出口温度表，严禁减温减压器出口温度过低，否则可能将对低温低压汽轮机造成致命性的损害。在减温减压器投入过程中，由于中温中压蒸汽部分分流到低温低压机组，所以注意调节中温中压汽轮机组负荷。这样就可以保证低参数机组不会因为锅炉侧原因停机。 

另外本装置还可以灵活应用在其他生产条件下，比如当余热发电系统正常运行，而煤气发电系统在启动暖管阶段，可以通过本装置回收煤气锅炉系统的蒸汽，送至余热发电机组用来发电，减少了煤气发电系统启机时的工质损失和能量损失。 

本实用新型所取得的技术进步在于： 

1、本实用新型在综合考虑余热发电机组频繁启停机时的能源浪费、时间消耗、启停机对汽轮机和锅炉寿命损耗及对电网系统的冲击影响等因素后，将高参数蒸汽减温减压成低参数蒸汽发电，保证了余热发电机组在低负荷运行时不停机。

2、投资少。只需要一套减温减压装置将系统机型简单的改造、连接即可，施工费用及设备采购费用都很少。 

3、后期运行简单、可靠，故障率低，维护费用少。因为系统简单，故本装置操作简单、方便、快速，可以满足余热发电机组的紧急补救，达到设计目的。另外减温减压装置已有成熟的技术保障设备可靠性，后期并不需要投入大量资金对此装置进行维护、检修。 

4、灵活协调余热发电机组和煤气发电机组的生产负荷。 

通过实际运行经验来看，本实用新型的效果显著，有效规避了上游烧结工艺高故障率带来的余热发电机组运行不稳定性，提高了余热的利用率、可行性、经济性。 

附图说明

本实用新型的附图有： 

图1是本实用新型的结构示意图。

附图中的附图标记如下： 

1、余热锅炉；2、余热锅炉过热器；3、低温低压主蒸汽管道；4、低温低压汽轮机；5、第一发电机；6、第一凝汽器；8、第一凝结水泵；9、第一除氧器；10、第一锅炉给水泵；11、第一锅炉省煤器；12、煤气锅炉；13、煤气锅炉过热器；14、中温中压管道；15、中温中压汽轮机；16、第二发电机；17、第二凝汽器；18、第二凝结水泵；19、第二除氧器；20、第二锅炉给水泵；21、水管路；22、第二锅炉省煤器；23、减温减压器；24、第一截止阀；25、第二截止阀；26、压力调节阀；27、减温水调节阀；28、安全阀；29、疏水管路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步描述，但不作为对本实用新型的限定，本实用新型的保护范围以权利要求记载的内容为准，任何依据说明书作出的等效技术手段替换，均不脱离本实用新型的保护范围。 

本实施例的整体构造如图示，包括烧结余热发电装置，其中余热锅炉1顶部的余热锅炉过热器2的出口通过低温低压主蒸汽管道3与低温低压汽轮机4主汽门相连，低温低压汽轮机4的输出接第一发电机5，低温低压汽轮机4的排汽口连有第一凝汽器6，第一凝汽器6与第一凝结水泵8入口相连，第一凝结水泵8出口与第一除氧器9进水口相连，第一除氧器9出水口与第一锅炉给水泵10进口相连，第一锅炉给水泵10出口与第一锅炉省煤器11相连；所述的系统中还包括煤气发电机组以及减温减压装置，煤气发电机组以及减温减压装置的结构如下： 

A、煤气发电机组：煤气锅炉12顶部的煤气锅炉过热器13出口通过中温中压管道14共有两路输出，其中一路与中温中压汽轮机15主汽门相连，另一路接减温减压装置；中温中压汽轮机15的输出接第二发电机16，中温中压汽轮机15排汽口连有第二凝汽器17，第二凝汽器17与第二凝结水泵18入口相连，第二凝结水泵18出口与第二除氧器19进水口相连，第二除氧器19出水口与第二锅炉给水泵20进口相连，第二锅炉给水泵20出口共有两路输出，其中一路与第二煤气锅炉省煤器22相连，另一路接减温减压装置；

B、减温减压装置：减温减压器23入口与中温中压管道14近中温中压汽轮机输出端相连，并且二者之间的连接管道上设有第一截止阀24；减温减压器23出口与低温低压主蒸汽管道3近低温低压汽轮机输出端相连，并且二者之间的连接管道上设有第二截止阀25；减温减压器23通过管道、减温水调节阀27与第二锅炉给水泵20的另一路输出相连，减温减压器23设有安全阀28。

所述的烧结余热发电装置中第一凝结水泵8出口与第一除氧器9进水口之间、第一除氧器9出水口与第一锅炉给水泵10进口之间以及第一锅炉给水泵10出口与第一锅炉省煤器11之间通过水管路21相连。 

所述的减温减压装置中减温减压器23上的入口设有压力调节阀26。 

所述的减温减压装置中减温减压器23上设有疏水管路29。 

Claims (4)

1.一种提高余热发电运行效率的系统，包括烧结余热发电装置，其中余热锅炉（1）顶部的余热锅炉过热器（2）的出口通过低温低压主蒸汽管道（3）与低温低压汽轮机（4）主汽门相连，低温低压汽轮机（4）的输出接第一发电机（5），低温低压汽轮机（4）的排汽口连有第一凝汽器（6），第一凝汽器（6）与第一凝结水泵（8）入口相连，第一凝结水泵（8）出口与第一除氧器（9）进水口相连，第一除氧器（9）出水口与第一锅炉给水泵（10）进口相连，第一锅炉给水泵（10）出口与第一锅炉省煤器（11）相连；其特征在于所述的系统中还包括煤气发电机组以及减温减压装置，煤气发电机组以及减温减压装置的结构如下：

A、煤气发电机组：煤气锅炉（12）顶部的煤气锅炉过热器（13）出口通过中温中压管道（14）共有两路输出，其中一路与中温中压汽轮机（15）主汽门相连，另一路接减温减压装置；中温中压汽轮机（15）的输出接第二发电机（16），中温中压汽轮机（15）排汽口连有第二凝汽器（17），第二凝汽器（17）与第二凝结水泵（18）入口相连，第二凝结水泵（18）出口与第二除氧器（19）进水口相连，第二除氧器（19）出水口与第二锅炉给水泵（20）进口相连，第二锅炉给水泵（20）出口共有两路输出，其中一路与第二锅炉省煤器（22）相连，另一路接减温减压装置；

B、减温减压装置：减温减压器（23）入口与中温中压管道（14）近中温中压汽轮机输出端相连，并且二者之间的连接管道上设有第一截止阀（24）；减温减压器（23）出口与低温低压主蒸汽管道（3）近低温低压汽轮机输出端相连，并且二者之间的连接管道上设有第二截止阀（25）；减温减压器（23）通过管道、减温水调节阀（27）与第二锅炉给水泵（20）的另一路输出相连，减温减压器（23）设有安全阀（28）。

2.根据权利要求1所述的提高余热发电运行效率的系统，其特征在于所述的烧结余热发电装置中第一凝结水泵（8）出口与第一除氧器（9）进水口之间、第一除氧器（9）出水口与第一锅炉给水泵（10）进口之间以及第一锅炉给水泵（10）出口与第一锅炉省煤器（11）之间通过水管路（21）相连。

3.根据权利要求1所述的提高余热发电运行效率的系统，其特征在于所述的减温减压装置中减温减压器（23）上的入口设有压力调节阀（26）。

4.根据权利要求1或3所述的提高余热发电运行效率的系统，其特征在于所述的减温减压装置中减温减压器（23）上设有疏水管路（29）。

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