周宏偉　黃剛毅

摘要：鋼鐵廠轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)產(chǎn)生的高溫尾部煙氣，尾部煙道一般采用余熱鍋爐進(jìn)行保溫和吸熱，吸熱產(chǎn)生的飽和蒸汽一般對空排放或回收至熱用戶，本文引用實(shí)例介紹了建設(shè)余熱汽輪發(fā)電站方式綜合利用轉(zhuǎn)爐余熱蒸汽，為鋼鐵廠的余熱利用提供了一條可行的途徑。

關(guān)鍵字：熱力系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1 概述

某鋼鐵廠現(xiàn)有60t轉(zhuǎn)爐4座和120t轉(zhuǎn)爐4座，轉(zhuǎn)爐在生產(chǎn)過程中其汽化冷卻裝置產(chǎn)生大量的低壓飽和蒸汽，由于轉(zhuǎn)爐容量和建設(shè)初期的設(shè)計(jì)冷卻方式的限制，4×120t轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生低壓飽和蒸汽產(chǎn)量為～60t/h，壓力0.8～1.0MPa；4×60t轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生低壓飽和蒸汽產(chǎn)量為～30t/h，壓力～0.5MPa；采暖用戶冬季用量～30t/h（0.5MPa），其余蒸汽全部對空排放。為了減少對外蒸汽排放，節(jié)約能源，經(jīng)過初步計(jì)算，鋼鐵廠確定按全部90t/h轉(zhuǎn)爐低壓飽和蒸汽汽輪發(fā)電組建設(shè)余熱利用電站，項(xiàng)目于2007年6月開始進(jìn)行設(shè)計(jì)及設(shè)備采購，2007年9月開工建設(shè)，2008年6月投入運(yùn)行，經(jīng)過一年的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，平均發(fā)電量11.5MW（夏季）、8MW（冬季），取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

武漢都市環(huán)保工程技術(shù)股份有限公司于2005年完成江蘇興澄特鋼同類型的發(fā)電站的設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上（2006年投產(chǎn)），全面論證了鋼廠轉(zhuǎn)爐余熱的發(fā)電潛力，針對鋼廠轉(zhuǎn)爐余熱系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，形成完整的低壓飽和蒸汽發(fā)電熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用流程，為同類型的節(jié)能技術(shù)的實(shí)踐提供了一個(gè)優(yōu)良的范例。

2 轉(zhuǎn)爐蒸汽發(fā)生系統(tǒng)

2.1 主蒸汽（高壓飽和蒸汽）

高壓飽和蒸汽（壓力0.8～1.0MPa）由4×120t轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)，系統(tǒng)由凈化水裝置、貯水罐、除氧系統(tǒng)、鍋爐、蓄熱器和減壓閥組成，鍋爐出口連接成母管接入蓄熱器，蓄熱器出口蒸汽進(jìn)入電站主蒸汽管道；蓄熱器出口旁通設(shè)置減壓閥，蒸汽減壓至～0.5MPa進(jìn)入全廠供熱系統(tǒng)母管。

2.2 補(bǔ)汽系統(tǒng)（低壓飽和蒸汽）

詳見熱力系統(tǒng)圖1：

2.3 通過高壓、低壓蒸汽母管互聯(lián)互通，為電站汽輪機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行提供條件，同時(shí)，電站汽輪機(jī)作為最大用戶，通過進(jìn)汽流量調(diào)節(jié)維持高、低壓母管壓力，為轉(zhuǎn)爐和熱用戶提供穩(wěn)定的冷卻和供熱工況；

2.4 汽輪機(jī)凝結(jié)水直接供給高壓鍋爐除鹽凈化水貯水罐，節(jié)約水處理運(yùn)行費(fèi)用，為了保證汽輪機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，低壓蒸汽發(fā)生系統(tǒng)不接受汽輪機(jī)凝結(jié)水。

大汽輪機(jī)容量至12MW（額定），配備15MW發(fā)電機(jī)：BN12-1.37/0.3；QFW-15。

3 熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)

熱力系統(tǒng)流程圖2：

對于汽輪機(jī)，其進(jìn)汽參數(shù)要求過熱度越高就越有利于運(yùn)行，為了防止蒸汽帶水進(jìn)入汽輪機(jī)，在汽輪機(jī)主（補(bǔ)）進(jìn)汽門前設(shè)置汽水分離器；同時(shí)，汽輪機(jī)通流部分具有相應(yīng)的疏水能力及抗水擊（蝕）措施。

4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析

4.1 機(jī)組于經(jīng)過一年的試運(yùn)行（2008年6月6日～2009年6月5日）總運(yùn)行355×24=8520h；總發(fā)電量～80，000，000kW·h；回收除鹽凈化水～510，000t

4.2 由于余熱汽輪發(fā)電機(jī)組的投產(chǎn)，充分利用汽輪發(fā)電機(jī)組的調(diào)節(jié)能力，有效的穩(wěn)定了轉(zhuǎn)爐循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，使轉(zhuǎn)爐冷卻系統(tǒng)始終維持在穩(wěn)定工作段運(yùn)行，機(jī)組運(yùn)行階段，轉(zhuǎn)爐基本上杜絕了對空排汽。

4.3 余熱電站成為整個(gè)鋼鐵廠的蒸汽調(diào)度中心，在轉(zhuǎn)爐冷卻鍋爐、凈化水站、熱用戶及發(fā)電方面建立完善了的調(diào)節(jié)機(jī)制，形成一套完整的可調(diào)節(jié)的余熱蒸汽利用系統(tǒng)。

4.4 由于鋼廠生產(chǎn)過程中大量消耗的一次能源（煤炭），會(huì)產(chǎn)生大量的尾氣（熱污染），余熱電站的建設(shè)為各節(jié)能設(shè)備的進(jìn)一步改造升級提供了接入平臺，為鋼鐵企業(yè)節(jié)能降耗開創(chuàng)了一片新天地。