趙盾

首秦?zé)Y(jié)余熱蒸汽發(fā)電應(yīng)用實(shí)例

趙盾

首秦公司兩臺燒結(jié)機(jī)為150㎡,年平均生產(chǎn)燒結(jié)礦為礦310～330萬噸，兩條燒結(jié)生產(chǎn)線配有兩臺燒結(jié)余熱蒸汽鍋爐，額定產(chǎn)汽量為12t/h，由此數(shù)據(jù)可知，產(chǎn)汽量不夠理想，每臺燒結(jié)余熱蒸汽鍋爐產(chǎn)汽量約為約4～6t/h，蒸汽壓力為0.4MPa左右，蒸汽利用上尚有潛力可挖。根據(jù)國家節(jié)能減排的政策和首春公司蒸汽平衡的要求，將兩座燒結(jié)機(jī)的余熱進(jìn)行充分利用，產(chǎn)生的蒸汽用來發(fā)電和供暖，使公司的經(jīng)濟(jì)效益再上一個(gè)臺階。

在現(xiàn)代工業(yè)高度發(fā)展的今天，鋼鐵工業(yè)是整個(gè)社會賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)之一，是衡量一個(gè)國家綜合國力的重要指標(biāo)。而在生產(chǎn)出眾多合格的產(chǎn)品的同時(shí)，如果還能更好的利用所廢棄的資源，節(jié)能減排，正是我們的國家所需要的，同時(shí)也能為企業(yè)本身創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。我們知道，在鋼鐵生產(chǎn)過程當(dāng)中，燒結(jié)工序能耗是一個(gè)不容忽視的數(shù)據(jù)，它的能耗約占總能耗的10%，僅隨煉鐵工序之后，次居第二位，而在整個(gè)燒結(jié)工序能耗當(dāng)中，有大約50%的熱能以燒結(jié)的煙氣和冷卻機(jī)廢氣的顯熱形式從煙筒排入大氣當(dāng)中，為大力響應(yīng)國家節(jié)能降耗的號召，首秦公司引進(jìn)燒結(jié)余熱蒸汽發(fā)電改造項(xiàng)目，產(chǎn)生出來的蒸汽用來發(fā)電和供暖，為社會和企業(yè)帶來了更好的經(jīng)濟(jì)效果。首秦公司余熱蒸汽發(fā)電在兩臺燒結(jié)機(jī)附近分別配置一套雙壓余熱鍋爐及一套7MW補(bǔ)汽凝汽式汽輪電電機(jī)組。利用燒結(jié)環(huán)冷機(jī)的高溫?zé)煔馔ㄟ^余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽用于汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電和供生產(chǎn)生活使用。余熱發(fā)電項(xiàng)目于8月底投入使用，可實(shí)現(xiàn)噸發(fā)電量16.3kWh，此發(fā)電量，達(dá)到國內(nèi)余熱發(fā)電先進(jìn)水平。下面我對雙壓余熱鍋爐進(jìn)行簡單介紹。

首秦?zé)Y(jié)余熱蒸汽發(fā)電控制系統(tǒng)介紹

總體方案

首秦公司余熱蒸汽改造項(xiàng)目本在兩臺150m2環(huán)冷機(jī)附近各配置一套 20t/h 雙壓余熱鍋爐，共產(chǎn)生2.0MPa@330℃＆30t/h的過熱蒸汽和0.65MPa@192℃＆10t/h的過熱蒸汽,中壓蒸汽作為主蒸汽進(jìn)入后面的汽輪機(jī)發(fā)電，低壓蒸汽補(bǔ)汽進(jìn)入后面的汽輪機(jī)發(fā)電。開放煙罩處煙氣引至風(fēng)機(jī)入口，電站建成后，將后部煙罩出風(fēng)引到風(fēng)機(jī)進(jìn)口，與現(xiàn)有鍋爐出口煙氣共同作為熱風(fēng)循環(huán)。以彌補(bǔ)漏風(fēng)損失。熱風(fēng)燒結(jié)系統(tǒng)：熱風(fēng)燒結(jié)從燒結(jié)環(huán)冷機(jī)末端無煙罩密封處引風(fēng)，熱風(fēng)燒結(jié)不影響爐運(yùn)行；鍋爐運(yùn)行同樣不影響熱風(fēng)燒結(jié)。

特點(diǎn)

余熱蒸汽發(fā)電為 100%旁路系統(tǒng)，當(dāng)鍋爐或發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障時(shí)，控制系統(tǒng)可快速的啟動原環(huán)冷風(fēng)機(jī)，同時(shí)打開煙囪上煙氣擋板門，關(guān)閉煙道上的煙氣擋板門，系統(tǒng)可切換到原有工況下運(yùn)行，直到鍋爐發(fā)電機(jī)組故障排除后，系統(tǒng)可很快的切換，充分保證燒結(jié)工藝的安全連續(xù)運(yùn)行；鍋爐采用雙壓蒸汽系統(tǒng)，提高余熱利用率，降低排煙溫度；采用 DCS 控制系統(tǒng)，各種參數(shù)均引至計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

熱控部分

采用DCS作為機(jī)組的主要控制系統(tǒng)，DCS即分散控制系統(tǒng)，它由過程控制站，人機(jī)接口裝置和通訊系統(tǒng)等組成。該系統(tǒng)易于組裝，使用及擴(kuò)展。余熱鍋爐設(shè)1個(gè)操作員和1個(gè)工程師站，同時(shí)工程師站必要時(shí)可做操作員站使用，保障正常運(yùn)行，同時(shí)配置1臺打印機(jī)用來打印生產(chǎn)報(bào)表等。在控制室內(nèi)可實(shí)現(xiàn)機(jī)組的啟/停操作，監(jiān)控運(yùn)行情況，更改參數(shù)、報(bào)警及各種緊急事故處理。鍋爐水位，采用工業(yè)電視監(jiān)視。

控制柜采用高性能的控制設(shè)備，和冗余配置，包括：通迅網(wǎng)絡(luò)、控制器、重要IO點(diǎn)，供電電源配置要冗余確保系統(tǒng)長期可靠地運(yùn)行。當(dāng)柜內(nèi)任意模塊發(fā)生故障時(shí)不會影響其他模塊的正常運(yùn)行。余熱發(fā)電項(xiàng)目的通訊方式采用ModBus協(xié)議，來與第三方系統(tǒng)連接。軟件主要要求：操作系統(tǒng)Windows XP SP3、Windows Server 2003、Microsoft Office 2003、HOLLiAS MACS V5.2.4 系統(tǒng)軟件。

余熱蒸汽發(fā)電硬件和軟件配置如圖1所示。

圖1 余熱蒸汽發(fā)電硬件和軟件配置圖

燒結(jié)余熱蒸汽發(fā)電改造項(xiàng)目遵循“先進(jìn)、實(shí)用、可靠、經(jīng)濟(jì)”的原則，于2013年8月全部投入使用，所發(fā)現(xiàn)問題一一得到解決，整體效果顯著，產(chǎn)生了相當(dāng)明顯的效益，機(jī)組全年運(yùn)行時(shí)間可達(dá)到7400h，其中，非采暖期 7 個(gè)月（4.15～11.15）；供暖期 5個(gè)月(11.15～次年 4.15)，全部發(fā)電時(shí)間為4300h，發(fā)電及供暖時(shí)間為 3100h。工程建成后主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。同時(shí)節(jié)約水資源，保護(hù)水環(huán)境，提高工業(yè)用水循環(huán)率和重復(fù)利用率，以達(dá)到社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的和諧統(tǒng)一。

（作者單位：北京首鋼自動化信息技術(shù)有限公司 首秦運(yùn)行事業(yè)部）