低压饱和蒸汽余热利用在韶钢的应用

1、低压饱和蒸汽余热利用在韶钢的应用刘耀辉刘小强前言：现代钢铁行业余热利用越来越被重视，转炉饱和蒸汽的利用也一样慢慢被重视，韶钢根据自身情况，对饱和蒸汽的利用开辟一种新途径，钢铁行业可以借鉴。概述：韶钢原有的低压饱和蒸汽经加热后用来对外供汽（热） ，随着炼钢厂规模不断扩大，现已投产 5 座转炉，而炼钢时产生的饱和蒸汽很不稳定，最大时一台转炉可以产生 40 吨/小时饱和蒸汽，最小时为零，致使饱和蒸汽在几台转炉同时冶炼时放散严重，浪费能源，并对大气造成热污染。饱和蒸汽在全国应用情况较少，北方钢铁厂基本上不采用，直接放散，造成能源的严重浪费，济南钢铁采用饱和蒸汽直接发电，但存在效率低，故障率高，维修成本

2、高，设备可开动率低等问题。用DN300的管道把转炉产生的饱和蒸汽引入第一热电站内，在一站建一座低压饱和蒸汽发电站， 蒸汽进入发电站后经过蒸汽过热装置（一开一备） ，经过过热后的蒸汽汇合进入母管，再从母管分别引入汽轮机、过热蒸汽母管。蒸汽过热装置选型为60t/h加热炉，使用混合煤气进行加热，设计量为2500m3/h；汽轮机发电机选型为9MW冷凝机组，汽轮机配套润滑冷却油系统、发电机配套空气冷却系统，经汽轮机作功后的蒸汽冷凝为凝结水送入水箱，循环使用，循环冷却系统采用机力冷却塔型式。工艺流程图如下所示。实施情况：主体设备：余热锅炉、汽轮发电机、机力冷却塔1. 蒸汽及燃料条件1.1.蒸汽蒸汽过热器进

3、口饱和蒸汽压力：0.8-0.9MPa；蒸汽过热器进口饱和蒸汽温度：饱和温度；蒸汽过热器进口饱和蒸汽流量：最大 72t/h，平均 60 t/h，最小12 t/h；蒸汽过热器出口过热蒸汽压力：0.8-0.9MPa；蒸汽过热器进口过热蒸汽温度：30010。工艺流程示意图工艺流程示意图1.2.采用成熟、可靠、先进、实用的燃烧器。蒸汽过热器燃烧室优化布置。在燃烧室布置二个气体燃烧器。燃烧器采用中心进气和周向进气的蜗壳式旋流气体燃烧器， 燃烧器的配风器是蜗壳式旋流配风器，它使燃烧所需要的空气产生强烈旋转，以转炉换热器余热锅炉蓄热器（汽包）汽轮发电机组凝结水泵饱和蒸汽过热蒸汽公司供热管网凝汽器利于燃气和空气

4、迅速混合。 燃气从位于蜗壳式配风器中央的中心管引入，在接近燃烧器出口的部位从中心管高速喷射出来，穿透进入强烈旋转的空气气流中，与空气迅速混合均匀后进入燃烧室。该燃烧器的火炬接近于预混燃烧，火炬长度较短。燃烧所需要的风量可通过风道上的挡板来进行调节。该燃烧器具有如下优点：火焰短、火力强、燃烧温度高。可以燃烧不同性质的燃气，燃烧完全、燃烧效率高。燃烧安全，不易脱火和回火。低负荷稳定性好。燃烧器采用两级点火，即高能电火花点燃气体点火器，再由气体点火器点燃气体燃烧器。该加热器专为韶钢松山股份有限公司转炉炼钢厂改造工程的蒸汽过热加热器专门设计的一种锅炉,该炉由气体燃烧器，蒸汽加热管束，进出口集箱、预热器

5、等部件组成。整台锅炉呈箱体结构 （如图示） ,锅炉本体长约 6.8 米,宽约 6.15米,高约 5.7 米。钢排气筒布置在锅炉的尾部。整个锅炉分前后两部份，前部为燃烧室，气体燃烧器就布置在燃烧室的侧墙上。后部为对流烟道，蒸汽加热管束布置在锅炉的后部对流烟道内，加热器的进出口集箱布置在对流烟道的侧墙外部， 由钢架支撑。 设置有送、 引风机，分别布置在预热器进、出口烟道前后。高温烟气经对流换热后，经过管式预热器，从布置在锅炉尾部的排气筒排入大气中。锅炉燃烧室净宽为 2.6 米，深为 5.6 米,高约 3.0 米。在燃烧室的侧墙上布置有两个气体燃烧器，可燃气体和燃烧用空气（a=1.15）从燃烧器内喷

6、入炉内，实现高效稳定的燃烧，产生 1500以上的高温烟气。 为使进入蒸汽加热管束的烟气温度控制在材料的允许温度范围内，并留有一定的裕量，在燃烧室的上部设有冷风掺入孔，控制掺入燃烧室的冷风量， 就可调节炉膛出口温度; 在受热面的进口处加有冷却风，当没有蒸汽冷却受热面时，通过加大冷却风使烟温降低到材料能承受的温度，根据材料的情况，使炉膛出口温度控制在 950左右。余热锅炉总图由于饱和蒸汽正常出现波动， 在没有蒸汽的情况下会对锅炉受热面管道产生过热而破坏， 我们针对这一情况研发了一种实用新型专利技术：饱和蒸汽加热锅炉是一种将低品质饱和蒸汽通过煤气燃烧加热后变为高品质过热蒸汽的设备。 加热锅炉里的过热

7、器是加热锅炉的核心设施，承担着烟气与饱和蒸汽的热交换功能。由于工业企业饱和蒸汽回收工艺的特殊性，饱和蒸汽为阶段性、不均匀回收，因此加热锅炉经常会出现因饱和蒸汽量过小或没有蒸汽， 引起加热锅炉炉膛温度不能快速降下来，导致过热器管道产生过烧、严重变形、干烧碳化等问题，造成过热器管道损坏。加热锅炉过热器损坏后，必须对加热锅炉停炉冷却一段时间，才能对损坏变形的过热器进行更换或封堵。不仅施工难度大， 耗时长， 而且停炉时期的饱和蒸汽不能充分回收利用，造成能源浪费。韶钢饱和蒸汽余热利用项目中， 锅炉采用了一套加热炉过热器管道防过烧的新技术，该技术经技术人员整理、申报，获得了一项实用新型专利： 一种加热锅炉

8、过热器管道防过烧装置 。本发明的结构示意图如下：1调节阀2冷却风管3冷却风喷嘴4过热器管道,5加热炉炉膛6-过热蒸汽7饱和蒸汽8煤气9送风主管10煤气烧嘴本技术的有益效果是： 保证加热锅炉在过热器管道里流通的蒸汽量过小或没有蒸汽情况下， 过热器管道不会因温度高产生严重变形及管道碳化造成损坏,大大延长了加热锅炉过热器的使用寿命, 一方面降低了维修费用； 另一方面因节省了检修时间， 可充分回收饱和蒸汽、对节能降耗有着显著效果。同时该系统采用自动控制，操作简单、方便。该技术在韶钢应用实施后，加热炉过热器没有因超温而爆管。1 套 9MW 余热发电项目的凝汽式汽轮机及其配套系统。2.实施效果分析韶钢饱和蒸汽余热利用技术，很好的解决了公司供汽（热）的稳定难题，同时充分利用富余蒸汽进行发电，创造了良好的直接经济效益，避免蒸汽发散，减少对大气的热污染；在加热饱和蒸汽过程中，消耗了钢铁企业生产中的副产品煤气，充分利用能源的同时还减少了因煤气发散造成的大气污染。（一）直接效益1、每年可以为韶钢多发电 4991.1 万 kWh（按照 2014 年全年发电计算） ，直接经济效益每年达 2859.