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坚炉余热发电新发展

更新时间:2018-04-10 18:28:23 点击数:751

    随着近几年我国钢铁工业的飞速发展,我国环境以及资源都受到了极大的考验。钢铁工业是我国的耗能大户,能源年消费量超过了3.5亿吨标煤,占全国能源消费总量的15%以上。据统计,目前我国吨钢能耗与国际水平比,至少高出了20%。钢铁产品的竞争也日趋激烈,如何进行低成本生产、实现节能降耗、清洁生产成为广大钢铁企业必须面临的问题。解决这些问题,关键就是要靠余热的合理利用。
    铁前系统余热利用情况:铁前系统能耗占整体钢铁生产能耗的70%左右[1],而烧结球团工艺又占了铁前系统能耗的约20%。目前为止,国内钢铁企业对铁前系统的炼焦、高炉炼铁都采取了余热发电措施(如干熄焦发电、高炉煤气发电、高炉炉顶压差发电等)以提高余热利用率;而能耗大户-烧结球团工艺,其余热利用还仅限于做助燃风或干燥、预热等方面,热利用率不足50%,以竖炉生产为例,球团矿以900~1000℃的温度从竖炉排出,由于先前国内竖炉二次冷却技术不成熟,为了维持连续性生产,很多厂家选择自然冷却后再打水冷却的方法,这样不仅能耗浪费严重,还会造成厂区二次污染。出现这种情况,原因一方面是国内外烧结球团余热发电技术尚不太成熟,另一方面是为了达到冷却目的,冷却风机的风量大,排出的热废气温度相对不高(大部分低于600℃),而且尚无集中的废热回收装置,因此余热利用率不太理想。
    2001年,武汉科技大学团矿专 家彭志坚教授经多年研究,发明了竖炉球团三种形式的球团矿冷却器,其中PZ-B型竖炉球团炉内二次冷却器和PT-I型球团矿炉外冷却器2001年已批准为国家专利,专利号分别为ZL00266289.6和ZL00266190.X。2006年,济钢股份球团厂首次将PT-I型球团矿炉外冷却器专利技术应用于1号竖炉。该二次冷却器不仅可实现对球团矿的快速冷却,大幅提高强度;还能降低粉尘等污染,并有效回收废热,与发电装置对接,实现竖炉余热发电。该竖炉球团冷却-发电装置的应用,将会对我国竖炉的余热利用状况产生历史性变革。
竖炉二次冷却后热废气条件:
    废气量             V= 110000Nm3/h
    废气温度           T1= 416℃
    废气含尘浓度       C< 15mg/Nm3
    经由竖冷器排出的热废气温度平均416℃,已不属于低温的范畴。因此发电机组的选择可分为以下三种:一、采用背压式汽轮机,如单进式低参数汽轮机。其进气参数为1.2~2.0MPa,280~300℃。其缺点是余热利用率不高,250℃以下的废气余热不能回收利用,因此必须再增加纯低温余热发电系统。二、采用二级低温余热补燃发电系统。废气温度由320~350℃提高到550~650℃后,热综合利用率高,发电能力大,但该技术适用于煤矸石等劣质煤或其它廉价燃料丰富的地区。三、采用纯低温发电系统。该发电系统可充分利用416~120℃的热废气,热利用率效果好,发电效率高(参考马钢烧结余热发电项目)。
    热废气所携带的29.68 GJ/h能量,如用余压锅炉全部回收,可产饱和蒸汽约14t/h,参照装机方案(见表3),可选用额定功率为3000KW的汽轮机进行发电

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