余热发电设计方案

余热发电项目2台120t转炉、3台180m2余热发电工程设计方案 设计单位：四川华明新能源技术有限公司一月

目录TOC\o"1-4"\h\z\u1项目介绍 11.1项目名称及内容 12方案选择 12.1转炉余热发电系统介绍 12.2烧结环冷机余热电机系统介绍 22.2.1工艺流程 22.2.2工艺设计规定 22.2.3烟气收集系统 42.2.4烟气循环系统 42.2.5余热锅炉 52.3方案选择 53发电量估算 63.1烧结余热发电量 63.2转炉余热发电量 74重要设备表 75附图 71项目介绍1.1项目名称及内容名称：余热发电项目2台120t转炉+3台180m2内容：一期已经建设好1台120t转炉和1台180m2烧结环冷机，二期新建1台120t转炉和2台180m2烧结环冷2方案选择2.1转炉余热发电系统介绍转炉在吹炼过程中，产生大量的高温烟气（1200°送往汽轮机的蒸汽通过调压阀降至0.6MPa，饱和蒸汽通过调压阀成为微过热蒸汽，进入汽轮机膨胀做功，驱动发电机发电。对于国产汽轮机，普通为多级叶片构造，为避免末级叶片发生水击现象，规定进入汽轮机的蒸汽干度不不大于0.995，因此在进入汽轮机前设立有一套汽水分离装置。汽轮机排出的乏汽在凝汽器内被冷凝，通过凝结水泵将凝结水送入除氧器进行除氧，除氧后再通过给水泵送入余热锅炉汽包和蓄热器内。2.2烧结环冷机余热电机系统介绍烧结环冷机余热发电系统相对较复杂，下面重要介绍烧结余热发电。2.2.1工艺流程烧结机余热锅炉是运用环冷机鼓风机鼓风冷却高温烧结矿产生的废气。具体流程是，环冷机Ⅰ段（高温段）的高温废气送入余热锅炉高温入口；高温段烟气首先用来加热由高压汽包输送至高压加热器的蒸汽，使该部分蒸汽变为过热蒸汽，高温段烟气通过高压过热器换热后与环冷机Ⅱ段（低温段）的低温废气混合参加高压蒸发器、低压蒸发器、省煤器等区域的换热；锅炉除氧器的设立采用一体化除氧（充足考虑蒸汽的汽水分离、低压汽包的水位调节以及除氧蒸汽的稳定来源，确保达成除氧效果），外供除盐水和凝汽器产生的凝结水通过除氧器除氧后进入余热锅炉的低压段锅筒，一部分水经低压段蒸发器换热后在低压段锅筒内形成饱和蒸汽，经锅筒汽水分离装置分离后送至低压过热器加热，产生的过热蒸汽最后进入汽轮机补气口做功；一部分水由锅炉给水泵输送至余热锅炉的高压段锅筒内，经二段蒸汽蒸发器与高温废气换热后在高压段锅筒形成蒸汽，蒸汽再与进口的高温段废气换热后变成过热蒸汽，进入汽轮机发电。余热锅炉出口排气温度不大于150℃循环风机按全流量配备，风量根据工艺状况自行设计选择，正常运行时环冷机对应鼓风机可停运。循环风机流量按环冷机的运行需要，其流量在20%～100%范畴可调。废气进入鼓风机风箱的压力约4.2～4.5kPa。当锅炉事故或检修时，环冷机鼓风机启动运行，并通过烟囱将废气直接排入大气。2.2.2工艺设计规定余热发电装置涉及全部系统和设备满足下列总的规定：余热锅炉主体采用全钢构造、双压系统。环冷机烟气收集罩、环冷机台车密封和管道设计应遵照尽量提高烟气运用率和不影响烧结正常生产的原则。在适宜位置设立烟气除尘设施。环冷机烟气收集系统不参加烧结终点自动控制。为充足运用烧结矿冷却废气，提高废气运用效率，余热锅炉布置在环冷机旁，距离环冷机较近，减少热量损失。余热锅炉采用落地立式露天布置的型式，废气管道由锅炉上部进入，充足换热后从锅炉下部引出，经循环风机后再进入环冷机。余热锅炉设两台锅炉给水泵，布置在余热锅炉底部一侧，余热锅炉底部同时布置锅炉磷酸盐加药装置及锅炉汽水取样装置。为充足运用余热资源，本套发电机组为补汽凝汽式汽轮发机组，汽轮机无回热系统。烟气回收系统应设计烟气温度调节机构。本机组为低温低压机组,其设计按《小型火力发电厂设计规范GB50049-94》执行。补汽凝汽式汽轮机的凝结水出凝汽器后，由凝结水泵打出后通过外线送入烧结余热锅炉房除氧器。凝汽器冷却水采用循环供水。凝汽器为分列二道制表面式，进出水管各两根。余热发电管道系统要安装合理，流速适中。2.2.3烟气收集系统根据余热发电烟气收集规定，在回收段与非回收段之间设立电动碟阀，为避免底部风箱因压力不均等而出现偏风现象。烟气回收罩进行保温解决，使其表面温度不高于50℃烟气回收罩上部的四条烟气收集支管均设立电动隔离蝶阀，以控制回收罩聚集的烟气集中聚集到总管，分别进入锅炉。环冷机排放烟囱和支管道上均设有电动隔离蝶阀。正常工作时烟囱上的电动隔离蝶阀关闭，四条引出管上的电动隔离蝶阀打开，烟气通过收集管道分别进入锅炉，不再排入大气。余热回收系统因故不能正常运行时，收集管道上的电动隔离蝶阀关闭，烟囱上的电动隔离蝶阀打开，烟气排入大气，不再进入锅炉烟道上设立有可靠的耐高温的非金属膨胀节，以满足烟道热膨胀时的伸缩量。2.2.4烟气循环系统循环风烟道采用钢制烟道、外部保温。循环风机为双吸双支撑构造，轴承采用滑动轴承；叶轮和机壳采用耐磨解决，叶轮使用寿命不不大于2年，机壳使用寿命不不大于5年。风机及其配套电机设有监控系统，风机采用稀油润滑，配套稀油站。循环风机采用变频调速方式。除此之外，循环风机出口设立紧急放散烟囱，在特殊状况下能够解除烟气系统的闭式循环，通过烟囱将锅炉排烟放散。烟罩与台车上部的密封以及风箱顶部与环冷机台车之间的密封采用可靠的密封方式，减少漏风量，确保余热发电的烟气量。上部密封部位由于回收罩与环冷机台车之间存在相对运动，规定密封效果好的状况下不能影响环冷机的正常运行。2.2.5余热锅炉余热锅炉采用双通道进气，露天布置方式。余热锅炉采用塔篷式构造、主副跨分立布置形式。余热锅炉、余热锅炉循环风机集中布置在环冷机附近。余热锅炉为双压、自带除氧器、立式烟道、螺旋翅片管受热面、自然循环型式。余热锅炉受热面涉及：高压过热器、高压蒸发器、高压省煤器、低压过热器、低压蒸发器、凝结水预热器以及除氧器。余热锅炉主体受热面采用管箱式模块构造，受热面管子和锅炉的壳体出厂时加工成为一种整体。壳体用一体化护板构造，与烟气接触的内通道采用搭接的金属内衬、中间以硅酸铝纤维毡为绝热层、外侧为钢制密封壳体、壳体金属与支撑及加强构造件组焊为一种整体，各个管箱模块之间采使用方法兰和紧固件联接，并施以密封焊。受热面管模块之间的连接采用180°弯头或弯管实现。连接弯管或弯头置于烟道之外，不受含尘气流的冲刷。管子的更换，无需进入烟气通道内部，仅需在管箱两端完毕操作。受热面前部设立了燃气脉冲吹灰装置。受热面管子的支撑采用管板，受热面管子可自由膨胀；管板采用悬吊方式支撑，热态下，能够整体向下膨胀。由于采用自然循环方式，为了确保循环可靠，将高压锅筒和低压锅筒实施高位布置。使附属设备布置紧凑。2.3方案选择方案一：2台转炉和3台烧结环冷机分别设立1套发电机组；方案二：2台转炉和3台烧结环冷机共设立1套发电机组；因转炉余热锅炉生产的饱和蒸汽，环冷机余热锅炉生产的过热蒸汽，若仅设立1套机组则系统会很复杂；同时从业主蒸汽需求量产汽量来看，蒸汽需求量夏季6t/h，冬季63t/h，产汽量累计128t/h（扣除停运2x20t/h锅炉35/h），涉及转炉余热产汽42t/h，环冷机余热产低压蒸汽21t/h，环冷机余热产中压蒸汽51t/h，棒材及线材厂产汽14t/h。夏季使用棒材及线材厂产汽供汽即可满足蒸汽需求；冬季则用转炉余热产蒸汽、棒材及线材厂产蒸汽、部分环冷机产低压蒸汽对厂内供汽；剩余环冷机余热低压蒸汽和中压蒸汽用于发电，同时停运转炉余热发电机组。若仅设立1套发电机组，在冬季对厂内供汽时，仅有1半的蒸汽量用于发电，整套机组内的大部分设备都处在低效率运行，浪费电能。总而言之，应采用方案一，转炉余热锅炉和环冷机余热锅炉分别设立1套发电机组，共2套发电机组。3发电量估算3.1烧结余热发电量锅炉出口参数汽轮机入口参素汽轮机出口参数压力(MPa)温度°C比焓(kJ/kg)压力(MPa)温度°C比焓(kJ/kg)压力kPa(a)理论排汽焓(kJ/kg)理论焓降(kJ/kg)实际焓降(kJ/kg)实际排汽焓(kJ/kg)主汽2.335531402.03423118721449747692349补汽0.520028510.351802816721816705292322发电量约P=(769x51/3600+529x21/3600)x0.95x0.95x0.95=12.1MW3.2转炉余热发电量锅炉出口参数压力调节阀后汽轮机入口参素汽轮机出口参数压力(MPa