首秦燒結余熱蒸汽發電應用實例

趙盾

首秦燒結余熱蒸汽發電應用實例

趙盾

首秦公司兩臺燒結機為150㎡,年平均生產燒結礦為礦310～330萬噸，兩條燒結生產線配有兩臺燒結余熱蒸汽鍋爐，額定產汽量為12t/h，由此數據可知，產汽量不夠理想，每臺燒結余熱蒸汽鍋爐產汽量約為約4～6t/h，蒸汽壓力為0.4MPa左右，蒸汽利用上尚有潛力可挖。根據國家節能減排的政策和首春公司蒸汽平衡的要求，將兩座燒結機的余熱進行充分利用，產生的蒸汽用來發電和供暖，使公司的經濟效益再上一個臺階。

在現代工業高度發展的今天，鋼鐵工業是整個社會賴以生存和發展的重要物質基礎之一，是衡量一個國家綜合國力的重要指標。而在生產出眾多合格的產品的同時，如果還能更好的利用所廢棄的資源，節能減排，正是我們的國家所需要的，同時也能為企業本身創造更多的經濟效益。我們知道，在鋼鐵生產過程當中，燒結工序能耗是一個不容忽視的數據，它的能耗約占總能耗的10%，僅隨煉鐵工序之后，次居第二位，而在整個燒結工序能耗當中，有大約50%的熱能以燒結的煙氣和冷卻機廢氣的顯熱形式從煙筒排入大氣當中，為大力響應國家節能降耗的號召，首秦公司引進燒結余熱蒸汽發電改造項目，產生出來的蒸汽用來發電和供暖，為社會和企業帶來了更好的經濟效果。首秦公司余熱蒸汽發電在兩臺燒結機附近分別配置一套雙壓余熱鍋爐及一套7MW補汽凝汽式汽輪電電機組。利用燒結環冷機的高溫煙氣通過余熱鍋爐產生的蒸汽用于汽輪發電機發電和供生產生活使用。余熱發電項目于8月底投入使用，可實現噸發電量16.3kWh，此發電量，達到國內余熱發電先進水平。下面我對雙壓余熱鍋爐進行簡單介紹。

首秦燒結余熱蒸汽發電控制系統介紹

總體方案

首秦公司余熱蒸汽改造項目本在兩臺150m2環冷機附近各配置一套 20t/h 雙壓余熱鍋爐，共產生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入后面的汽輪機發電，低壓蒸汽補汽進入后面的汽輪機發電。開放煙罩處煙氣引至風機入口，電站建成后，將后部煙罩出風引到風機進口，與現有鍋爐出口煙氣共同作為熱風循環。以彌補漏風損失。熱風燒結系統：熱風燒結從燒結環冷機末端無煙罩密封處引風，熱風燒結不影響爐運行；鍋爐運行同樣不影響熱風燒結。

特點

余熱蒸汽發電為 100%旁路系統，當鍋爐或發電機組出現故障時，控制系統可快速的啟動原環冷風機，同時打開煙囪上煙氣擋板門，關閉煙道上的煙氣擋板門，系統可切換到原有工況下運行，直到鍋爐發電機組故障排除后，系統可很快的切換，充分保證燒結工藝的安全連續運行；鍋爐采用雙壓蒸汽系統，提高余熱利用率，降低排煙溫度；采用 DCS 控制系統，各種參數均引至計算機控制系統。

熱控部分

采用DCS作為機組的主要控制系統，DCS即分散控制系統，它由過程控制站，人機接口裝置和通訊系統等組成。該系統易于組裝，使用及擴展。余熱鍋爐設1個操作員和1個工程師站，同時工程師站必要時可做操作員站使用，保障正常運行，同時配置1臺打印機用來打印生產報表等。在控制室內可實現機組的啟/停操作，監控運行情況，更改參數、報警及各種緊急事故處理。鍋爐水位，采用工業電視監視。

控制柜采用高性能的控制設備，和冗余配置，包括：通迅網絡、控制器、重要IO點，供電電源配置要冗余確保系統長期可靠地運行。當柜內任意模塊發生故障時不會影響其他模塊的正常運行。余熱發電項目的通訊方式采用ModBus協議，來與第三方系統連接。軟件主要要求：操作系統Windows XP SP3、Windows Server 2003、Microsoft Office 2003、HOLLiAS MACS V5.2.4 系統軟件。

余熱蒸汽發電硬件和軟件配置如圖1所示。

圖1 余熱蒸汽發電硬件和軟件配置圖

燒結余熱蒸汽發電改造項目遵循“先進、實用、可靠、經濟”的原則，于2013年8月全部投入使用，所發現問題一一得到解決，整體效果顯著，產生了相當明顯的效益，機組全年運行時間可達到7400h，其中，非采暖期 7 個月（4.15～11.15）；供暖期 5個月(11.15～次年 4.15)，全部發電時間為4300h，發電及供暖時間為 3100h。工程建成后主要技術經濟指標達到國內先進水平。同時節約水資源，保護水環境，提高工業用水循環率和重復利用率，以達到社會效益、經濟效益和環境效益的和諧統一。

（作者單位：北京首鋼自動化信息技術有限公司 首秦運行事業部）