鋼鐵廠煤氣及蒸汽發(fā)電技術的應用

周維峰

摘要：隨著經(jīng)濟和科技的飛速發(fā)展，許多二次能源如高爐煤氣、鋼廠煤氣、轉化氣等都與鋼鐵技術的生產有關。鋼廠生產過程中仍有大量氣體過剩。“十二五”期間，國家將鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排作為重點。工藝優(yōu)化和二次能源回收是重點工作的內容，需要高效的技術轉型，加大能源回收、轉化和利用力度，提高二次能源綜合利用率。本文對鋼鐵廠煤氣及蒸汽發(fā)電技術的應用進行了深入的探討。

關鍵詞：鋼鐵廠;煤氣及蒸汽;發(fā)電技術

一、引言

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，作為我國支柱產業(yè)的第二產業(yè)和工業(yè)也在迅速發(fā)展。鋼鐵行業(yè)對煤炭的需求正在飆升，焦炭和鋼廠煤氣也是如此。鋼廠煤氣是化學工業(yè)和鋼鐵工業(yè)生產過程中產生的廢氣，現(xiàn)在我國鋼鐵工業(yè)和化學工業(yè)的產量和利潤都在增加，鋼廠煤氣的使用量也在不斷增加。鋼廠煤氣作為一種化工資源和二次能源，具有廣泛的利用價值。如何對鋼廠煤氣進行綜合利用具有非常重要的意義。

二、鋼鐵廠煤氣及蒸汽應用的意義

（1）資源節(jié)約、循環(huán)利用、節(jié)能減排

鋼鐵廠煤氣和蒸汽本身具有很大的資源能源利用價值，鋼廠煤氣和蒸汽對環(huán)境造成嚴重污染和破壞。將鋼鐵廠的氣體和蒸汽浪費掉會產生負面影響。綜合利用鋼廠煤氣和蒸汽可以實現(xiàn)其價值最大化，實現(xiàn)資源循環(huán)利用，節(jié)約資源和相關生產成本，節(jié)約能源，減少排放，滿足我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要。

（2）創(chuàng)造多種效益，促進社會發(fā)展

鋼鐵廠煤氣和蒸汽的利用方式多種多樣，每一種利用方式都具有實用價值和功能，鋼廠煤氣和蒸汽的充分綜合利用可以為社會化工資源和生產生活資源的再生產做出貢獻。重視煤氣和蒸汽在鋼鐵廠綜合利用所創(chuàng)造的經(jīng)濟效益和社會效益，促進社會發(fā)展。

（3）提高企業(yè)競爭力，促進產業(yè)變革發(fā)展

在“三清一減一補”的工業(yè)發(fā)展新形勢下，鋼鐵廠煤氣、蒸汽綜合利用成為鋼鐵行業(yè)發(fā)展的必然趨勢和選擇，對此進行的研究和分析將有助于對企業(yè)競爭力的提升。

三、煤氣發(fā)電技術應用

第一，煤氣系統(tǒng)是整個設備的起點，從這里開始輸送，由主管道加壓，然后送到各個主管和分母管道到達噴嘴，然后進入鍋爐進行燃燒。氣體系統(tǒng)設有多個功能閥，用于不同階段和安全保護。第二，抽排風系統(tǒng)的作用與鼓風機相同。煤氣為鍋爐點火提供能量。氣體燃燒所需的空氣可由該排氣系統(tǒng)提供。氣體經(jīng)過預熱，然后“吹”入鍋爐。燃燒后產生的煙氣可以被加熱和冷卻，然后排放到裝置后面的大氣中。第三，熱力系統(tǒng)的設計較為復雜。本系統(tǒng)的運行包括冷熱兩種狀態(tài)，并設置旁路系統(tǒng)，保證機器正常運行。鍋爐產生的蒸汽通過總管到達汽輪機做功，再從蒸汽管路進入汽輪機壓力缸做功。供水是由水泵實現(xiàn)的，水泵分別經(jīng)過高壓給水總管和高壓加熱單元，連接到鍋爐省煤器的進口。流入的冷凝水最終通過水管進入鍋爐。最后是進入排水系統(tǒng)，在運行過程中，每個環(huán)節(jié)排出的水被收集在排水容器中循環(huán)使用。在這個過程中，水不斷地被加熱、冷凝和冷卻，以達到回用的目的。第四，污水系統(tǒng)是一個比較重要的裝置，而利用燃氣本身就是為了減少排放，所以這個環(huán)節(jié)同樣重要。污染排放主要取決于延長期內廢物的定期排放。

四、發(fā)電機組

為了有效利用鋼鐵行業(yè)各個環(huán)節(jié)產生的煤氣，在設計生產線時需要考慮剩余煤氣的利用。目前，鋼鐵企業(yè)使用的燃氣發(fā)電機組有兩種，一種是鍋爐與汽輪機的聯(lián)合發(fā)電機組，另一種是余熱鍋爐與燃氣輔助汽輪機的聯(lián)合發(fā)電方式。燃氣發(fā)電機組是燃氣使用的最后用戶，也是嵌縫、煉鐵、軋鋼等用戶的緩沖調節(jié)用戶。各企業(yè)在選擇燃氣發(fā)電機組時，應充分考慮其燃氣利用性能。我國焦炭行業(yè)采用的汽輪機發(fā)電和燃氣輪機發(fā)電，發(fā)電效率低，經(jīng)濟效益和社會效益均不理想。用于內燃機發(fā)電的鋼廠煤氣發(fā)電效率較高，也具有社會和經(jīng)濟優(yōu)勢。

五、蒸汽發(fā)電

鋼鐵廠軋鋼爐產生的余熱在鍋爐出口形成蒸汽，直接收集到設置的蒸汽管道中，通過蒸汽管道之間的支架直接流入余熱電廠。鋼鐵廠轉化爐產生的余熱蒸汽和軋鋼系統(tǒng)產生的余熱蒸汽在電廠匯合后，通過設置的蒸汽管和支架，進入蒸汽管道和汽輪機主汽閥之間;廢熱蒸汽形成飽和蒸汽，進入汽輪發(fā)電機發(fā)電。發(fā)電過程中產生的冷凝水經(jīng)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的冷凝水泵加壓后，返回轉爐和鋼廠余熱鍋爐的輔助水箱。再進入輔助水路余熱鍋爐再生余熱蒸汽。形成既能充分利用余熱資源，又能有效降低用水量的大型循環(huán)系統(tǒng)，對工廠企業(yè)的發(fā)展具有重要意義。飽和蒸汽動力系統(tǒng)中的蒸汽源與燃氣動力系統(tǒng)中燃氣鍋爐產生的過熱蒸汽的穩(wěn)定壓力和流量不同，蒸汽的質量因來源而異。例如，煉鋼轉爐的汽化冷卻系統(tǒng)只在鼓風期產生蒸汽，在非轉化期不產生蒸汽蒸汽壓力和流量波動大，濕度大，直接用于發(fā)電時，發(fā)電機功率波動大，汽輪機水蝕，不利于安全可靠運行。因此，飽和蒸汽發(fā)電技術的難點在于如何保證飽和蒸汽的壓力、流量穩(wěn)定性和干度。飽和蒸汽壓的穩(wěn)定性和蓄能器的選擇是根據(jù)轉爐汽化和冷卻產生的蒸汽的不連續(xù)性和揮發(fā)性，為了克服這些問題，可以安裝蓄能器。在轉爐蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)中廣泛使用的蓄能器是濕式可變壓力蓄能器。當轉爐吹氧時，來自蒸發(fā)冷卻裝置的多余蒸汽流入蓄能器，容器內的壓力逐漸升高。蒸汽加熱蓄能器中的水并使其冷凝以加熱熱量中的水。焓值上升到與進入的蒸汽壓力相對應的飽和水焓值，此時由于蒸汽的冷凝，蓄能器中的水位也上升。在轉爐無氧鼓風機或蒸發(fā)率小時，發(fā)電機組繼續(xù)使用蒸汽，蓄能器內壓力下降，此時柱式蓄能器內水的焓值飽和減壓后高于其飽和度。水焓大，部分水蒸發(fā)，彌補產汽量不足，確保發(fā)電機組蒸汽連續(xù)穩(wěn)定供應。

結語

綜上所述，在我國鋼鐵工業(yè)仍在發(fā)展的同時，鋼鐵廠煤氣和蒸汽的綜合利用已成為亟待解決的關鍵問題。以此為出發(fā)點，對鋼廠煤氣和蒸汽的綜合利用及其意義進行分析研究，并進行說明和總結，使我國相關產業(yè)能夠更加健康地發(fā)展。

參考文獻

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