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(chǎn)有關。鋼廠生產(chǎn)過程中仍有大量氣體過剩?！笆濉逼陂g，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(chǎn)業(yè)的第二產(chǎn)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(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣，現(xiàn)在我國鋼鐵工業(yè)和化學工業(yè)的產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生活資源的再生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生的煤氣，在設計生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生的余熱蒸汽和軋鋼系統(tǒng)產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生蒸汽，在非轉化期不產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)業(yè)能夠更加健康地發(fā)展。

參考文獻

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