分享：煉鋼飽和蒸汽回收利用技術(shù)

本文通過提高蒸汽壓力和溫度，改造蒸汽管道，并對(duì)汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)改造，解決了原蒸汽回收量少、蒸汽品質(zhì)差、汽輪機(jī)發(fā)電效率低、機(jī)組磨損嚴(yán)重的問題。蒸汽回收量比原來增加30 kg/t，發(fā)電效率提高了24%，日均發(fā)電量比原來提高了50000 kW·h，極大地提高了煉鋼飽和蒸汽的回收利用效率。

山西建邦集團(tuán)有限公司有三座80 t轉(zhuǎn)爐，日產(chǎn)飽和蒸汽約500 t，噸鋼產(chǎn)蒸汽量50 kg。與國內(nèi)同爐型企業(yè)相比，蒸汽回收量較低，蒸汽的品質(zhì)較差。為滿足生產(chǎn)及節(jié)能需求，進(jìn)一步挖掘煉鋼能源潛力，提高企業(yè)效益，在吸取國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)煉鋼的蒸汽回收進(jìn)行節(jié)能改造，采用提高蒸汽壓力和溫度，改造蒸汽管道，并對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造的辦法，最終達(dá)到了日回收煉鋼飽和蒸汽700 t，日發(fā)電95000 kW·h，同時(shí)煉鋼的工序能耗(折算為噸鋼標(biāo)準(zhǔn)煤消耗)下降到了–14 kg/t的水平。

原工藝技術(shù)存在的問題

飽和蒸汽現(xiàn)狀

目前山西建邦集團(tuán)有限公司煉鋼車間現(xiàn)有3座80 t轉(zhuǎn)爐，正常生產(chǎn)每座轉(zhuǎn)爐產(chǎn)汽量為12 t/h，汽包出口蒸汽壓力設(shè)計(jì)為1.2 MPa，安全閥設(shè)定蒸汽壓力為1.0 MPa，因此正常情況下出口蒸汽壓力為0.98 MPa；同時(shí)，棒材加熱爐汽化冷卻產(chǎn)汽6 t/h，汽包出口蒸汽壓力0.7 MPa，線材加熱爐汽化冷卻產(chǎn)汽6 t/h；管網(wǎng)總蒸汽量為10~12 t/h，壓力0.3~0.5 MPa，溫度160℃，軋材廠飽和蒸汽因?yàn)閴毫Φ汀⒑看?，作為補(bǔ)汽直接進(jìn)入汽輪機(jī)。飽和蒸汽各參數(shù)見表1。

目前飽和蒸汽存在的問題

煉鋼生產(chǎn)吹氧冶煉過程是間斷的，吹氧時(shí)煙氣溫度高，瞬時(shí)產(chǎn)生大量的飽和蒸汽；而在不吹氧階段，蒸汽的產(chǎn)生量明顯降低，從而導(dǎo)致煉鋼飽和蒸汽是間斷和波動(dòng)的，瞬時(shí)的產(chǎn)量比較大，因此需要利用蒸汽蓄熱器來平衡調(diào)節(jié)蒸汽的供汽量和壓力。目前飽和蒸汽存在的問題：(1)壓力和溫度波動(dòng)大。由于煉鋼吹氧的間斷性，煉鋼產(chǎn)生的飽和蒸汽壓力和溫度也是波動(dòng)的，壓力范圍：0.40~0.98 MPa，溫度范圍：150~180℃。(2)蒸汽的回收量少。汽包的壓力設(shè)定需重點(diǎn)考慮安全，特別是煙道的材質(zhì)不能承受較高的蒸汽壓力，經(jīng)常因蒸汽壓力高導(dǎo)致煙道漏水，因此安全放散閥的設(shè)定壓力較低導(dǎo)致蒸汽回收一旦到達(dá)安全壓力時(shí)汽包會(huì)自動(dòng)放散，蒸汽回收量少于同行業(yè)其他企業(yè)。(3)軋材加熱爐的蒸汽量明顯低于設(shè)計(jì)要求，主要是因?yàn)槠慕o水泵葉輪磨損，水泵漏水嚴(yán)重，當(dāng)汽包的壓力高時(shí)，補(bǔ)水不及時(shí)。因此軋材加熱爐的壓力安全閥設(shè)定值也較低導(dǎo)致蒸汽送出的壓力較低。

解決措施及設(shè)計(jì)方案

解決措施

針對(duì)目前生產(chǎn)中存在的問題，擬定以下解決措施：(1)更換煉鋼的煙道，利用檢修時(shí)間，將煉鋼的煙道更換為可承受壓力23 kg/cm2的汽化冷卻煙道，同時(shí)更換高級(jí)別的汽包，更換后將汽包設(shè)定壓力調(diào)整為20 kg/cm2，保證出口蒸汽的品質(zhì)，壓力≥1.20 MPa。(2)重建一條f320 mm的蒸汽管道，保證最大蒸汽量可達(dá)50 t/h，對(duì)蒸汽管道作保溫措施，溫度≥160℃；(3)對(duì)軋材廠的汽包給水泵進(jìn)行更換，提高汽包的蒸汽壓力不低于7 kg/cm2；

(4)原煉鋼蒸汽一部分用于冬季供暖，將供暖管道進(jìn)行改造，利用沖渣水余熱供暖，解決了蒸汽的浪費(fèi)問題，改造后煉鋼的蒸汽回收量日均可達(dá)700 t，噸鋼蒸汽回收量達(dá)到了80 kg/t，比原來的50 kg/t提高了30 kg/t；(5)增加一臺(tái)150 m3蓄熱器，保證蒸汽的蓄熱能力，同時(shí)更換汽輪機(jī)的汽水分離器，保證進(jìn)入汽輪機(jī)前的蒸汽汽水分離徹底。采用以上幾條措施以后，煉鋼、軋材供出的蒸汽品質(zhì)有了明顯改善，蒸汽出口的壓力可保證在1.0 MPa以上。

汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)方案

利用公司淘汰的一臺(tái)N15-3.43中壓汽輪機(jī)進(jìn)行改造，增大了蒸汽的通流量，對(duì)汽輪機(jī)的葉片重組，將末級(jí)葉片前置，改變了動(dòng)靜葉片的角度。改造后的汽輪機(jī)參數(shù)：型號(hào)N6-0.6；進(jìn)汽壓力0.6 MPa；進(jìn)汽溫度170℃；額定轉(zhuǎn)速3000 r/min；額定進(jìn)汽量53.1 t/h；額定排汽壓力<9.0 kPa；汽耗率7.98 kg/kW·h。將一臺(tái)舊的15000 kW中溫中壓汽輪機(jī)改造成為6000 kW飽和蒸汽汽輪機(jī)，發(fā)電機(jī)功率6000 kW。循環(huán)冷卻水采用原有的二臺(tái)機(jī)力塔，循環(huán)水設(shè)計(jì)能力3000 m3/h。主廠房位置利用棒材車間門口的一片空地，采用固定樁作基礎(chǔ)，混凝土排架結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)屋面，運(yùn)轉(zhuǎn)層采用島式布置，主廠房?jī)?nèi)設(shè)一臺(tái)20/5 t雙梁橋式起重機(jī)，供汽輪機(jī)檢修使用。蓄熱器放在主廠房旁邊，二臺(tái)蓄熱器并聯(lián)使用。

節(jié)能技術(shù)指標(biāo)分析

汽輪機(jī)項(xiàng)目改造完成后，蒸汽品質(zhì)有了明顯提高(見表2)，汽輪機(jī)入口蒸汽壓力可保證在0.6 MPa以上。充分回收了煉鋼、軋材的飽和蒸汽，實(shí)現(xiàn)了日回收煉鋼飽和蒸汽700 t、軋材補(bǔ)汽288 t、日發(fā)電95000 kW·h的良好指標(biāo)，同時(shí)煉鋼的工序能耗下降到了–14 kg/t。

經(jīng)濟(jì)效益分析

利用公司淘汰的一臺(tái)N15-3.43中溫中壓汽輪機(jī)進(jìn)行改造，增大了蒸汽的通流量，對(duì)汽輪機(jī)的葉片重組，將末級(jí)葉片前置，改變了動(dòng)靜葉片的角度。投用后，發(fā)電汽耗10.4 kg/(kW·h)，相比改造前的發(fā)電汽耗(13.7 kg/(kW·h))降低了3.3 kg/(kW·h)，發(fā)電效率提高了24%；日均發(fā)電量增加了50000 kW·h/d，每度電按0.6元，每年增加發(fā)電效益1666萬元，投資1年即可回收成本。

結(jié)束語

對(duì)煉鋼和軋材飽和蒸汽回收系統(tǒng)進(jìn)行了改造，蒸汽量和蒸汽品質(zhì)均得到了明顯提升。通過將一臺(tái)舊的15000 kW中溫中壓汽輪機(jī)改造成為6000 kW飽和蒸汽汽輪機(jī)，降低了投資成本，蒸汽的利用效率也得到大大提高，日均發(fā)電增加50000 kW·h，比原來增加發(fā)電量111%。項(xiàng)目的投用，提高公司自發(fā)電率，降低了綜合產(chǎn)品能耗；盡管轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的不均衡和波動(dòng)性造成機(jī)組發(fā)電量波動(dòng)較大，但通過蓄熱器的擴(kuò)大，蒸汽波動(dòng)得到了控制，煉鋼和軋材產(chǎn)生的蒸汽完全進(jìn)行了回收利用。該項(xiàng)目投資回收期短，具有較強(qiáng)的盈利能力和抗風(fēng)險(xiǎn)能力。采用汽輪機(jī)發(fā)電，能夠使煉鋼工序能耗大大降低，同時(shí)使生產(chǎn)工序變得更加清潔高效。

文章來源——金屬世界