低压余热回收蒸汽发电技术在球团厂的应用

王荣雷

（中冶京诚工程技术有限公司,北京 100176）

热电

低压余热回收蒸汽发电技术在球团厂的应用

王荣雷

（中冶京诚工程技术有限公司,北京 100176）

通过某公司球团厂余热发电项目的介绍，探讨低压余热回收蒸汽发电技术在球团厂的应用及其产生的良好经济效益。详细介绍了工艺流程、原理及主要设备技术参数、经济效益等。

低压；余热回收；饱和蒸汽；发电

1 概述

张家港市联泰科技有限公司球团厂1#～4#竖炉汽化冷却装置产蒸汽总量约为10 t/h，蒸汽压力约0.40 MPa。这部分饱和蒸汽的湿度大、无法远距离输送，热用户少，回收后的大部分蒸汽得不到合理利用，除少量用于浴室水箱加热外，绝大部分对空放散，既浪费了余热资源，又造成了环境污染，并且损失了软水资源。

为了改变这种状况，有效利用低品位余热资源，决定新建一座余热回收蒸汽发电站，内设额定发电功率为700 kW的余热饱和蒸汽汽轮发电机组1台，及配套的辅机设备，利用这部分蒸汽发电，降低公司的生产成本，同时使公司的电力供应得到更大的保障，并实现软水资源的回收。

2 余热回收蒸汽发电工艺

本工程采用工艺先进、技术成熟的余热饱和蒸汽汽轮发电机组，余热蒸汽进入机组后推动汽轮机转子转动，流体降压膨胀作功，实现能量转换。

该余热饱和蒸汽汽轮发电机组在热源参数正常波动工况下，能够高效、安全运行。采用电子及机械保护装置确保不飞车、机组启停和运行平稳简便。长期无大修，小修维护简易；设置机组保护装置，无需专人值守运行操作。

球团厂1#～4#竖炉产生的余热蒸汽引至分汽缸，主蒸汽管道将余热蒸汽通过蒸汽滤洁器去除蒸汽中的凝结水后，送进余热饱和蒸汽汽轮发电机组，做功后的乏汽经过凝汽器变为凝结水，再由凝结水泵送到水泵房回用，如图1所示。

图1 余热回收蒸汽发电流程图

3 余热饱和蒸汽汽轮发电机组

3．1 机组选型

低压饱和蒸汽由于含湿量大、热能品质低，如果直接进入常规汽轮机，将会导致汽机叶片损坏。专门用于余热低温低压蒸汽，特别是饱和蒸汽的汽轮机具有以下特点：

（1）蒸汽在机内流速低，除机械泄漏外，无其它能量损失，机组内效率高达65%～75%，即使蒸汽参数或流量波动仍能维持较高的内效率；

（2）机组对蒸汽的品质要求不高，特别适用于蒸汽压力≥0.2 MPa的饱和蒸汽发电系统；

（3）设备体积小，重量轻，安装方便，土建工程量小；

（4）采用微机电液调速及保安装置，机组起动及带负荷操作简单，可实现全自动无人管理。

3.2 余热饱和蒸汽汽轮发电机组组成

余热饱和蒸汽汽轮发电机组主要包括以下几个部分：

（1）汽轮机

型号：N0.7-0.5

进汽压力：0.5±0.1 MPa(A)

进汽温度：152℃

额定转速：3600 r/min

额定进汽量：10 t/h

排汽压力：0.02 MPa(A)

（2）减速齿轮箱

型号：HSG782-1

传递功率：700 kW

高速轴转速:3593.02 r/min

低速轴转速:1500 r/min

传动比:2.3953

使用系数：1.4

齿轮精度：5

（3）发电机

型号：1FC6 456-4LA42-Z

额定功率：760 kW

额定电压：400 V

额定频率：50 Hz

额定转速：1500 r/min

效率：93.5%

励磁方式：无刷相复励励磁

4 热力系统

球团厂余热回收蒸汽发电站主要有以下几个热力系统。

4.1 主蒸汽系统

主蒸汽系统主要设备为蒸汽滤洁器，通过蒸汽滤洁器将蒸汽中的水分分离出去，提高蒸汽干度。

主蒸汽接自球团厂分汽缸，主管道为φ219×6，材质为钢20（GB/T8163），管道采用沟内布置。

4.2 凝汽及凝结水回收系统

凝汽及凝结水回收系统主要设备包括凝汽器和凝结水泵。

蒸汽经汽轮机做功后变为0.02 MPa（A）的乏汽，为回收这部分软水资源，设置一台凝汽器，采用一道制双流程，并设置热井液位调节装置。

凝结水由凝汽器热井经总管引出，分两路接至两台凝结水泵，升压后接至水泵房回用。凝结水泵共两台，一用一备。

4.3 循环冷却水系统

循环冷却水系统主要设备包括滤水器和污水泵。

凝汽器和冷油器的冷却水均采用循环冷却水。循环水由厂区内现有循环水泵房供给，管道采用单供单回系统。

循环水供水温度≤33℃，供水压力约0.3 MPa。汽轮发电机组循环冷却水量为～650 t/h。为保证各设备冷却效果，在循环水管道上设置滤水器1台。

循环水管道采用沟内布置，沟内设集水坑，并在集水坑内设污水泵，将污水排走。

4.4 抽真空系统

抽真空系统主要设备包括射水泵、射水抽气器、射水箱等。

该系统主要作用：启动时，建立真空，加快启动速度；正常运行时，维持凝汽器的真空。

4.5 润滑油系统

润滑油系统主要设备包括稀油站和窥视镜。稀油站主要由油箱、主辅油泵、事故油泵、冷油器等组成，设备集成在整体钢座上，稀油站采用地坑布置。

润滑油管道采用不锈钢管道，材质为06Cr19Ni10（GB/T14976）。

4.6 管道及设备保温

对于介质温度高于50℃的附属设备、汽水管道及其法兰阀门等附件进行保温，但排汽、放汽管道，仅在人员能触及部位进行保温，主保温材采用复合硅酸盐制品；为了使电站整齐美观并提高保温材料的耐久性能，外径≥38 mm的管道及设备保温层外设有镀锌铁皮外护层。

5 站房布置

余热回收蒸汽发电站 占地18m×12m，采用单层布置，站内设一套余热饱和蒸汽汽轮发电机组。配电室及控制室布置在厂房固定端。

站内设置一台5 t电动单梁悬挂式起重机，轨底标高9.000 m，Lk=9 m，JC=25%，起升高度9 m。

6 生产运行

张家港市联泰科技有限公司球团厂余热发电项目由中冶京诚工程技术有限公司北京京诚科林环保科技有限公司（以下简称京诚科林）总承包，杭州中能汽轮动力有限公司（以下杭州中能）成套供货，于2011年9月3日并网发电。

该项目自投产运行以来，运行状况良好，未出现大的故障。投产初期由于球团生产工艺某些因素的制约，主蒸汽流量及参数波动较大，流量维持在6.6～8.1 t/h，多数维持在7.5 t/h；压力维持在0.24～0.5 MPa，多数维持在0.33～0.4 MPa之间；从数据记录来看，发电功率维持在600～700 kW，偶尔730 kW，发电量及其平稳情况，与主蒸汽波动相吻合。经过与杭州中能协商，汽轮机采用恒转速控制，保证机组的相对平稳运行。目前该机组发电功率维持在700 kW左右，最高发电功率800 kW，运行安全平稳，达到满负荷运行，得到了业主的肯定。

发电机组装机容量为700 kW，综合厂用电率8%，年运行7200 h，上网电价0.5元/(kWh)，则每年发电收益约为231.8万元；凝结水回收量为9.5 t/h，凝结水价格按8元/t计算，则每年回收凝结水收益为54.7万元，经济效益显著。

7 结语

该项目的顺利投产运行证明，低压余热回收蒸汽发电技术是冶金企业利用低品位能源较为合理的形式，同时该技术在节能减排和经济效益方面均有较好效果。

同时该项目是京诚科林总承包的装机容量最小的发电机组，为今后余热利用及小机组项目积累了宝贵经验。

[1]蔡发明，邹永红.饱和蒸汽发电在钢铁厂的应用[P].北京金属学会第五届冶金年会论文集.2009，P110.

[2]周玉磊.低压饱和蒸汽发电技术在冶金企业的应用[J].冶金动力. 2009年第1期，P32.

App lication of the Technology of Power Generation with Low-pressure Steam from Recovered Waste Heat in a Pelletizing Plant

WANG Ronglei
(MCC Capital Engineering Technology Co.,Ltd.,Beijing,100176,China)

The application of the technology of power generation with low-pressure steam from recovered waste heat in a pelletizing plant and the good economic results are discussed through introduction of a waste heat power generation project at a pelletizing plant of some steel company.The process flow,principle,main equipment and technical parameters and economic result of the project are described in detail.

low pressure;waste heat recovery;saturated steam;power generation

TM617

B

1006-6764（2014）03-0038-03

2013-10-23

王荣雷（1982-）男，毕业于河北工业大学热能与动力工程专业，工程师，现从事热能动力设计工作。