余热利用系统探析

减小字体 增大字体 作者:尹慧锋  来源:www.zhonghualunwen.com  发布时间:2012-07-24 22:48:50

 1 工艺余热锅炉概况
  某有色铜冶炼工程中设置了熔炼余热锅炉、吹炼余热锅炉、硫酸热管余热锅炉,共计六台。熔炼余热锅炉、吹炼余热锅炉生产次高压饱和蒸汽,两台硫酸热管余热锅炉生产中压饱和蒸汽,另外两台硫酸热管余热锅炉生产低压饱和蒸汽。
  1.1 闪速熔炼、吹炼余热锅炉
  闪速熔炼、吹炼炉在生产过程中排出大量高温含尘烟气,烟气温度高达1300℃左右,并含有较高浓度的烟尘和SO2气体,利用余热锅炉回收烟气的热量,并生产次高压饱和蒸汽。余热锅炉设计参数主要根据工艺烟气条件(SO2气体露点)和蒸汽用途来确定。熔炼、吹炼炉余热锅炉参数见表1。
  1.2 硫酸热管余热锅炉
  硫酸转化工段在生产过程中大量高温烟气需降温放热,利用热管余热锅炉回收烟气的热量,并生产中、低压饱和蒸汽。余热锅炉设计参数主要根据工艺烟气条件和蒸汽用途来确定。硫酸热管锅炉参数见表2。
  2 余热利用系统
  2.1 蒸汽消耗量统计
  全厂蒸汽消耗主要有蒸汽干燥车间、电解车间、净液车间、布袋收尘器、制氧蒸汽加热器、制酸工段硫化钠设备、除氧器、浴室等,车间生产、生活用蒸汽消耗量表3。考虑管网热损失、生产热负荷同时使用系数、生活热负荷同时使用系数,冬季计算最大用汽量123.8 t/h,夏季平均用汽量86.3 t/h。
  2.2 蒸汽平衡
  蒸汽系统汽平衡见表4。
  2.3 余热利用系统
  从全厂锅炉产汽和厂区蒸汽消耗参数来看,厂区蒸汽管网分为6.0MPa、2.5MPa、0.6MPa三个压力等级,其中厂区蒸汽消耗点分布在2.5MPa、0.6MPa两个压力等级。对于每一种压力等级的多余饱和蒸汽可通过两种途径满足用户要求,一是通过减压后送入下一级蒸汽管网,另一种是利用蒸汽压差发电,排出的背压蒸汽送入下一级蒸汽管网使用。由于第一种方案能源浪费很大,与当今能源发展政策不相符。本设计采用第二种途径,设置饱和蒸汽汽轮发电机组发电。
  针对6.0MPa等级的蒸汽,设置背压机组1套。余热锅炉产生的6.0MPa饱和蒸汽全部进入饱和蒸汽背压汽轮发电机组(参数:Q1=110t/h,P1=5.5MPa,P2=2.5 MPa)。背压蒸汽进入2.5MPa压力等级蒸汽管网。
  针对2.5MPa、0.6MPa等级的蒸汽,设置补汽凝汽机组1套(进汽参数:Q1=4~20t/h,P1=2.5MPa,Q2=12~60 t/h,P2=0.6MPa)。2.5MPa饱和蒸汽供生产和利用汽液全流螺杆动力机拖动动力设备外,剩余蒸汽全部进汽轮机,排出0.6MPa蒸汽进0.6MPa压力等级的管网,0.6MPa管网剩余的饱和蒸汽再接至该机组补汽口,回收凝结水。考虑余热利用设备事故或检修时,工艺系统不能停产,对汽机设置了事故减压装置作为旁通,同时针对0.6MPa饱和蒸汽设置了蒸汽卸载冷凝器,回收凝结水。熔炼年修时电解车间用汽,由设置的低压锅炉房提供蒸汽。余热锅炉的补给水由纯水站提供,经除氧器除氧后由锅炉给水泵送余热锅炉汽包,全厂原则性热力系统见图1。
  3 系统及设备特点
  3.1 系统的特点
  ①余热锅炉所产蒸汽得到了充分合理的利用。
  ②汽轮机进汽量波动范围大,能保证蒸汽首先满足工艺用汽的要求的前提下,多余蒸汽用来发电。
  ③汽液全流螺杆动力机的应用,既能使多余的高品位蒸汽得到合理利用,又能使其拖动的水泵实现无极变速调解。
  ④年余热发电约5600万度,经济效益十分可观。
  3.2 饱和蒸汽发电机组的特点
  ①能适应进汽量变化频繁的使用要求;蒸汽波动范围为5%~100%。
  ②精密设计,精细加工,应用高档材料,确保汽轮机的使用寿命。
  ③汽轮机及其所有附属设备的技术是先进的、成熟的。
  ④进口多阀门调节确保最好性能及部分负载时的操作稳定和高效率。
  3.3 汽液全流螺杆动力机的特点
  ①进口蒸汽压力为1.6MPa~2.0MPa,压力适应范围广,利用蒸汽的压差能量拖动泵,做功后的蒸汽排入0.6 MPa管网系统。
  ②在全厂停电事故状态下,能利用汽包所蓄热水和蒸汽能量,短时间拖动循环泵为余热锅炉的炉水循环提供动力,保证余热锅炉水循环的可靠性。
  ③汽液全流螺杆动力机的应用,既能使多余的高品位蒸汽得到合理利用,又能使其拖动的水泵实现无极变速调解。

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