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礦熱爐余熱鍋爐

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礦熱爐余熱鍋爐

  • 所屬分類:礦熱爐余熱鍋爐

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  • 發布日期:2017/08/01
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詳細介紹

    目前,在我國電廠的能源結構中,燃煤電廠的發電量占全國總發電量的80%以上,即使到2020年,燃煤發電廠的發電量仍將在70%以上。煤燃燒排放的SO2 和NOx以及粉塵仍是大氣主要污染源。努力提高能源利用率,盡可能減少煤炭消耗,減少溫室氣體和SO2的排放,仍然是環境保護的主要任務。為此,節約能源、保護環境是我國實現可持續發展戰略的重要組成部分,這已成為我國的一項基本國策。建設熱電廠,實現熱電聯產、熱電冷聯供是節約能源、保護環境、提高企業經濟效益的有效途徑。也是我國實施節約能源、保護環境持續發展戰略的必然選擇。

    開展資源綜合利用是我國的一項長期的重大技術經濟政策,也是我國國民經濟和社會發展中的一項長遠戰略方針,對于節約資源、改善環境狀況、提高經濟效益,實現資源的優化配置和可持續發展具有重要的意義。礦熱爐生產過程中一方面有大量的中、低品位的余熱被排放掉,另一方面又消耗大量的電能。為了將中、低品位余熱轉換為電能并回收用于礦熱爐生產,從而進一步降低礦熱爐生產能耗、節約能源,對于礦熱爐生產企業,可以大幅減少向社會發電廠的購電量。同時可避免礦熱爐廢氣余熱直接排入大氣造成的熱島現象,又由于減少了社會發電廠或礦熱爐生產企業燃燒燃料的自備電廠的燃料消耗,可減少二氧化碳等燃燒廢物的排放而有利于保護環境。

    國內純低溫余熱發電技術從60年代末期即開始研制,到70年代中期,無論是熱力系統還是裝備都已進入實用階段。此項技術的應用到80年代初期達到了高潮,尤其是日本,此項技術較為成熟,該技術在水泥行業以及鋼鐵行業得到了大量的推廣和應用。目前設備基本上實習了國產化。我國已有幾十年回收工業高溫廢氣顯熱的余熱鍋爐的經驗,低品位汽輪發電機組在我國成功運行亦不少見,所以礦熱爐余熱發電技術在技術上是完全可行的。

   利用礦熱爐生產過程中的余熱建設電站后,汽輪發電機組所發出的電將回用于礦熱爐生產,這套系統在回收礦熱爐生產過程中產生的大量余熱的同時,又減少了礦熱爐對環境的熱污染以及粉塵污染,這將給企業帶來巨大的經濟效益。這套系統是一個典型的循環經濟范例。礦熱爐余熱發電項目是近年國家重點產業振興和技術改造中央投資年度工作重點,符合國家產業政策。

在“十三五”規劃期間,國家將加大對高能耗、低產能的部分生產線或企業實行關停淘汰及產業升級。在2017年之內全國大部分地方單爐裝機容量在12500KVA以下的電爐全部淘汰。隨著部分生產線或企業的不斷關停,勢必會有更多較大規模的新建項目。政府對于新上項目在環保、節能方面將實行嚴格審批,要求新上項目必須配套上余熱利用項目,否則不準生產。國家的這一強制性政策,將會促使高能耗企業通過余熱利用等措施實施節能技術改造,以降低單位生產能耗。

    礦熱爐生產屬于高耗能、高污染的冶金生產。礦熱爐根據其冶煉工藝和設備的密封程度來分,一般分為四種爐型,第一種為全封閉型;第二種為矮煙罩半封閉型;第三種是高煙罩敞開型(淘汰型),第四種為高煙罩半封閉型。高煙罩半封閉型工業硅電爐是國家廣泛推廣的爐型首選。隨著生產技術的不斷提高,礦熱爐在生產時產生的大量高溫煙氣,經過除塵凈化,粉塵被回收再利用,而煙氣帶走的熱能相當于輸入礦熱爐全部熱能的30%~40%,溫度可達到450℃~700℃,不但浪費了大量能源,而且對周圍環境也會造成污染。礦熱爐還原反應主要原料為礦石與還原劑。原料入爐后在熔池高溫條件下生成高溫含塵可燃氣體。其透過料層逸散于料層表面,當接觸空氣時其中的可燃氣體燃燒形成高溫含塵煙氣。

    電爐在正常生產時排煙口溫度達到500℃左右,除塵設備進口處煙氣溫度也很高。在翻渣時溫度升高,可達500℃~700℃,除塵器內部煙氣溫度會更高,除塵布袋在高溫狀態下運行,使用壽命短、容易損壞,更換頻繁,增加公司維護成本;如果上余熱發電項目后則可把煙氣溫度降到150℃左右。

    正常生產過程中,把礦料燃燒時產生的煙氣熱能充分利用來發電,利用余熱發出的電可以彌補生產用電的需求,提高能源的利用率,降低公司生產成本,可取得良好的節能效益。余熱發電系統中的余熱鍋爐吸收電爐礦料燃燒時排出的煙氣熱能,高溫煙氣通過余熱鍋爐后再到除塵器,這時煙氣溫度會降低,有利于保護除塵系統的除塵布袋、機械設備及電器設備,提高除塵設備的利用率,降低設備事故率,從而達到高效高產的目的。

    礦熱爐余熱鍋爐的發電量是礦熱爐耗電量的8%~12%,設備投資回報期2~3年。

    礦熱爐煙氣余熱發電熱力系統工作原理:余熱發電系統的熱力系統與火力發電系統相同,主要工作原理為:利用余熱鍋爐回收煙氣余熱,將鍋爐給水加熱生產過熱蒸汽,過熱蒸汽送到汽輪機中膨脹做功,將熱能轉換成機械能,進而帶動發電機發電,實現熱能→機械能→電能的轉換。做過功的蒸汽(乏汽)從汽輪機排出,經循環冷卻水系統冷卻后形成冷凝水,冷凝水及補充水混合在一起作為鍋爐的給水,經給水泵在送回到鍋爐中,這樣就完成了一個熱力過程。
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    余熱發電系統主機包括余熱鍋爐及冷凝式汽輪發電機組,礦熱爐的高溫煙氣通過煙風管道進入余熱鍋爐,產生的過熱蒸汽全部進入汽輪機推動發電機組。余熱發電系統的熱力系統由余熱鍋爐及相應的輔機、除氧器、給水泵等設備組成。余熱鍋爐產生的過熱蒸汽通過蒸汽母管匯總在一起后進入汽輪機發電機組發電。過熱蒸汽經隔離閥、主汽閥、調節閥進入汽輪機膨脹做功后,排至凝汽器,乏汽在凝汽器中凝結成水,在由凝結水泵送往除氧器作余熱鍋爐給水循環使用。循環冷卻水泵將水池中冷卻水打入凝汽器對汽輪機排汽(乏汽)進行冷卻,然后再排往機械通風冷卻塔進行冷卻,經過冷卻的水回到水池作為凝汽器冷卻介質循環利用。發電機冷卻介質為空氣,冷卻方式為閉式循環通風冷卻。
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