[发明专利]一种钢铁企业余热余能发电系统

说明书

本发明公开了一种钢铁企业余热余能发电系统，包括锅炉(1)、汽轮发电机(2)、冷凝装置(3)、主蒸汽母管(4)、低温再热蒸汽母管(5)、高温再热蒸汽母管(6)和主给水母管(8)，锅炉(1)包括煤气锅炉(11)和余热锅炉(12)，汽轮发电机(2)含有高压缸(21)和低压缸(22)。所述钢铁企业余热余能发电系统可以平衡由于煤气波动或者余热资源间歇性所带来的发电负荷波动，实现煤气、余热及发电负荷的动态平衡，可以有效防止低负荷运转对机组的损害，提高多台机组综合发电效率。

技术领域

本发明涉及煤气发电与余热发电技术领域，具体的是一种钢铁企业余热余能发电系统。

背景技术

钢铁生产过程中会产生大量的富余能源，如余热和二次能源(高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气)，钢铁企业都会建设自备电厂，利用余热、余压及二次能源发电，以供钢铁生产使用，提高企业运营效益。近年来，钢厂自备电厂发电机组参数阶段性提高，依次经历了中温中压(3.43MPa/435℃)或更低，发电效率≤25％；高温高压(8.83MPa/535℃)，发电效率约29％-31％；高温超高压(13.2MPa/535℃)，发电效率约35％-38％；超高温超高压(13.2MPa/566℃)，发电效率约37％-39％；目前，超高温亚临界技术正在逐步应用于钢厂自备电厂，技术参数已提升至17.5MPa/571℃，发电效率也提升到40％-41％，相较于高温高压技术已经提升了约30.5％。

在钢铁企业中余热发电和煤气发电通常是两个独立的单元，这两个单元由于运行方式不同，机组参数不同，汽机侧也难以相互匹配，一直分开建设和使用，需要更大的空间面积和更多的人员运维。钢铁企业中高炉炼铁、转炉炼钢等单元会产生大量的低热值煤气，但煤气的产生具有波动性，使得煤气锅炉产生的蒸汽也具有波动性，当蒸汽量不足时，汽轮发电机组常在低负荷运转或停止运转，不仅会使发电效率降低，还会对机组产生磨损，增大了运营成本。焦化工序中焦炉分为回收焦炉煤气的焦炉和无回收焦炉煤气的焦炉，近些年无回收焦炉煤气的焦炉因其具有独特的优势，被广大用户越来越多采用，又被称为清洁型热回收焦炉。清洁型热回收焦炉不再回收焦炉煤气，可以产生1100℃左右的高温烟气，高温烟气通过余热锅炉可以产生高参数蒸汽，但余热发电由于汽量有限，目前钢厂只有少量高温超高压机组应用实例，大部分仍为高温高压甚至中温中压机组，发电效率低，不能高效利用余热资源。

发明内容

为了将余热发电和煤气发电整合，本发明提供了一种钢铁企业余热余能发电系统，所述钢铁企业余热余能发电系统可以平衡由于煤气波动或者余热资源间歇性所带来的发电负荷波动，实现煤气、余热及发电负荷的动态平衡，可以有效防止低负荷运转对机组的损害，提高多台机组综合发电效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种钢铁企业余热余能发电系统，包括锅炉、汽轮发电机、冷凝装置、主蒸汽母管、低温再热蒸汽母管、高温再热蒸汽母管和主给水母管，锅炉包括煤气锅炉和余热锅炉，汽轮发电机含有高压缸和低压缸；主蒸汽母管内的主蒸汽能够进入汽轮发电机的高压缸，高压缸排出的低温再热蒸汽能够进入低温再热蒸汽母管，低温再热蒸汽母管内的低温再热蒸汽能够进入锅炉内被加热成高温再热蒸汽并进入高温再热蒸汽母管，高温再热蒸汽母管内的所述高温再热蒸汽能够进入汽轮发电机的低压缸，低压缸排出的做功蒸汽能够进入冷凝装置内形成冷凝水并进入主给水母管，主给水母管内的所述冷凝水能够进入锅炉内被加热成所述主蒸汽并进入主蒸汽母管。

煤气锅炉为超高温亚临界煤气锅炉，余热锅炉为超高温亚临界余热锅炉，余热锅炉包括焦炉余热锅炉和干熄焦余热锅炉，汽轮发电机为超高温亚临界汽轮发电机。

所述钢铁企业余热余能发电系统包括一台煤气锅炉、四台焦炉余热锅炉、一台干熄焦余热锅炉、两台汽轮发电机和两台冷凝装置。

主蒸汽母管通过主蒸汽第一支管与高压缸的入口连接，低温再热蒸汽母管通过低温再热蒸汽第一支管与高压缸的出口连接。