1. 引 言
進(jìn)入二十一世紀(jì)以來,全球經(jīng)濟(jì)增長速度很快,能源供應(yīng)和需求之間的矛盾日漸突出,各個(gè)國家經(jīng)濟(jì)的競爭其中很重要的一方面體現(xiàn)在能源的競爭上。改革開放以來,隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高,能源消耗不斷增加,而世界范圍能源儲量隨著工業(yè)發(fā)展逐步消耗而面臨緊缺,主要能源價(jià)格居高不下,能源供應(yīng)和需求之間的矛盾成了制約我國經(jīng)濟(jì)快速、持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展的瓶頸。尤其是2003年接踵而至的水荒、煤荒、電荒、油荒、氣荒等等,所有的信息指向都在預(yù)示著我國將會面臨更加嚴(yán)峻的能源壓力。能源短缺和價(jià)格的居高不下造成全球工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的成本不斷增加和市場競爭壓力的增大,如何節(jié)能降耗、降低成本成為全世界工業(yè)企業(yè)生存競爭的關(guān)鍵。
改革開放以來,我國黨中央、國務(wù)院就提出了“能源開發(fā)與節(jié)約并舉,把節(jié)約放在首位”的指導(dǎo)方針,2000年原國家計(jì)委、國家經(jīng)貿(mào)委、國家環(huán)保總局、建設(shè)部四部委為落實(shí)《節(jié)約能源法》中關(guān)于“國家鼓勵(lì)發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)、集中供熱,提高熱電機(jī)組利用率”的規(guī)定以急計(jì)基礎(chǔ)1268號文下達(dá)了《關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定》,推動了我國熱電聯(lián)產(chǎn)事業(yè)的發(fā)展。2004年更是提出了建設(shè)節(jié)約型社會的重要指導(dǎo)思想,成立了以溫家寶總理為組長的能源領(lǐng)導(dǎo)小組,并出臺了一系列節(jié)約能源的政策,國家對節(jié)約能源的認(rèn)識已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)母叨取S绕溥M(jìn)入“十一五”以來,針對2000年我國單位GDP能耗為世界均值3.38倍的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí),國家提出了五年內(nèi)降低單位GDP能耗20%的具體目標(biāo)納入《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》。
余熱回收利用可以分解為兩個(gè)過程:
1、余熱回收過程,即通過高效換熱設(shè)備將廢熱回收,使廢氣中的熱量轉(zhuǎn)變成可利用的狀態(tài)。
2、余熱利用過程,對上述可利用的熱量加以充分利用。
余熱回收過程在各企業(yè)基本相同,絕大多數(shù)是利用高效換熱設(shè)備(余熱鍋爐),將熱廢氣里的熱量傳遞給水,來生產(chǎn)蒸汽。蒸汽參數(shù)可根據(jù)不同的要求進(jìn)行調(diào)整。而余熱利用過程則各有不同,大體可分為以下幾種方式:
a、供本廠區(qū)生產(chǎn)、供熱、采暖使用。
b、供本廠區(qū)使用,并且并網(wǎng)。
c、將蒸汽供給汽輪發(fā)電機(jī)組,發(fā)電。
d、將蒸汽供給汽輪機(jī),將汽輪機(jī)作為動力裝置直接驅(qū)動水泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等旋轉(zhuǎn)設(shè)備。
為了更好的貫徹黨中央的指示精神,搞好熱電(功)聯(lián)產(chǎn)工作,近年來一般不直接采用a和b兩種利用方式,而是將a和b作為輔助利用方式,即先利用蒸汽做功,然后供熱。
近年來,利用余熱回收生產(chǎn)的蒸汽發(fā)電應(yīng)用比較廣泛,經(jīng)濟(jì)分析比較可知,發(fā)電系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后,在2年內(nèi)可以收回投資,以后每年可以給企業(yè)節(jié)約幾千萬元的成本,經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。但是余熱發(fā)電有其無法消除的缺點(diǎn):1.所發(fā)電能并網(wǎng)困難,只能供本廠區(qū)使用;2.發(fā)電過程增加了熱能轉(zhuǎn)化為電能的過程,使能源的利用率降低了20%。
另一種利用方式是將汽輪機(jī)作為動力裝置直接驅(qū)動水泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等旋轉(zhuǎn)設(shè)備,則可以消除發(fā)電的缺點(diǎn)。直接拖動不但設(shè)備簡單,投資少。而且經(jīng)濟(jì)效益比發(fā)電要高得多。因?yàn)樗鼪]有發(fā)電機(jī)和電動機(jī)等中間環(huán)節(jié),當(dāng)然就沒有這方面的中間機(jī)械的損失。因此效率就高了,效益就大了。但也有其自身的缺點(diǎn),1.汽輪機(jī)布置分散,不便于管理;2. 旋轉(zhuǎn)設(shè)備需要配備輔助動力,增加雙出軸電動機(jī),用于汽輪機(jī)維護(hù)或故障時(shí),及系統(tǒng)剛開始運(yùn)行時(shí),驅(qū)動旋轉(zhuǎn)設(shè)備,增加了投資。
2. 余熱回收在燒結(jié)廠的動力轉(zhuǎn)換
節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境,已經(jīng)稱為當(dāng)前和今后我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展必須面對和解決的重大課題。節(jié)能減排作為一項(xiàng)基本國策將在較長時(shí)期內(nèi)貫穿于我國的經(jīng)濟(jì)生活,影響到各行各業(yè)。鋼鐵行業(yè)是高消耗、高污染的“大戶”,如何貫徹黨中央的指示精神,從源頭上解決這些問題,進(jìn)而推動鋼鐵行業(yè)的大發(fā)展,已經(jīng)成為我們科技型企業(yè)迫在眉睫的重要任務(wù)。
我國燒結(jié)工序能耗在鋼鐵企業(yè)中僅次于煉鋼而居第二位,據(jù)統(tǒng)計(jì),燒結(jié)工序的能耗約占冶金行業(yè)總能耗的15%,比國外先進(jìn)指標(biāo)高出20%以上,主要原因是余熱資源回收與利用水平太低。在燒結(jié)生產(chǎn)中,通過熱廢氣和煙氣排放的熱量約占燒結(jié)總能耗的45%。高效回收這部分熱量并加以充分利用(稱為:余熱回收利用),對企業(yè)的節(jié)能增效、提高能源利用率、降低燒結(jié)工序能耗和成本有重大的意義,可以為企業(yè)帶來十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益,并且可以有效的減少煙氣熱、粉塵的排放,減少對環(huán)境的影響。所以余熱回收利用不只是節(jié)能的需要,也是減排的需要,更是改善燒結(jié)工藝和提高燒結(jié)礦質(zhì)量的需要,一舉多得。
在過去的一年里,回收效率有了很大的提高,每噸燒結(jié)礦回收蒸汽量達(dá)到100kg,發(fā)電達(dá)到15千瓦時(shí),F(xiàn)在國內(nèi)最高水平,每噸燒結(jié)礦回收蒸汽量可以達(dá)到150kg,發(fā)電最高可以達(dá)到20千瓦時(shí)。
2.1 發(fā) 電
以450m2燒結(jié)機(jī)為例,余熱鍋爐回收環(huán)冷機(jī)1、2冷卻段廢氣,約可產(chǎn)中壓蒸汽60t/h,低壓蒸汽30t/h,選用雙進(jìn)汽單缸凝汽式汽輪機(jī),型號BN14.5-1.6/320/0.35,配一臺QF-K15-2汽輪發(fā)電機(jī)。
發(fā)電主廠房主跨30m(五個(gè)柱距)×16m,運(yùn)轉(zhuǎn)操作平臺在7m平面,輔助平臺在+3.5m平面。副跨30m(五個(gè)柱距)×8m,分三層,1層(±0.00)布置電氣裝置,2層(+3.80)為電纜夾層,3層(+7.00)為主控室。主廠房內(nèi)設(shè)電動雙梁橋式起重機(jī)(32t/5t)1臺,軌頂標(biāo)高14.5m。汽輪發(fā)電機(jī)組輔機(jī)布置在主跨±0.00m平面和輔助平臺(+3.5m)。
汽輪機(jī)選用雙進(jìn)汽單缸凝汽式汽輪機(jī),型號BN14.5-1.6/320/0.35,配一臺QF-K15-2汽輪發(fā)電機(jī)。主汽門、高壓調(diào)節(jié)汽閥蒸汽室與汽缸為一體,新蒸汽從主汽門下部直接進(jìn)入高壓調(diào)節(jié)汽閥蒸汽室,汽缸下部有補(bǔ)汽口,汽缸排汽室通過排汽接管與凝汽器剛性連接。
1、補(bǔ)水系統(tǒng)
在蒸汽輸送及凝汽過程中,難免造成凝結(jié)水損失,為了保證余熱鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)的正常安全運(yùn)行,本工程在主給水管路上設(shè)兩個(gè)補(bǔ)水點(diǎn),兩個(gè)補(bǔ)水點(diǎn)分別位于余熱鍋爐除氧器和汽輪機(jī)凝汽器。
2、凝結(jié)水系統(tǒng)
凝汽器熱井中凝結(jié)水通過凝結(jié)水泵送至環(huán)冷機(jī)余熱鍋爐的凝結(jié)水加熱器,經(jīng)初步加熱后進(jìn)入除氧器。凝結(jié)水泵設(shè)回流管路,凝結(jié)水泵出口水量可以直接回流至凝汽器熱井。設(shè)汽封加熱器,并在凝結(jié)水管路設(shè)旁路,凝結(jié)水可通過汽封加熱器,也可通過旁路繞過汽封加熱器。凝結(jié)水管路在環(huán)冷機(jī)余熱鍋爐凝結(jié)水加熱器進(jìn)出口設(shè)旁路,旁路上設(shè)溫控閥,用于控制凝結(jié)水加熱器出口水溫。
3、余熱鍋爐汽水系統(tǒng)
凝結(jié)水經(jīng)過凝結(jié)水加熱器預(yù)加熱后,至除氧器,除氧后進(jìn)入除氧水箱。除氧水箱上預(yù)留低壓給水接口和中壓給水接口。
環(huán)冷機(jī)余熱鍋爐低壓過熱蒸汽:
低壓給水泵由除氧水箱低壓給水接口取水,接至低壓汽包,低壓汽包爐水經(jīng)下降管至低壓蒸發(fā)器,產(chǎn)生低壓飽和蒸汽,經(jīng)上升管至低壓汽包,低壓飽和蒸汽經(jīng)低壓汽包頂部管道至低壓過熱器,過熱后,通過外部管道供至汽輪機(jī)。
低壓給水泵后設(shè)給水流量調(diào)節(jié)閥,并設(shè)至除氧水箱的回流系統(tǒng),用最小流量保護(hù)閥來控制回流水量。鍋爐給水泵采用變頻電機(jī),用來穩(wěn)定鍋爐壓力。
環(huán)冷機(jī)余熱鍋爐中壓過熱蒸汽:
中壓給水泵由除氧水箱中壓給水接口取水,送至中壓省煤器(中壓預(yù)熱器),加熱后送至中壓汽包,中壓汽包爐水經(jīng)下降管至中壓蒸發(fā)器,產(chǎn)生中壓飽和蒸汽,經(jīng)上升管至中壓汽包,中壓飽和蒸汽經(jīng)中壓汽包頂部管道至中壓過熱器,產(chǎn)生中壓過熱蒸汽,經(jīng)噴水減溫器至中壓過熱蒸汽出口集箱,然后經(jīng)外部管道供至汽輪機(jī)。
中壓給水泵后設(shè)給水流量調(diào)節(jié)閥,并設(shè)至除氧水箱的回流系統(tǒng),用最小流量保護(hù)閥來控制回流水量。鍋爐給水泵采用變頻電機(jī),用來穩(wěn)定鍋爐壓力。
主抽引風(fēng)余熱鍋爐低壓過熱蒸汽:
低壓給水泵由除氧水箱低壓給水接口取水,接至主抽引風(fēng)余熱鍋爐汽包,汽包爐水經(jīng)下降管至蒸發(fā)器,產(chǎn)生低壓飽和蒸汽,經(jīng)上升管至汽包,低壓飽和蒸汽經(jīng)汽包頂部管道至低壓過熱器,過熱后,通過外部管道供至汽輪機(jī)。
低壓給水泵后設(shè)給水流量調(diào)節(jié)閥,并設(shè)至除氧水箱的回流系統(tǒng),用最小流量保護(hù)閥來控制回流水量。鍋爐給水泵采用變頻電機(jī),用來穩(wěn)定鍋爐壓力。
4、汽輪發(fā)電站汽水系統(tǒng)
中壓蒸汽進(jìn)電動隔離門前,中壓蒸汽經(jīng)過電動隔離門至主汽門,調(diào)節(jié)汽門進(jìn)汽輪機(jī)。低壓蒸汽進(jìn)電動隔離門后,低壓蒸汽至補(bǔ)汽門進(jìn)汽輪機(jī)。
5、疏水系統(tǒng)
汽輪機(jī)本體疏水。管路疏水均進(jìn)入疏水膨脹箱。疏水在膨脹箱內(nèi)擴(kuò)容后,二次蒸汽至凝汽器頂部,凝結(jié)水至凝汽器底部熱井。
6、排污系統(tǒng)
鍋爐系統(tǒng)排污排至連續(xù)及定期排污擴(kuò)容器,連續(xù)排污擴(kuò)容器二次蒸汽接至除氧器,定期排污擴(kuò)容器二次蒸汽放空或接入補(bǔ)水箱,緊急放水直接接至排污井。
1、汽輪機(jī)
名稱型號: 雙進(jìn)汽單缸凝汽式汽輪機(jī)
BN14.5-1.6/320/0.35
數(shù) 量: 1臺
額定功率: 14.5MW
額定進(jìn)汽壓力: 1.6MPa
額定進(jìn)汽溫度: 320℃
中壓進(jìn)汽流量: 60t/h
補(bǔ)汽壓力: 0.35MPa
補(bǔ)汽溫度: 165℃
補(bǔ)汽流量: 10.0t/h
排汽壓力: 0.007 MPa
2、發(fā)電機(jī)
名稱型號: 發(fā)電機(jī)QF-K15-2
數(shù) 量: 1臺
額定發(fā)電功率: 15.0MW
實(shí)際發(fā)電功率: 11MW
3、冷凝器
名稱型號: 分列二道制表面式凝汽器
數(shù) 量: 1臺
冷卻面積: 1450m2
冷卻水量: 3347t/h
冷卻水溫: 25~33℃
4、汽封加熱器
名稱型號: LQ-20
數(shù) 量: 1臺
冷卻水量: 50t/h
最大水壓: 1.0MPa
加熱面積: 20m2
軸封風(fēng)機(jī): AZY10-700-3、380V、3kW
5、冷油器
名稱型號: YL-20
數(shù) 量: 1臺
冷卻面積: 20m2
冷卻水量: 44t/h
油 流 量: 85.0 l/min
潤滑油型號: HU-30
6、 射水抽汽器
數(shù) 量: 1臺
抽汽能力: 12.5kg/h,0.004MPa
工作水流量: 180m3/h
工作水揚(yáng)程: 0.405MPa
7、 電動雙梁橋式起重機(jī)
名稱型號: 32t/5t
數(shù) 量: 1臺
跨 距: LK=14.5m,H=14.0m
8、 其他
二臺交流油泵,一臺直流油泵,二臺射水泵,二臺凝結(jié)水泵,一臺潛水排污泵。
余熱回收所配循環(huán)風(fēng)機(jī)功率為2500kW,其他附屬設(shè)施用電功率約為250kW。由于循環(huán)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí),工藝一號冷卻風(fēng)機(jī)停機(jī),故需減去一號冷卻風(fēng)機(jī)功率710kW,
余熱回收自用電功率Q1=2500+250-800=1950 kW
余熱發(fā)電功率Q2=11000kW
凈剩發(fā)電功率Q= Q2- Q1=11000-1950=9050kW
1、項(xiàng)目收益概算
所發(fā)電量全部供給本燒結(jié)廠區(qū)使用,按照年工作8000小時(shí)計(jì),全年可以減少9050×8000=7240萬kwh外購電,按照外購電價(jià)0.8元/kwh,全年可以為企業(yè)節(jié)。
7240×0.8=5792萬元。
余熱回收生產(chǎn)低壓蒸汽30t/h,而汽輪機(jī)需要低壓蒸汽10t/h,剩余20t/h供給本廠區(qū)生產(chǎn)及采暖使用,完全可以滿足廠區(qū)需要。廠區(qū)生產(chǎn)用汽自給自足,不需要消耗廠外蒸汽,每年又可以為企業(yè)節(jié)約大量的外購蒸汽費(fèi)用,外購蒸汽按照150元/噸,全年節(jié)省外購蒸汽費(fèi):
20×8000×150=2400萬元,
2、項(xiàng)目投資概算
余熱回收設(shè)備(余熱鍋爐及輔機(jī))、余熱利用設(shè)備(汽輪發(fā)電機(jī)組及輔機(jī))、其他輔機(jī)設(shè)備、土建投資約為11000萬元
運(yùn)行成本費(fèi)用測算:運(yùn)行后增加運(yùn)行監(jiān)控人員每班3人,運(yùn)行監(jiān)控人員工資2000元/月.人,共計(jì)21.6萬元/年。
余熱鍋爐及汽輪發(fā)電機(jī)組檢修維護(hù)費(fèi)用約30萬元/年。
扣除汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行人員工資及檢修維護(hù)費(fèi)用每年可產(chǎn)生效益8140.4萬元。
以上計(jì)算可以看出,余熱發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益十分顯著,不到一年零五個(gè)月可以收回投資,以后每年可以為企業(yè)創(chuàng)造效益8100多萬元。
以360m2燒結(jié)機(jī)為例,余熱鍋爐回收環(huán)冷機(jī)1、2冷卻段廢氣,約可產(chǎn)中壓蒸汽45t/h,低壓蒸汽30t/h,選用雙進(jìn)汽單缸凝汽式汽輪機(jī),型號BN12-1.5/315/0.3,配一臺QF-12-2C汽輪發(fā)電機(jī)。
1、汽輪機(jī)
名稱型號: 雙進(jìn)汽單缸凝汽式汽輪機(jī)
BN12-1.5/315/0.3
數(shù) 量: 1臺
額定功率: 12MW
額定進(jìn)汽壓力: 1.5MPa
額定進(jìn)汽溫度: 315℃
中壓進(jìn)汽流量: 45t/h
補(bǔ)汽壓力: 0.3MPa
補(bǔ)汽溫度: 147℃
補(bǔ)汽流量: 14.0t/h
排汽壓力: 0.007 MPa
2、發(fā)電機(jī)
名稱型號: 發(fā)電機(jī)QF-12-2C
數(shù) 量: 1臺
額定發(fā)電功率: 12.0MW
實(shí)際發(fā)電功率: 8.2MW
余熱回收所配循環(huán)風(fēng)機(jī)功率為2300kW,其他附屬設(shè)施用電功率約為150kW。由于循環(huán)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí),工藝一號冷卻風(fēng)機(jī)停機(jī),故需減去一號冷卻風(fēng)機(jī)功率710kW,
余熱回收自用電功率Q1=2300+150-710=1740 kW
余熱發(fā)電功率Q2=8200kW
凈剩發(fā)電功率Q= Q2- Q1=8200-1740=6460kW
1、項(xiàng)目收益概算
所發(fā)電量全部供給本燒結(jié)廠區(qū)使用,按照年工作8000小時(shí)計(jì),全年可以減少6460×8000=5168萬千瓦時(shí)外購電,按照外購電價(jià)0.8元/kwh,全年可以為企業(yè)節(jié)。
5168×0.8=4134.4萬元。
余熱回收生產(chǎn)低壓蒸汽30t/h,而汽輪機(jī)需要低壓蒸汽14t/h,剩余16t/h供給本廠區(qū)生產(chǎn)及采暖使用,完全可以滿足廠區(qū)需要。廠區(qū)生產(chǎn)用汽自給自足,不需要消耗廠外蒸汽,每年又可以為企業(yè)節(jié)約大量的外購蒸汽費(fèi)用,外購蒸汽按照150元/噸,全年節(jié)省外購蒸汽費(fèi):
16×8000×150=1920萬元,
2、項(xiàng)目投資概算
余熱回收設(shè)備(余熱鍋爐及輔機(jī))、余熱利用設(shè)備(汽輪發(fā)電機(jī)組及輔機(jī))、其他輔機(jī)設(shè)備、土建投資約為9000萬元
運(yùn)行成本費(fèi)用測算:運(yùn)行后增加運(yùn)行監(jiān)控人員每班3人,運(yùn)行監(jiān)控人員工資2000元/月.人,共計(jì)21.6萬元/年。
余熱鍋爐及汽輪發(fā)電機(jī)組檢修維護(hù)費(fèi)用約15萬元/年。
扣除汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行人員工資及檢修維護(hù)費(fèi)用每年可產(chǎn)生效益6017.8萬元。
以上計(jì)算可以看出,余熱發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益十分顯著,一年零六個(gè)月可以收回投資,以后每年可以為企業(yè)節(jié)約6000多萬元電費(fèi)。
2.2 驅(qū) 動
以450m2燒結(jié)機(jī)為例,余熱鍋爐回收環(huán)冷機(jī)1、2冷卻段廢氣,約可產(chǎn)中壓蒸汽60t/h,低壓蒸汽30t/h,利用汽輪機(jī)直接驅(qū)動余熱回收循環(huán)風(fēng)機(jī)、環(huán)冷風(fēng)機(jī)和除塵風(fēng)機(jī)。
利用汽輪機(jī)直接驅(qū)動風(fēng)機(jī)時(shí),當(dāng)燒結(jié)系統(tǒng)剛開始運(yùn)行時(shí),余熱回收系統(tǒng)還未投入運(yùn)行,此時(shí)汽輪機(jī)無法工作,所以需要為風(fēng)機(jī)設(shè)雙動力,即增加雙出軸電動機(jī),用于系統(tǒng)開始運(yùn)行至穩(wěn)定期間,或是汽輪機(jī)維護(hù)或故障時(shí)驅(qū)動風(fēng)機(jī)。
布置方式如下:
余熱回收循環(huán)風(fēng)機(jī)共1臺,每臺配備2500kW雙出軸電動機(jī)和凝汽式汽輪機(jī),汽輪機(jī)型號N3.0-1.27,進(jìn)汽壓力1.27MPa,進(jìn)汽量20.4t/h。環(huán)冷風(fēng)機(jī)共4臺,每臺配備800kW雙出軸電動機(jī)和凝汽式汽輪機(jī),汽輪機(jī)型號N0.75-1.27,進(jìn)汽壓力1.27MPa,進(jìn)汽量5t/h。除塵風(fēng)機(jī)共2臺,每臺配備1500kW雙出軸電動機(jī)和凝汽式汽輪機(jī),汽輪機(jī)型號N1.5-1.27,進(jìn)汽壓力1.27MPa,進(jìn)汽量10t/h。
1、汽輪機(jī)(余熱回收循環(huán)風(fēng)機(jī))
名稱型號: 凝汽式汽輪機(jī)N3.0-1.27
數(shù) 量: 1臺
額定功率: 3MW
額定進(jìn)汽壓力: 1.27MPa
額定進(jìn)汽溫度: 280℃
進(jìn)汽流量: 20.4t/h
排汽壓力: 0.007 MPa
2、汽輪機(jī)(環(huán)冷風(fēng)機(jī))
名稱型號: 凝汽式汽輪機(jī)N0.75-1.27
數(shù) 量: 4臺
額定功率: 0.75MW
額定進(jìn)汽壓力: 1.27MPa
額定進(jìn)汽溫度: 280℃
進(jìn)汽流量: 5t/h
排汽壓力: 0.007 MPa
3、汽輪機(jī)(除塵風(fēng)機(jī))
名稱型號: 凝汽式汽輪機(jī)N1.5-1.27
數(shù) 量: 2臺
額定功率: 1.5MW
額定進(jìn)汽壓力: 1.27MPa
額定進(jìn)汽溫度: 280℃
進(jìn)汽流量: 10t/h
排汽壓力: 0.007 MPa
當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),以下電動機(jī)停止用電,有汽輪機(jī)代替其驅(qū)動風(fēng)機(jī)。
1、余熱回收所配循環(huán)風(fēng)機(jī),功率為2500kW,1臺。
2、環(huán)冷風(fēng)機(jī),功率為800kW,5臺(其中4臺配備汽輪機(jī),另一臺為一號冷卻風(fēng)機(jī),余熱回收循環(huán)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí),一號冷卻風(fēng)機(jī)停機(jī))。
3、除塵風(fēng)機(jī),功率為1500kW,2臺。
余熱回收其他附屬設(shè)施增加電功率約為250kW。
余熱回收利用正常運(yùn)行后,相比未上余熱回收利用時(shí)節(jié)省電功率Q1=800×5+1500×2-250=6750 kW
1、項(xiàng)目收益概算
按照年工作8000小時(shí)計(jì),全年可以節(jié)約用電6750×8000=5400萬kwh,按照外購電價(jià)0.8元/kwh,全年可以為企業(yè)節(jié)省5400×0.8=4320萬元。
汽輪機(jī)消耗60t/h中壓蒸汽,剩余30t/h低壓蒸汽供廠區(qū)使用,剩余部分并網(wǎng)。廠區(qū)生產(chǎn)用汽自給自足,每年可以為企業(yè)節(jié)約大量的外購蒸汽費(fèi)用,剩余部分并網(wǎng),還可以為企業(yè)創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益。蒸汽按照150元/噸,全年創(chuàng)造效益:
30×8000×150=3600萬元,
2、項(xiàng)目投資概算
余熱回收設(shè)備(余熱鍋爐及輔機(jī))、余熱利用設(shè)備(汽輪機(jī)及輔機(jī))、其他輔機(jī)設(shè)備、土建投資約為9600萬元
運(yùn)行成本費(fèi)用測算:運(yùn)行后增加運(yùn)行監(jiān)控人員每班3人,運(yùn)行監(jiān)控人員工資2000元/月.人,共計(jì)21.6萬元/年。
余熱鍋爐及汽輪發(fā)電機(jī)組檢修維護(hù)費(fèi)用約50萬元/年。
扣除汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行人員工資及檢修維護(hù)費(fèi)用每年可產(chǎn)生效益7848.4萬元。
以上計(jì)算可以看出,汽輪機(jī)驅(qū)動風(fēng)機(jī)經(jīng)濟(jì)效益十分顯著,一年零三個(gè)月可以收回投資,以后每年可以為企業(yè)創(chuàng)造效益7800多萬元。
以360m2燒結(jié)機(jī)為例,余熱鍋爐回收環(huán)冷機(jī)1、2冷卻段廢氣,約可產(chǎn)中壓蒸汽45t/h,低壓蒸汽30t/h,利用汽輪機(jī)直接驅(qū)動余熱回收循環(huán)風(fēng)機(jī)、環(huán)冷風(fēng)機(jī)。
余熱回收循環(huán)風(fēng)機(jī)共1臺,每臺配備2300kW雙出軸電動機(jī)和凝汽式汽輪機(jī),汽輪機(jī)型號N2.1-1.27,進(jìn)汽壓力1.27MPa,進(jìn)汽量16.35t/h。環(huán)冷風(fēng)機(jī)共4臺,每臺配備710kW雙出軸電動機(jī)和凝汽式汽輪機(jī),汽輪機(jī)型號N0.75-1.27,進(jìn)汽壓力1.27MPa,進(jìn)汽量5t/h。
1、汽輪機(jī)(余熱回收循環(huán)風(fēng)機(jī))
名稱型號: 凝汽式汽輪機(jī)N2.1-1.27
數(shù) 量: 1臺
額定功率: 2.1MW
額定進(jìn)汽壓力: 1.27MPa
額定進(jìn)汽溫度: 280℃
進(jìn)汽流量: 16.35t/h
排汽壓力: 0.007 MPa
2、汽輪機(jī)(環(huán)冷風(fēng)機(jī))
名稱型號: 凝汽式汽輪機(jī)N0.75-1.27
數(shù) 量: 4臺
額定功率: 0.75MW
額定進(jìn)汽壓力: 1.27MPa
額定進(jìn)汽溫度: 280℃
進(jìn)汽流量: 5t/h
排汽壓力: 0.007 MPa
當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),以下電動機(jī)停止用電,有汽輪機(jī)代替其驅(qū)動風(fēng)機(jī)。
1、余熱回收所配循環(huán)風(fēng)機(jī),功率為2300kW,1臺。
2、環(huán)冷風(fēng)機(jī),功率為710kW,5臺(其中4臺配備汽輪機(jī),另一臺為一號冷卻風(fēng)機(jī),余熱回收循環(huán)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí),一號冷卻風(fēng)機(jī)停機(jī))。
余熱回收其他附屬設(shè)施增加電功率約為150kW。
余熱回收利用正常運(yùn)行后,相比未上余熱回收利用時(shí)節(jié)省電功率Q1=710×5-150=3400 kW
1、項(xiàng)目收益概算
按照年工作8000小時(shí)計(jì),全年可以節(jié)約用電3400×8000=2720萬kwh,按照外購電價(jià)0.8元/kwh,全年可以為企業(yè)節(jié)省2720×0.8=2176萬元。
汽輪機(jī)消耗45t/h中壓蒸汽,剩余30t/h低壓蒸汽供廠區(qū)使用,剩余部分并網(wǎng)。廠區(qū)生產(chǎn)用汽自給自足,每年可以為企業(yè)節(jié)約大量的外購蒸汽費(fèi)用,剩余部分并網(wǎng),還可以為企業(yè)創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益。蒸汽按照150元/噸,全年創(chuàng)造效益:
30×8000×150=3600萬元,
2、項(xiàng)目投資概算
余熱回收設(shè)備(余熱鍋爐及輔機(jī))、余熱利用設(shè)備(汽輪機(jī)及輔機(jī))、其他輔機(jī)設(shè)備、土建投資約為7000萬元
運(yùn)行成本費(fèi)用測算:運(yùn)行后增加運(yùn)行監(jiān)控人員每班3人,運(yùn)行監(jiān)控人員工資2000元/月.人,共計(jì)21.6萬元/年。
余熱鍋爐及汽輪發(fā)電機(jī)組檢修維護(hù)費(fèi)用約50萬元/年。
扣除汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行人員工資及檢修維護(hù)費(fèi)用每年可產(chǎn)生效益5704.4萬元。
以上計(jì)算可以看出,汽輪機(jī)驅(qū)動風(fēng)機(jī)經(jīng)濟(jì)效益十分顯著,一年零三個(gè)月可以收回投資,以后每年可以為企業(yè)創(chuàng)造效益5700多萬元。
3. 余熱利用在其它企業(yè)的動力轉(zhuǎn)換
3.1 化工系統(tǒng)
在化工系統(tǒng)的工廠企業(yè)中,一般它的生產(chǎn)流程中有許多廢氣、廢熱同時(shí)生產(chǎn)過程也需要使用低位能的蒸氣,所以在節(jié)能技術(shù)改造中,將這兩種情況充分利用起來,不但可得到大量的能量,獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益,還可控制廢氣,廢熱對環(huán)境的污染。
3.2 冶金系統(tǒng)
在冶金系統(tǒng)中,除燒結(jié)廠外,鋼鐵制造的其他工藝過程中,也有大量的余熱與廢汽,在過去往往是放掉的或是很少一部分被利用,這不但白白浪費(fèi)掉大量的能源,而且還嚴(yán)重地污染了環(huán)境。如果將他們利用起來,不但是可以改善環(huán)境,而且還可以大量地節(jié)約能源,從而使生產(chǎn)成本得到降低。
3.3 建材系統(tǒng)
建材系統(tǒng)的水泥廠是一個(gè)能耗較大的工業(yè),生產(chǎn)一噸水泥耗電量高達(dá)120~125千瓦時(shí)左右。但在制作水泥的干窯上有900℃左右的大量廢熱可以利用。一個(gè)年產(chǎn)近40萬噸的干法中空窯水泥廠,將它的余熱利用起來,可產(chǎn)生2.5 MPa,400℃的蒸汽35~40 t/h?膳渖隙N3~24型冷凝式汽輪發(fā)電機(jī)組,其發(fā)電功率可超過6000kW。
可解決水泥廠用電量的75-80%左右。
其它如玻璃廠和磚瓦廠等都有較多的400~500℃左右的廢熱,都可以采用余熱鍋爐將它們利用起來。
3.4 輕工系統(tǒng)
輕工系統(tǒng)的大部分工廠在工藝流程上都需要低壓蒸汽,因此都可用鍋爐裕壓余熱來發(fā)電或帶動其它機(jī)械。如果結(jié)合鍋爐的更新改造與低位能余熱回收,效果就更大了。它們所發(fā)每千瓦時(shí)電的煤耗和成本約只用一般電廠的二分之一左右。
3.5 紡織系統(tǒng)
紡織系統(tǒng)大部分工廠在工藝流程上需要低壓蒸汽,因此都可以用鍋爐的裕壓來發(fā)電,如果結(jié)合鍋爐的更新改造與低位能余熱的回收效益就更大了。
4. 結(jié) 語
從上面對各行業(yè)余熱回收利用各種情況的分析,使我們了解到通過工業(yè)汽輪機(jī)能將各行業(yè)大量的廢熱利用起來,用于發(fā)電或直接拖動其它機(jī)械。這在我國目前能源特別緊張的情況下,意義很大的。如果將上述能量全部利用起來,節(jié)能效率十分可觀,并且可以有效的減少煙氣熱、粉塵的排放,減少對環(huán)境的影響。所以余熱回收利用是一把雙刃劍,即節(jié)約了能源,又保護(hù)了環(huán)境,一舉多得。