烧结冷却余热发电系统的热力学模型及主蒸汽参数的优化选择

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1、烧结球团第36卷第3期54SinteringandPelletizing2011年6月烧结冷却余热发电系统的热力学模型及主蒸汽参数的优化选择121王毅何张陈颜学宏(11中冶长天国际工程有限责任公司21东南大学能源与环境学院)摘要:总结了国内外烧结余热发电技术及烧结余热资源的特性,并据此建立了烧结余热发电系统热力学模型,分析了主蒸汽参数与余热发电系统最大发电能力的关系,以及影响系统发电功率的主要因素,得出了最佳的主蒸汽参数。关键词:烧结;余热发电;热力学模型;主蒸汽参数;优化中图分类号:TK112文献标识码:A文章编号:1000-8764(2011)03-0054-

2、05ThermodynamicModelofSinteringWasteHeatPowerGenerationandOptimizationofMainSteamParametersWangYietal1AbstractThesinteringwastegaspowergenerationtechnologyathomeandabroadandthecharacteristicsofsinteringwasteheatresourcesweresummarized,andbasedonthis,thethermodynamicmodelofsinteringwas

3、teheatpowergenerationsystemwassetup.Therelationbetweenmainsteamparametersandmaximumwasteheatgenerationcapacityandthemaininfluencingfactorsforsystemgenerationoutputwereanalyzed,andtheoptimalmainsteamparameterswereobtained1Keywordssintering,wasteheatpowergeneration,thermodynamicmodel,ma

4、insteamparameters,optimization烧结冷却废气余热发电技术是将低品位的中低1前言温废气余热转化为高品位能源)))电能,促进烧结是钢铁生产过程中的一道重要工序,我国钢铁企业节能减排,降低生产能耗,发展低其能耗约占整个钢铁企业总能耗的9%~12%,碳循环经济的有效途径。仅次于炼铁工序。在烧结生产过程中,有近2烧结余热发电技术现状50%的热能以烧结烟气和冷却机废气的显热形式排入大气[1]。211国内外烧结余热发电技术发展现状据国内相关统计数据表明,我国烧结工序日本一直注重节能技术的开发应用,其烧余热利用率还不足30%,能耗指标相比先进国结余热发

5、电技术也走在世界各国的前面。世界家差距较大,吨烧结矿的平均能耗高于20kg标上第一次将烧结冷却机废气产生蒸汽用于发电准煤[1],因此我国烧结工序节能潜力很大。的是原日本钢管公司(现为JFE公司)的扇岛厂从能源梯级利用的高效性和经济性角度分和福山厂。该余热发电系统的余热回收方式是析,余热发电是最为有效的余热利用途径,平均在环冷机高温段鼓入100e的循环空气,该部每吨烧结矿产生的废(烟)气余热回收可发电20分空气经环冷机后温度可达350e,再经过余[2]热锅炉产生压力114MPa的蒸汽用于发电。kWh,折合吨钢综合能耗可降低8kg标准煤。#2此外,新日铁君津于1981

6、年底为3机(500m收稿日期:2011-03-02联系人:王毅(410007)的带式烧结机)建设了一座利用F-85低沸点湖南省长沙市劳动中路1号有机工质朗肯循环的余热发电系统(ORCS),装2011年第3期王毅等烧结冷却余热发电系统的热力学模型及主蒸汽参数的优化选择55机容量1418MW,实际运行发电量可达12153烧结冷却余热发电系统及热力MW。至20世纪90年代中期,余热发电技术已学模型在日本各钢铁厂得到广泛应用。2004年,马钢引进日本川崎重工核心技术目前,烧结冷却余热回收发电工程项目中2应用较为广泛的有单压热力系统和双压热力系及关键装备,在2@300m烧结

7、机上建成了中国第一套烧结冷却机废气余热发电系统(装机容统,分别如图1、图2所示。单压热力系统采用量为1715MW),该系统于2005年9月并网发纯凝式汽轮机组,余热锅炉排烟温度一般在160电[3]。e左右;双压热力系统采用补汽凝汽式汽轮机随后,国内其他钢铁企业纷纷开展烧结余组,余热锅炉生产两种不同压力等级的蒸汽,主热发电技术的探索研究,先后有济钢第二烧结蒸汽和低压补汽,余热锅炉的排烟温度能降到厂320m2烧结机余热发电工程(2007年3月投130e左右。[4]22产)、安钢360m+400m烧结环冷机低温余[5]热发电工程(2008年10月投产)等多个烧结余热发电

8、工程投产。