饱和蒸汽工业汽轮机的成功运用

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1、饱和蒸汽工业汽轮机的成功运用1饱和蒸汽工业汽轮机的成功运用沈强(金隆铜业有限公司安徽铜陵244021ah-sq@263.net)【摘要】原余热利用系统采用燃油在过热炉中将饱和蒸汽过热后，再由多级汽轮机发电，或者采用减压阀减压。2001年6月成功地将德国KK&K公司制造的单级饱和蒸汽工业汽轮机用于余热发电，从而大大改善了运行经济性。【关键词】工业汽轮机余热利用饱和蒸汽背压管网SuccessfullyApplicationofIndustrialTurbineofSaturatedSteamShenQiang(JinlongcopperCo.,Ltd,Tongling,Anhui,China,24

2、4021,ah-sq@263.net)【Abstract】Theformerwasteheatutilizingsystemgenerateselectricitybyburningoiltosuperheatsaturatesteamanddrivethesteamturbineordepressurizingthroughadecompressor.InJune2001,wesuccessfullyinstalledasinglestageindustrysaturatedsteamturbinefromKK&KinGermanytogenerateelectricityandimprov

3、edtheoperationeconomyonalargescale.【Keywords】industrialsteamturbine;usingwasteheat;saturatedsteam;back-pressure;gridiron饱和蒸汽工业汽轮机的成功运用21.余热利用系统改造的必要性金隆铜业有限公司采用世界上先进的“闪速炉熔炼—PS转炉吹炼—迴转式阳极炉精炼—电解”流程生产电解铜及副产硫酸。原设计配套的蒸汽热力系统主要包括：一台闪速炉余热锅炉(FFB)、三台转炉余热锅炉(CFB)、一台蒸汽过热炉(SH)及一套背压式过热蒸汽汽轮机组（型号为NG/32/25，由杭州汽轮机厂制造）等余

4、热利用装置。FFB及CFB分别产生4.71MPa饱和中压蒸汽27t/h及10t/h，合计为37t/h。其中CFB产生的蒸汽量随着转炉的炉期交换、开停风作业，呈现0~10t/h的快速变化；FFB产生的蒸汽量也会随着闪速炉投料量的变化而出现波动。近年来，金隆铜业有限公司通过挖潜改造，主产品产量增长了50%，FFB及CFB的饱和蒸汽产量也相应增加到28.9t/h及12.8t/h，合计为41.7t/h，最大值为45t/h。由于原配套的汽轮发电机组为过热蒸汽背压机组，从FFB及CFB产出的4.71MPa饱和蒸汽（温度273℃），需在过热炉中降压加热至蒸汽参数为3.43MPa、435℃，然后再进入过热蒸汽

5、背压机组发电，其背压蒸汽参数为0.8MPa、300℃，还需经减温器喷水减温及减压阀减压到0.6MPa、200℃后，并入厂区0.6MPa等级蒸汽管网。在上述过程中，过热炉需消耗大量燃油，以提高蒸汽过热度，而汽轮发电机组仅能将过热炉中加入能量的约54%转化为电能，过热炉中加入的其余部分热量，则转移到了汽轮机后的背压蒸汽中，造成0.6MPa管网热量富裕，正常生产情况下平均每小时需排放10t以上低压蒸汽。而实际发电量仅有1100--1600kW。在经过慎重的技术经济比较后，证明了此种余热发电方式是很不经济的，发电收益与燃油消耗支出相比较，年度亏损额达到了345万元。为此，原有的过热蒸汽发电机组于199

6、8年停止了发电运行。中压余热蒸汽直接经由减压阀组减压至0.6MPa及1.6MPa两个压力等级的蒸汽管网，分别输送至用户。此种运行方式基本上停止了低压锅炉的运行，工厂全部用汽均由余热锅炉供给，低压锅炉仅处于压火热备状态，全厂蒸汽热力系统运行经济性与原设计状态相比已有较大改善。但由饱和蒸汽工业汽轮机的成功运用3于绝大部分余热蒸汽经过减压阀减压至0.6MPa管网（约22~35t/h），从热力学角度分析，尽管减压前后蒸汽的焓值不变，但却损失了技术功，这是可以利用的能源。为此，我们深入了解了德国KKK公司的AFA系列汽轮机组，发现其非常适合于金隆铜业的余热利用系统。该机组不仅适用于过热蒸汽，同时还适用于

7、饱和蒸汽，因而无须运行蒸汽过热炉，无燃油消耗，可以直接将FFB及CFB产生的饱和蒸汽引入汽轮机发电，出口0.6MPa背压蒸汽仍然进入管网供用户使用，充分利用原来减压过程损失的技术功，必将产生可观的经济效益，显示出了改造的必要性和紧迫性。为此，金隆铜业有限公司于2000年3月，与德国KKK公司签订了一套AFA4G6A型饱和蒸汽发电机组的供货合同，2001年4月中旬机组供货到现场。经一个多月的安装调试