石灰窯余熱電站增設(shè)蓄熱器的實(shí)踐應(yīng)用

陳文慧　徐英慧　堯志

【摘 要】新鋼余熱電站由于一鋼廠無法持續(xù)供蒸汽、飽和蒸汽帶水等原因引起余熱電站鍋爐安全閥頻繁起跳和滿水事故頻發(fā)，通過在一鋼廠供應(yīng)飽和蒸汽母管和鍋爐之間增設(shè)蓄熱器及控制系統(tǒng)的方法，使進(jìn)鍋爐飽和蒸汽壓力波動減小，余熱電站能穩(wěn)定運(yùn)行，并大大減少設(shè)備事故率。

【關(guān)鍵詞】蓄熱器；余熱；石灰窯

中圖分類號： TK229.929 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）12-0037-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.12.016

0 引言

新鋼石灰窯余熱電站按“兩爐一機(jī)”設(shè)計，一條石灰窯對應(yīng)一臺余熱鍋爐，余熱鍋爐吸收一鋼廠輸送過來的飽和蒸汽，還吸收石灰窯預(yù)熱器的煙氣余熱產(chǎn)生過熱蒸汽驅(qū)動汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。由于一鋼廠產(chǎn)飽和蒸汽的波動性、其它用汽負(fù)荷的間斷性、供余熱電站蒸汽的斷續(xù)性，使得蒸汽的有效利用比較困難。通過合理設(shè)置蓄熱器，可以起到“削峰填谷”的作用，同時可以達(dá)到平衡用汽負(fù)荷波動，節(jié)約能源的目的。

1 余熱電站運(yùn)行中出現(xiàn)的問題

沒裝蓄熱器之前，受來汽高壓沖擊，鍋爐安全閥頻繁起跳，既浪費(fèi)能源，又產(chǎn)生噪聲污染。飽和蒸汽帶水造成管道水沖擊導(dǎo)致蒸汽管支架倒塌一次，蒸汽管道掉下支架一次。飽和蒸汽水沖擊導(dǎo)致余熱鍋爐滿水事故頻發(fā)，幾乎每天發(fā)生，嚴(yán)重時，導(dǎo)致汽輪機(jī)跳機(jī)三次，直接和間接損失超過60萬元。

碰到鍋爐滿水事故，操作運(yùn)行人員處理起來手忙腳亂，疲于應(yīng)付。

2 增設(shè)蓄熱器改造方案實(shí)施

將蓄熱器裝設(shè)于一鋼廠供應(yīng)飽和蒸汽母管和鍋爐之間，靠近鍋爐，從而將多余的熱能蓄存起來或釋放熱能補(bǔ)充給鍋爐，以平衡用汽負(fù)荷的波動。

蓄熱器容積100m3，直徑3000mm，長度14500mm，材料Q345R，噴嘴數(shù)量10個，內(nèi)置波形板和鋼絲網(wǎng)分離器。配套有就地水位計2個，遠(yuǎn)傳水位計2個。詳見圖1：

從鋼廠來的飽和蒸汽母管上設(shè)置隔斷閥，增加蓄熱器系統(tǒng)，蓄熱器進(jìn)汽管和出汽管均設(shè)置有隔斷閥和止回閥，蓄熱器本體設(shè)置有放水和溢流口，以及安全閥。詳見圖2：

蓄熱器進(jìn)出口管路上的調(diào)節(jié)閥通過蓄熱器內(nèi)壓力對應(yīng)的飽和溫度與水側(cè)溫度差的信號控制開度。溫度控制調(diào)節(jié)閥詳見圖3：

出口母管上的調(diào)節(jié)閥通過閥后壓力來控制閥門開度。母管上調(diào)節(jié)閥控制原理詳見圖4：

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

3.1 增設(shè)蓄熱器后石灰窯單窯運(yùn)行帶來的直接效益

余熱電站增設(shè)蓄熱器后，在合理的生產(chǎn)組織下，蓄熱器能按單窯平均接收19t/h的蒸汽量放熱36分鐘，經(jīng)統(tǒng)計，一鋼廠停送蒸汽的時間在36鐘以內(nèi)的占62%，按照2015年度石灰廠單窯生產(chǎn)2591.5小時、停汽時間比例13.13%預(yù)計，增設(shè)蓄熱器后，余熱電站能另接收一鋼廠蒸汽量為2591.5×13.13%×62%×19=4008.3（噸），按單窯生產(chǎn)發(fā)電汽耗7kg/kWh、電價0.5元/千瓦時預(yù)計經(jīng)濟(jì)效益為：4008.3×1000×0.5/7=286307（元）。

3.2 增設(shè)蓄熱器后石灰窯雙窯運(yùn)行帶來的直接效益

余熱電站增設(shè)蓄熱器后能接收一鋼廠峰值進(jìn)汽流量為40t/h，一定程度減少蒸汽放散，按每天減少5噸、2015年發(fā)電汽耗7kg/kWh、雙窯運(yùn)行253天、0.5元/千瓦時預(yù)計：5×253×1000×0.5/6.93=81321（元）。

則增設(shè)蓄熱器后帶來的年直接效益約為286307+81321=36.76（萬元）

蓄熱器系統(tǒng)總投資約100萬，按直接收益計算，投資回收期約2.72年。

4 安全運(yùn)行狀況

加裝蓄熱器后，從2016年7月投運(yùn)以來，再也沒發(fā)生余熱鍋爐滿水事故，余熱鍋爐安全閥再也沒有發(fā)生事故起跳，杜絕了蒸汽排放，又沒有噪聲污染。

5 結(jié)論

余熱電站增設(shè)蓄熱器后，由于采用溫度控制調(diào)節(jié)閥控制電動閥的開度，使進(jìn)鍋爐飽和蒸汽壓力波動減小，降低了運(yùn)行人員的勞動強(qiáng)度。而且每年能減少一鋼廠蒸汽放散量，節(jié)約能源，投資回收期短，對同類型項目有很好的借鑒意義。

【參考文獻(xiàn)】

[1]韋士波，戚永義.蒸汽蓄熱器在銅冶煉余熱發(fā)電系統(tǒng)上的應(yīng)用[J].能源與節(jié)能，2013（8）22-24.