[实用新型]一种钢铁生产工艺中干熄钢余热发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种钢铁生产工艺中干熄钢余热发电装置，属于钢铁生产节能减排技术和余热发电技术领域。

背景技术

钢铁生产属高耗能、高污染、高排放行业，我国目前钢铁产量已达5亿吨左右，远远超过世界其它国家，因此节能减排压力巨大，同时也存在着巨大的节能潜力。钢铁生产过程中产生了大量余热，如何变废为宝，有效利用这类废热，是钢铁行业提高能源利用效率、降低环境污染的重要途径。

钢铁生产需要耗费大量电能，加剧了公共电网的建设压力，钢铁厂通常设置自备电厂，目前采用高炉煤气余压发电、钢铁冶炼过程中产生的副产煤气等进行余气发电、回收一部分高品位热能进行余热发电等各种余能发电措施，已经逐渐在钢铁行业推广应用，取得了可观的节能减排效益和经济效益，所涉及的余能发电通常由钢铁厂自用，与公共电网形成并网而不上网的关系，相关电力应用技术已经走向成熟。

目前钢铁厂的大量余热是以温度不超过150～200℃的低品位能量形式存在的，此类热源除了作为供热、热力除氧等应用外，大部分由于无法利用而直接排放到室外，不利于能源、水资源和环境保护。

在钢铁炼制、加工流程中，例如在钢水成型后，由于其温度往往高达800～1200℃左右，采用新型干熄钢干法冷却余热回收技术可以将热量回收并获得450～800℃左右的高温空气热源，可以用量作为高品位能源驱动汽轮机发电，甚至可提升大量低品位能源用于增大发电功率，以获取更多的能源综合利用效益。

发明内容

本实用新型的目的和任务是，研制一种钢材干法冷却系统，采用空气冷却式或高温相变蓄热式干熄钢法对炼钢后成型的钢材或高温轧制后的钢材等初始温度达700～1200℃左右的高温钢物料进行干法冷却，同时实现热回收，可获得300～800℃的高温空气热源，进入余热锅炉制取高中参数过热蒸汽，再驱动汽轮机发电，发电效率可达35～40％以上，从而实现利用工艺流程中的“废热”生产高品位能源的目的，同时还可以此高品位能源带动钢铁厂大量存在的低参数蒸汽余热用于发电，进一步提高钢铁厂能源综合利用效率，降低公共电网发电装机容量。

本实用新型的具体描述是：

一种钢铁生产工艺中干熄钢余热发电装置，由干空气冷却式或高温相变蓄热式干熄钢法冷却余热回收部分和余热发电部分两部分组成，其中干熄钢干法冷却余热回收部分包括冷却风道1、高温风机9、高温风道11和用于热回收的过热器3及余热锅炉2的加热面组成，冷却空气在冷却风道内被高温钢物料10加热到300～800℃左右后送入到过热器3及余热锅炉2，将循环水加热为高温高压的过热蒸汽，过热蒸汽的压力范围为1～12MPa、温度范围为300℃～550℃，送往汽轮机4，并驱动发电机5发电。

过热器3既可设置于余热锅炉2的内部组成为一体，也可设置于余热锅炉2的外部成为独立式结构。

空气冷却式干熄钢装置中高温钢物料10与高温循环空气直接接触换热，而高温相变蓄热式则是由高温钢物料10先将高温相变蓄热模块14加热，再由高温相变蓄热模块14与高温循环空气接触换热，然后送往过热器3及余热锅炉2。

对于空气冷却式干熄钢法，由于过热蒸汽的产生依赖于高温钢物料的冷却流程，当高温钢物料的冷却过程是连续的，因此余热发电也就可以不断持续下去，但是如果由于各种因素的影响导致高温钢物料的冷却间断，由于余热无法储存，因此余热发电也被迫中断。避免这种状态的出现可考虑采用辅助热源12，此种辅助热源既可采用煤气或者燃煤锅炉作为补燃发电，也可采用钢铁生产工艺流程中大量存在的0.2～0.6MPa低压蒸汽等低参数热源的余热回收装置，带动低参数热源发电以增大发电量。作为发电循环的优化设计，可考虑设置辅助蒸汽管13将辅助热源12的低压蒸汽送入汽轮机4的低压级以提高热利用效率。当然如果生产线可长期保持满负荷运行，也可不设置辅助热源12而只采用余热锅炉2作为单一蒸汽热源驱动汽轮机发电。

对于高温相变蓄热式，则可避免上述空气冷却式的缺点，单独进行余热发电，也可与其它辅助热源联合运行。但是高温相变蓄热式初投资较高。