您现在的位置:PK10直播产品展示节能减排应用 > 蒸汽系统节能优化
  • 商品名称: 蒸汽系统节能优化

热电厂直供蒸汽在钢水真空处理系统上的应用


魏子杰1  白洁 张宏星 袁艳杰
(中信重工技术研究中心,洛阳 471039)

摘要:本文阐述了通过减温减压装置,引进电厂直供蒸汽应用于钢水真空处理系统,解决了企业发展与节能减排指标、环境保护间的矛盾。
关键词: 减温减压  蒸汽  真空处理 

  1. 问题的提出

为满足日益增长的产能的需要,2007年,中信重工新建80t电弧炉一台、150t LF/VD(VCD)在线精炼炉两套,200t~600t钢锭真空浇注罐六座,与之配套必须新建400kg/h、500kg/h蒸汽喷射真空泵两台。加上为原有炼钢设备配套的250kg/h、300kg/h两台蒸汽喷射真空泵,共需过热蒸汽最大流量40t/h。
公司锅炉房原有两台10t燃煤锅炉,所产蒸汽仅够供给原有250kg/h、300kg/h蒸汽喷射泵使用。随着400kg/h、500kg/h蒸汽喷射泵的建设,蒸汽需求增加,受节能减排指标和环境保护政策因素的影响,新建蒸汽设备受到制约。
二、钢水真空处理用汽点对蒸汽品质及流量的要求
1、蒸汽使用点(四台真空喷射泵专设汽包)蒸汽品质要求:
(1)蒸汽压力:0.87MPa±0.02Mpa;
(2)蒸汽温度:该压力下过热度(20~30℃)±2℃;
(3)蒸汽使用时间为随机使用,四台泵为随机组合启动、最多同时使用的泵数为三台;
(4)相邻两次蒸汽的使用为不连续,其使用间隔时间为0.5~72h;
(5)蒸汽流量根据真空泵的启动顺序为跳跃式递增,处理结束时由最大使用流量12t/h左右急剧降至3~4t/h或“0”;
2、蒸汽流量设计:
(1)各真空泵使用蒸汽流量见:(表一)


真空泵

最小流量(t/h)

最大流量(t/h)

250kg/h

 9

12

300kg/h

3

10。5

400kg/h

2.5

9

500kg/h

2。65

11

表一:各真空泵使用蒸汽流量
(2)流量设计:
最大流量:按任意三台泵同时工作计算,按35~40t/h设计;
最小流量:按400kg/h真空泵单独工作最小流量计算,按2.5t/h设计;
四、蒸汽供给解决方案
为保证项目的进行,经多方探讨、论证,共提出了以下五套解决方案。见:(表二)


蒸汽解决方案

优点

缺点

1

20t 燃煤锅炉

投资、运行成本较低

受节能减排指标和环境保护限制

2

80t电弧炉余热锅炉

余热利用

蒸汽产量受限、余热锅炉投资大

3

20t燃气锅炉

投资低、适应性强,机动性好

蒸汽生产成本较高

4

电厂直供蒸汽

汽源供给可靠、蒸汽成本较燃煤锅炉低15%。

管线长,需解决管线温降、疏水、水锤等问题

5

混燃式蒸汽生成系统

结精简单,投资节省,热效率高达98 %

蒸汽成本高,产生蒸汽中含6。9%水不溶性气体CO2 。

   表二  蒸汽供给解决方案
综合上述分析可以看出,方案4:利用电厂蒸汽直供是最佳解决方案。
本地热电厂有两台165MW抽气式热电联产机组,设计抽气量为1. 47Mpa、274 ℃、蒸
汽流量335×2=670t/h,单机最大抽汽量最可达400t/h。此蒸汽用于城市供热,在城市供暖淡季,为保证两台165MW正常发电,采用一套 75NW汽轮发电机组作为调节蒸汽负荷使用。电厂蒸汽完全能够满足我公司40t/h的需求,蒸汽经管道输送到减温减压站,再经减温减压装置调整温度和压力,供给蒸汽喷射泵,使用电厂直供蒸汽的成本可比燃煤锅炉低15%。
五、电厂直供蒸汽流程:
蒸汽由电厂出口至公司入口,蒸汽管道长度1200米(地埋),管径D630×9。由公司入口至钢水真空处理减温减压装置处,蒸汽管道长度1100米(架空),管径D426×9。蒸汽经减温减压后,由两条支管分送至250kg/h、300kg/h真空泵和400kg/h 、500kg/h真空泵的四个用汽点,每条支管长约150~200m。据此,蒸汽进入管道达到使用点,根据使用的不同流量、用汽的时间间隔及各使用点蒸汽使用参数,需采取减温、减压或减压处理以确保蒸汽使用点的蒸汽规定要求。
六、减温减压站的设计:
因该减温减压装置对蒸汽品质要求高,且控制系统难度大,我公司通过对国内外方案的充分论证,最终选定性价比占综合优势的杭州美亚发电设备PK10直播减温减压设备。
钢水在真空处理过程中对蒸汽的品质要求很高,为保证汽源的稳定可靠,减温减压装置的设计采用了一工一备并联设计,当一路减温减压装置发生故障时,设备能报警并自动迅速切换启动另一台备用减温减压装置,保证系统的安全、稳定、可靠。
该工况对减温减压装置及控制系统的提出了很高的要求。主要有以下几个难点:1、装置整体调节范围大。一般减温减压装置的流量调节范围为1:10,而本装置要求的范围是2.5~40t/h,加上来自热网的一次蒸汽在用汽高峰和低谷时段压力、温度参数也会波动,实际的调节范围在1:20左右;2、负荷的阶梯跳跃式变化。由于负载(真空泵)的特殊性,实际的蒸汽流量会产生最大10t/h的突变(三台泵用汽量同时变化),变化时间仅为2~3S,阀门以及控制系统必须适应该工况,快速跟踪稳定装置出口压力、温度;3、泄漏量等级要求高。真空泵是间歇运行的,在所有泵停止用汽的瞬间,蒸汽流量已经接近于“0”,但关断阀完全关闭需要1分钟左右的时间,这段时间内必须由调节阀来缓冲,这要求泄漏量非常小;4、装置在实际使用过程中必须是连续运行的,因为一旦由于故障造成蒸汽失控将导致真空泵无法正常运行以致于冶炼失败将造成数十万甚至百万元的原料以及设备损失。所以工作状态的装置突然故障时,备用装置必须马上切换启用,而且切换过程必须保证参数平稳,不影响用汽端的正常运行;5、全自动投运,系统要实现无人值守。
控制系统由直行程电动执行机构和PLC控制,并可实现远程(真空控制室)和就地(减温减压站)操作,减温减压装置出口压力、温度能自动连续调节。
设备主要参数:
进口蒸汽最大流量:Q=40t/h
进口蒸汽压力:~1.4MPa  
进口蒸汽温度:~270℃
出口蒸汽流量:Q= 2.5 ~40t/h 
出口蒸汽压力:0.87 MPa
出口蒸汽温度:该压力下饱和温度+过热度(20~30)℃
出口压力误差:±0.02MPa
出口蒸汽温度误差:±2℃
为实现上述要求,我们与杭州美亚发电设备PK10直播的研发人员经过多次交流、论证,分析了国内外先进案例,并做了大胆的创新设计最终确定该装置采用如下配置:1、减压阀采用Y948Y型直行程多级套筒调节阀。阀门设计成等百分比特性,具有宽范围的良好的调节性能、很小的泄漏量和低噪音。2、减温系统采用文丘里式,无可动部件,减温雾化效果好,维护方便。给水阀采用TZAZP型单座调节阀。多种Kv值可选,调节范围宽,一体式阀芯阀杆设计运行高效稳定,具有媲美截止阀的低泄漏量。3、减温和减压调节阀均配套智能变频电动执行机构,运用先进的矢量变频技术,除了具备完善的电气保护外,还具有精准的力矩保护和无级变速控制,对阀门精心呵护的同时以3.5mm/s的高速和0.5%的高精度运转,保证负荷突变时的快速响应和精确定位;4、水泵供水采用回水自动稳压系统使减温水始终保持合适的压力,同时消除水泵憋压的故障隐患;5、装置进出口使用电动门用于正常停汽以及紧急关断;6、设置电动快速疏水旁路,保证设备长时间不用后再次迅速自动投运;7、控制系统采用西门子S7-200高性能PLC,内部设计故障诊断报警、模糊控制、自动切换、信号调理等软件模块。除了就地触摸屏监控外,再以高速的PROFIBUS总线(1.2Mbps波特率)连接真空控制室内的TP270触摸屏实现远程操作。8、控制柜主电源通过双电源开关实现双路供电,并且控制回路采用UPS供电,具备抗击瞬间停电、电网浪涌的能力,满足连续运行要求。
在实际运行过程中,装置能够快速适应负荷突变。在检测到减压和减温故障时能快速响应,及时切换,切换时仍能保证正常用汽。上述设计得以充分发挥其效用,使系统实现了预期的控制功能,完全达到连续精确稳定运行的严苛要求。
七、应用效果:
项目2008年完成投产至今已5年,蒸汽管网及减温减压装置运行可靠,蒸汽供给稳定,满足了扩产后钢水真空脱气的需求。
自4台真空喷射泵使用电厂直供蒸汽后,停用了原有2台10t燃煤锅炉,公司降低了节能减排指标。同时,电厂直供蒸汽价格较燃煤锅炉蒸汽每吨低15元,按我公司现有真空脱气钢水产量计算,每年可节约上百万元,一年即可收回减温减压装置的投资。

幸运飞艇 幸运飞艇 幸运飞艇 幸运飞艇 苹果彩票 苹果彩票 PK10开奖 苹果彩票 苹果彩票 PK10直播