钢铁厂煤气及蒸汽发电技术的应用

周维峰

摘要：随着经济和科技的飞速发展，许多二次能源如高炉煤气、钢厂煤气、转化气等都与钢铁技术的生产有关。钢厂生产过程中仍有大量气体过剩。“十二五”期间，国家将钢铁行业节能减排作为重点。工艺优化和二次能源回收是重点工作的内容，需要高效的技术转型，加大能源回收、转化和利用力度，提高二次能源综合利用率。本文对钢铁厂煤气及蒸汽发电技术的应用进行了深入的探讨。

关键词：钢铁厂;煤气及蒸汽;发电技术

一、引言

随着我国社会经济的不断发展，作为我国支柱产业的第二产业和工业也在迅速发展。钢铁行业对煤炭的需求正在飙升，焦炭和钢厂煤气也是如此。钢厂煤气是化学工业和钢铁工业生产过程中产生的废气，现在我国钢铁工业和化学工业的产量和利润都在增加，钢厂煤气的使用量也在不断增加。钢厂煤气作为一种化工资源和二次能源，具有广泛的利用价值。如何对钢厂煤气进行综合利用具有非常重要的意义。

二、钢铁厂煤气及蒸汽应用的意义

（1）资源节约、循环利用、节能减排

钢铁厂煤气和蒸汽本身具有很大的资源能源利用价值，钢厂煤气和蒸汽对环境造成严重污染和破坏。将钢铁厂的气体和蒸汽浪费掉会产生负面影响。综合利用钢厂煤气和蒸汽可以实现其价值最大化，实现资源循环利用，节约资源和相关生产成本，节约能源，减少排放，满足我国可持续发展战略的需要。

（2）创造多种效益，促进社会发展

钢铁厂煤气和蒸汽的利用方式多种多样，每一种利用方式都具有实用价值和功能，钢厂煤气和蒸汽的充分综合利用可以为社会化工资源和生产生活资源的再生产做出贡献。重视煤气和蒸汽在钢铁厂综合利用所创造的经济效益和社会效益，促进社会发展。

（3）提高企业竞争力，促进产业变革发展

在“三清一减一补”的工业发展新形势下，钢铁厂煤气、蒸汽综合利用成为钢铁行业发展的必然趋势和选择，对此进行的研究和分析将有助于对企业竞争力的提升。

三、煤气发电技术应用

第一，煤气系统是整个设备的起点，从这里开始输送，由主管道加压，然后送到各个主管和分母管道到达喷嘴，然后进入锅炉进行燃烧。气体系统设有多个功能阀，用于不同阶段和安全保护。第二，抽排风系统的作用与鼓风机相同。煤气为锅炉点火提供能量。气体燃烧所需的空气可由该排气系统提供。气体经过预热，然后“吹”入锅炉。燃烧后产生的烟气可以被加热和冷却，然后排放到装置后面的大气中。第三，热力系统的设计较为复杂。本系统的运行包括冷热两种状态，并设置旁路系统，保证机器正常运行。锅炉产生的蒸汽通过总管到达汽轮机做功，再从蒸汽管路进入汽轮机压力缸做功。供水是由水泵实现的，水泵分别经过高压给水总管和高压加热单元，连接到锅炉省煤器的进口。流入的冷凝水最终通过水管进入锅炉。最后是进入排水系统，在运行过程中，每个环节排出的水被收集在排水容器中循环使用。在这个过程中，水不断地被加热、冷凝和冷却，以达到回用的目的。第四，污水系统是一个比较重要的装置，而利用燃气本身就是为了减少排放，所以这个环节同样重要。污染排放主要取决于延长期内废物的定期排放。

四、发电机组

为了有效利用钢铁行业各个环节产生的煤气，在设计生产线时需要考虑剩余煤气的利用。目前，钢铁企业使用的燃气发电机组有两种，一种是锅炉与汽轮机的联合发电机组，另一种是余热锅炉与燃气辅助汽轮机的联合发电方式。燃气发电机组是燃气使用的最后用户，也是嵌缝、炼铁、轧钢等用户的缓冲调节用户。各企业在选择燃气发电机组时，应充分考虑其燃气利用性能。我国焦炭行业采用的汽轮机发电和燃气轮机发电，发电效率低，经济效益和社会效益均不理想。用于内燃机发电的钢厂煤气发电效率较高，也具有社会和经济优势。

五、蒸汽发电

钢铁厂轧钢炉产生的余热在锅炉出口形成蒸汽，直接收集到设置的蒸汽管道中，通过蒸汽管道之间的支架直接流入余热电厂。钢铁厂转化炉产生的余热蒸汽和轧钢系统产生的余热蒸汽在电厂汇合后，通过设置的蒸汽管和支架，进入蒸汽管道和汽轮机主汽阀之间;废热蒸汽形成饱和蒸汽，进入汽轮发电机发电。发电过程中产生的冷凝水经循环冷却水系统的冷凝水泵加压后，返回转炉和钢厂余热锅炉的辅助水箱。再进入辅助水路余热锅炉再生余热蒸汽。形成既能充分利用余热资源，又能有效降低用水量的大型循环系统，对工厂企业的发展具有重要意义。饱和蒸汽动力系统中的蒸汽源与燃气动力系统中燃气锅炉产生的过热蒸汽的稳定压力和流量不同，蒸汽的质量因来源而异。例如，炼钢转炉的汽化冷却系统只在鼓风期产生蒸汽，在非转化期不产生蒸汽蒸汽压力和流量波动大，湿度大，直接用于发电时，发电机功率波动大，汽轮机水蚀，不利于安全可靠运行。因此，饱和蒸汽发电技术的难点在于如何保证饱和蒸汽的压力、流量稳定性和干度。饱和蒸汽压的稳定性和蓄能器的选择是根据转炉汽化和冷却产生的蒸汽的不连续性和挥发性，为了克服这些问题，可以安装蓄能器。在转炉蒸发冷却系统中广泛使用的蓄能器是湿式可变压力蓄能器。当转炉吹氧时，来自蒸发冷却装置的多余蒸汽流入蓄能器，容器内的压力逐渐升高。蒸汽加热蓄能器中的水并使其冷凝以加热热量中的水。焓值上升到与进入的蒸汽压力相对应的饱和水焓值，此时由于蒸汽的冷凝，蓄能器中的水位也上升。在转炉无氧鼓风机或蒸发率小时，发电机组继续使用蒸汽，蓄能器内压力下降，此时柱式蓄能器内水的焓值饱和减压后高于其饱和度。水焓大，部分水蒸发，弥补产汽量不足，确保发电机组蒸汽连续稳定供应。

结语

综上所述，在我国钢铁工业仍在发展的同时，钢铁厂煤气和蒸汽的综合利用已成为亟待解决的关键问題。以此为出发点，对钢厂煤气和蒸汽的综合利用及其意义进行分析研究，并进行说明和总结，使我国相关产业能够更加健康地发展。

参考文献

[1]高温超高压煤气发电技术在钢铁企业的实际应用.湖北锐意自控系统有限公司.2018，06.

[2]何武官.低压饱和蒸汽发电在炼钢企业中的应用.北京中科创业园环境节能技术有限公司.2015，01.