某鋼鐵公司飽和蒸汽發(fā)電技術交流.ppt

某鋼鐵股份有限公司 煉鋼、軋鋼余熱飽和蒸汽發(fā)電工程 技術交流,2011年4月26日,項目三維設計圖,6MW飽和蒸汽發(fā)電,8MW飽和蒸汽發(fā)電,某鋼鐵公司3座120t轉爐，2座130t轉爐，轉爐汽化冷卻汽包設計壓力為2.45MPa，噸鋼回收蒸汽最大可達100kg，即回收余熱蒸汽量約77t/h。 轉爐汽化系統(tǒng)回收蒸汽通過蓄熱器外供蒸汽，壓力0.60.9MPa。扣除自用損耗，外供蒸汽量約66t/h。,1.項目概況,新建80萬噸高級熱軋鋼筋車間設有1臺加熱爐，產汽量8t/h，外供壓力0.60.9MPa?？鄢杂脫p耗，外供蒸汽量約7t/h。,1.項目概況,由此可見，煉鋼、軋鋼合計回收余熱蒸汽量約85t/h，扣除自用損耗，供發(fā)電蒸汽量約73t/h。 這些余熱蒸汽沒有得到有效利用，既浪費余熱資源，又浪費軟水資源。 利用這部分余熱蒸汽新建一座煉鋼、軋鋼余熱蒸汽發(fā)電站勢在必行，既回收了這些余熱及軟水資源，還能降低廠區(qū)用電量，降低生產成本。,1.項目概況,低壓蒸汽發(fā)電站建設必要性和合理性,貫徹循環(huán)經濟的必然產物。 是公司降低生產成本的重要措施。 是改善公司電力供應緊張的重要措施。 是保護環(huán)境的重要措施。排放蒸汽回收，減少環(huán)境噪聲 是符合京都議定書精神的綠色節(jié)能環(huán)保工程,設計內容具體包括：站區(qū)工藝系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、熱工控制系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、站區(qū)建筑結構、消防設施等。 飽和蒸汽管道、軟水、生產新水、生活水、電站動力電由現有原廠區(qū)至電站。10kV高壓電由電站至業(yè)主指定變電所。,設計范圍,本工程的環(huán)境影響評價、工程地質勘察、地形測繪及接入系統(tǒng)、地基處理、站區(qū)1米外設施等由業(yè)主負責，不包含在設計范圍內。,設計范圍,轉爐汽化冷卻系統(tǒng)經蓄熱器送至發(fā)電站。加熱爐汽化冷卻產生的蒸汽經廠區(qū)管網送至發(fā)電站。,2. 熱力設施,低壓飽和蒸汽在進汽機前通過我公司具有自主知識產權的專利產品蒸汽濾潔器（專利號ZL2006 2 0175617.8），可有效提高飽和蒸汽干度，從而提高系統(tǒng)的運行平穩(wěn)可靠性，適宜用于低壓蒸汽發(fā)電工程（在同類型工程中已有應用）。,2. 熱力設施,低壓汽輪發(fā)電機組的技術規(guī)格如下： 汽輪機額定功率： 10MW 汽輪機主汽進汽量： 73t/h 汽輪機主汽進汽壓力： 0.8 MPa(A)（暫定） 汽輪機主汽進汽溫度： 飽和溫度 汽輪機排汽壓力： 0.008Mpa（A） 發(fā)電機型號： QF-12-2 發(fā)電機最大功率： 12MW 發(fā)電機額定電壓： 10.5kV,2. 熱力設施,熱力工藝可分為以下系統(tǒng)。 （1）飽和蒸汽系統(tǒng) （2）凝結水及補水系統(tǒng) 機組的凝結水由設在汽輪機底部的凝結水泵暫定回送至汽源處。 凝結水泵共2臺，1用1備； 凝結水管道規(guī)格為133x4，材質為鋼20；,2. 熱力設施,（3）循環(huán)水系統(tǒng) 飽和蒸汽發(fā)電機組的凝汽器、空氣冷卻器和冷油器的冷卻水均采用循環(huán)冷卻水。循環(huán)水新建循環(huán)水泵站供給。 循環(huán)水供水溫度33，供水壓力0.3MPa，回水壓力0.15MPa。凝汽器冷卻水量為5600 m3/h，空氣冷卻器150 m3/h，冷油器150 m3/h。,2. 熱力設施,循環(huán)水的供、回水管道采用母管系統(tǒng)。為保證凝汽器良好的換熱效果，設置一套膠球清洗系統(tǒng)，包括二次濾網、收球網、膠球泵、裝球室、分匯器以及球閥組。,2. 熱力設施,（4）抽真空系統(tǒng) 汽機抽真空系統(tǒng)包括1臺射水抽氣器和2臺射水泵。射水泵1用1備，當工作泵故障時，備用泵能自動投入。,2. 熱力設施,（5）汽輪機油系統(tǒng) 低壓蒸汽發(fā)電機組油系統(tǒng)包括潤滑油、調節(jié)有以及保安油系統(tǒng)。主要的機頭主油泵、輔助設備有主油箱（1臺）、高壓交流啟動油泵（1臺）、交流潤滑油泵（1臺）、直流潤滑油泵（1臺）和冷油器（2臺）。 汽機油管道采用不銹鋼材質。汽輪機油經過濾油機過濾，方可注入油箱。事故排油排至廠房外事故油坑中。,2. 熱力設施,（6）保溫 介質溫度大于50的管道進行保溫，管道主保溫材采用復合硅酸鹽制品，保護層采用鍍鋅鐵皮，保溫結構按國家標準。,2. 熱力設施,主廠房布置,發(fā)電主廠房占地30mx22.5m。主廠房分為汽機跨（AB跨，跨度15m）和輔跨（BC跨，跨度7.5m）。廠房柱距7.5m，長30m。 站房內汽輪機機組采用縱向島式布置，機組的運轉層標高為7m。汽機跨設置1臺20/5t電動雙梁雙鉤橋式起重機，吊車軌頂標高15m，Lk=13.5m，Jc25，起吊高度14m。,2. 熱力設施,在汽機跨0m布置有交流啟動油泵、交流潤滑油泵、直流潤滑油泵、冷油器、射水箱和射水泵等設備。在汽輪機的小島基礎上布置有冷凝器、凝結水泵等。輔跨0m布置高低壓配電室。 4m布置管道夾層和電纜夾層。 8m布置機、電集中控制室。,2. 熱力設施,系統(tǒng)運行方式 本項目是余熱資源利用項目。在將富余蒸汽送至低壓發(fā)電站進行發(fā)電的同時，不能影響到公司廠區(qū)內正常生產工藝。,2. 熱力設施,1、機組啟動： 可以利用公司廠區(qū)內已有水、電及壓縮空氣等資源。 2、機組連續(xù)穩(wěn)定運行： 在以下工況下，機組能夠保證連續(xù)穩(wěn)定運行。 轉爐及加熱爐正常生產時。 在轉爐生產可保證送汽量30t/h的情況下，機組可在純飽和蒸汽工況下進行啟動直至穩(wěn)定運行。,2. 熱力設施,機組安全保護 為保證發(fā)電機組的安全運行，系統(tǒng)設計具備以下自動保護措施： （1）發(fā)電機緊急停機保護 （2）汽輪機軸向位移過大保護 （3）汽輪機軸振動過大保護 （4）汽輪機超速保護 （5）凝汽器真空過低保護 （6）潤滑油壓過低保護 （7）汽機各點溫度過高保護,2. 熱力設施,循環(huán)水系統(tǒng) 汽輪機冷卻水量為5600m3/h，用水點壓力為0.200.30MPa，供水溫度33。冷卻水經使用后水質未受污染，僅水溫升高（溫升約10），利用余壓上冷卻塔，冷卻后的水由泵組加壓循環(huán)使用。,3. 給排水設施,循環(huán)水系統(tǒng)設計選用機械通風逆流冷卻塔2臺，單臺處理水量2800 m3/h。由于循環(huán)水在冷卻塔中一定程度上受到周圍空氣塵埃的污染，為了控制循環(huán)水水質，抽出最大使用水量時的5%進行旁濾。旁濾水量約為280 m3/h。循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍數按3設計，經計算，循環(huán)水系統(tǒng)的生產新水補水量為143m3/h，為保證循環(huán)水水質，系統(tǒng)需強制排污，排污水量為35m3/h。,3. 給排水設施,設備型號如下： 汽輪機循環(huán)供水泵組： Q=2800m3/h，H=30mH2O； 旁濾水供水泵組： Q=280m3/h，H=30mH2O； 旁濾過濾器：處理能力Q=280m3/h； 機械通風冷卻塔：單臺處理能力Q=2800m3/h。,3. 給排水設施,循環(huán)水系統(tǒng)在循環(huán)過程中由于冷卻蒸發(fā)部分水，循環(huán)水的含鹽量相應增高，對用戶設備及循環(huán)水管道將產生結垢或腐蝕。同時，循環(huán)水還會產生藻類物質的生長繁殖。為防止設備、管道結垢腐蝕及藻類物質的生長，需向水中投加阻垢劑、緩蝕劑及殺菌滅藻劑，保證設備及管道正常運行，最終保證生產安全正常。,3. 給排水設施,此外，各循環(huán)水系統(tǒng)投產前管道系統(tǒng)必須進行清洗預膜，這對保證水質穩(wěn)定正常運行也是至關重要的。鑒于各地工業(yè)水水質條件不同，各循環(huán)水設備對循環(huán)水的水質要求不同，有關水質穩(wěn)定劑的藥劑配制和最佳投加量等可委托相關部門進行化驗分析確定。,3. 給排水設施,生活給水系統(tǒng) 主要供本區(qū)域內各生活設施用水，設備有最大用水量為1.4L/s，水壓0.3MPa，管材為熱鍍鋅鋼管。本工程生活用水量接自廠區(qū)生活給水管網，水質要求符合生活飲用水衛(wèi)生標準（GB 5749-2006）飲用水水質標準。,3. 給排水設施,排水系統(tǒng) 本工程構筑物較分散，各構筑物生產、生活污水均就近外排，通過排水管道排至業(yè)主方原有排水系統(tǒng)，其中發(fā)電廠房生活污水需經化糞池處置后在外排。,3. 給排水設施,安全供水 水處理設施均要求采用兩路電源供電，并設置避雷措施。 循環(huán)水泵站采用廠區(qū)中央控制室遠程監(jiān)視及就地巡檢的方式確保供水安全。,3. 給排水設施,水處理的操作方式和監(jiān)視 （1）操作方式 水處理的操作主要由PLC控制，并通過CRT畫面顯示。水處理各主要設備均在汽輪機控制室集中操作管理和控制。 （2）監(jiān)視 操作室采用集中監(jiān)控方式，在CRT畫面上可監(jiān)視各循環(huán)水系統(tǒng)的運行狀況，顯示各循環(huán)水系統(tǒng)的流量、壓力、溫度及水池液位等。,3. 給排水設施,循環(huán)水泵房 循環(huán)水泵房長36m，寬12m，泵房為半地下式泵站。泵房內設有循環(huán)供水泵組3臺，旁濾供水泵組1臺，旁濾過濾器1套，泵房外冷水池設有2臺鋼混結構機械通風逆流冷卻塔。,3. 給排水設施,廠內電網現狀及發(fā)電機并網 建議10kV并網。,4.供配電設施,電氣主接線 電站10kV系統(tǒng)設一段母線。 母線上接12MW發(fā)電機廠用變壓器，電站與接入變電所（接入點需業(yè)主確定）10kV母線設一條電纜聯(lián)絡線。,3.供配電設施,因目前還沒有變電所的短路電流值，為防止發(fā)電機接入配電系統(tǒng)后總的短路容量超過斷路器允許的開斷容量，在聯(lián)絡線上，接入一組并聯(lián)有FSR快速開關的10kV 1000A 8 %電抗器。正常運行時電抗器被短接，發(fā)電機無功功率得以充分輸出。短路時FSR快速斷開，負荷側斷路器的開斷容量由電抗器限制到允許范圍內。,3.供配電設施,廠用電負荷及年發(fā)電量 電站廠用電總的裝機容量約為296 kW, 其中工作容量約為258 kW,廠用電計算負荷為166 kW，自然功率因數0.8 ，年耗電量70x104 kWh 。 飽和蒸汽汽輪發(fā)電機年發(fā)電量約為7000×104kWh。,3.供配電設施,3.5 廠用電系統(tǒng) 根據計算負荷及考慮低壓電動機的啟動，發(fā)電機組的廠用電專設一臺400kVA干式變壓器供電，另就近由廠區(qū)低壓配電系統(tǒng)引一回低壓電源，保證廠用電負荷由兩路電源供電。380V系統(tǒng)采用單母線分段接線。,3.供配電設施,3.6 供配電主要設備選型 本工程供配電主要設備按以下原則進行選型： 低壓動力變壓器：400 kVA, 10/0.4-0.23kV，干式。 限流電抗器 ：空芯 10kV 1000A 8 %。 快速開關： FSR 10kV，1000A 高壓開關柜： KYN-28A 真空斷路器，1250A，630A，額定短路開斷電流31.5kA，鎧裝中置式；發(fā)電機小室內采用GG1A型固定式開關柜。 低壓配電柜 ：GGD固定式； 現場動力配電箱/盤：戶外金屬密閉自立式，IP54。,3.供配電設施,3.7 發(fā)電機和高壓設備微機保護監(jiān)控系統(tǒng) 電站的10kV高壓配電裝置擬采用微機綜合保護及監(jiān)控系統(tǒng)，對高壓配電設備進行監(jiān)視和控制。 對發(fā)電機組設微機差動保護，后備保護，轉子保護，非電量保護， 微機五防，故障錄波，自動同期，以及電量測控，監(jiān)控系統(tǒng)的后臺機監(jiān)控HMI等。,3.供配電設施,3.8 電氣傳動及自動化系統(tǒng) 1) 電站的傳動設備一般為常規(guī)的交流電動機驅動，交流電動機的電壓等級為380V。 汽機的自動化系統(tǒng)擬采用PLC系統(tǒng)（另見自動化專業(yè)說明），電氣傳動控制集中操作統(tǒng)一采用PLC操作，機旁操作采用機旁操作箱，操作方式的轉換開關設在機旁操作箱上。 控制電壓一般為交流220V，重要電機的控制電壓為直流220V。,3.供配電設施,2) 電動機控制及起動方式: 電動機的起動一般采用以下幾種方式： a)當低壓籠型電動機的功率在變壓器允許全電壓起動的范圍以內時，優(yōu)先采用直接起動方式。當籠型電動機的功率大于變壓器允許全電壓起動的范圍時，則采用降壓起動方式。,3.供配電設施,3.9 電氣室的配置 在電站主廠房內B-C跨一層設高低壓配電室和電抗器室；汽機和發(fā)電機的集中控制室和機柜間設在三層（+8.0M運轉層）；發(fā)電機出線小室設在平臺下為一層結構。 高、低壓配電室和集中控制室的布置。,3.供配電設施,3.10 直流系統(tǒng) 直流系統(tǒng)根據本工程的機組容量，直流系統(tǒng)選用一套鉛酸免維護直流電源成套裝置，容量為180AH。雙回380V電源進線，直流220V輸出以滿足廠內各組件的控制、保護、信號和主要場合的事故照明。,3.供配電設施,3.11 電纜、電線的敷設方式 1) 在主廠房內和電氣室內的電纜敷設主要采用電纜橋架敷設，對高溫、多塵或有腐蝕性氣體等環(huán)境惡劣場所采用的電纜橋架宜采用熱浸鋅防腐的電纜橋架。地下電纜采用電纜溝或穿鋼管敷設。 2) 照明支線一般采用穿鋼管的敷設方式。,3.供配電設施,(1)控制系統(tǒng) 電站控制系統(tǒng)將采用儀電一體化的控制系統(tǒng)，包括。即在電站控制室內，設置一套DCS系統(tǒng)，負責對汽輪發(fā)電機組和蓄熱器的參數進行監(jiān)視和控制。,4.自動化儀表控制設施,該DCS系統(tǒng)具有極強的監(jiān)視、控制功能，操作方便，修改容易。整個系統(tǒng)由現場過程控制站、操作站及高速數據通訊網組成?，F場過程控制站主要包括中央處理器、I/O輸入輸出卡等；操作站主要包括工控機、TFT顯示器、鍵盤及打印機等。,4.自動化儀表控制設施,整個系統(tǒng)要完成生產過程信號的采集及處理、過程參數的設定與監(jiān)視、過程控制、設備的連鎖控制、報警監(jiān)測、實時及歷史趨勢的監(jiān)視與分析，并與過程計算機進行實時數據通訊。提供動態(tài)工藝流程圖和操作畫面、控制回路顯示畫面、報警畫面、生產過程變量和事件記錄并打印。操作人員通過鍵盤可以調出生產過程中的各個控制回路的畫面，并對設定參數進行修改，對工藝過程進行控制，實現人機對話。,4.自動化儀表控制設施,(2) 主要檢測與控制項目 1)凝結水流量檢測與調節(jié)； 2)主汽流量檢測； 3)主汽壓力、溫度檢測； 4)汽機電動主汽門前蒸汽壓力檢測與調節(jié)； 5)汽機自動主汽門前蒸汽壓力檢測與調節(jié)； 6)潤滑油壓力檢測； 7)凝汽器真空檢測；,4.自動化儀表控制設施,8)射水管道壓力檢測； 9)射水抽氣器混合室壓力檢測； 10)汽機電動主汽門前蒸汽溫度檢測； 11)汽機自動主汽門前蒸汽溫度檢測； 12)循環(huán)水進、出水溫度檢測； 13)凝結水溫度檢測； 14)熱水井水位檢測； 15)汽輪機轉速檢測； 16)調節(jié)閥后壓力檢測； 17)補給水壓力檢測,4.自動化儀表,儀表的選型原則應遵循： 關鍵部位儀表選用技術先進、質量可靠并且使用情況良好、國內有代理商、國內可購備品備件的國外產品； 其它檢測儀表選用質量好、性能優(yōu)越、安全可靠、在鋼鐵廠有運行經驗、價格適宜的國內生產的儀表。,5.自動化儀表控制設施,儀表的選型原則應遵循： 關鍵部位儀表選用技術先進、質量可靠并且使用情況良好、國內有代理商、國內可購備品備件的國外產品； 其它檢測儀表選用質量好、性能優(yōu)越、安全可靠、在鋼鐵廠有運行經驗、價格適宜的國內生產的儀表。,5.自動化儀表,通風系統(tǒng)設計 高低壓配電室設機械通風，室內溫度不超過35，選用軸流風機進行排風。 空調系統(tǒng)設計 按人體通風要求，控制室室內溫度最高不超過25，最低不低于16。 選用2臺LFD風冷電加熱型空調機。,6.通風及空調,（1）主廠房柱距為6米，長30米，跨度為24米，主廠房邊另有9米的3層披屋。廠房及披屋各層標高分別為4米、7.0米。廠房采用鋼筋混凝土框排架結構，屋面采用鋼屋架、彩色金屬夾芯板屋面板。廠房柱子、平臺梁及基礎采用鋼筋混凝土，采用鋼吊車梁。內墻抹灰后刷涂料，外露鋼結構均除銹后刷漆。主廠房內汽輪機機組采用縱向島式布置，飽和蒸汽輪發(fā)電機組運轉層標高為7.000米，屋架下弦標高16.6米。,7.土建工程,機、電集中控制室汽機間集中控室采用雙層隔音窗及隔音門；墻體采用部分磚墻及隔音隔熱骨架墻。 主廠房火災危險性為丁類，建筑耐火等級為二級。主廠房設鋼筋混凝土樓梯、鋼梯各一部，連接各層平臺；外墻設疏散鋼梯一部，廠房內另設必要的出入口。,7.土建工程,主廠房內外墻為陶?；炷疗鰤K墻。外墻抹灰后刷建筑涂料，內墻抹會后刷乳膠漆?？刂剖以O石膏板吊頂、鋁合金門窗，地面為釉面磚地面。高低壓配電間地面作防靜電活動地面。 屋面隔熱保溫層為100mm厚玻璃棉。 地面:主廠房為地磚地面，活動地板底層為混凝土一次抹光樓地面。,7.土建工程,8.1.2電信種類 行政管理電話 調度電話 火災自動報警,8.電訊設施,8.電訊設施,電信設施用戶表,9.投資估算,本工程投資范圍包括：發(fā)電主廠房、循環(huán)水泵房、區(qū)域管線、區(qū)域總圖設施、工器具及生產家具購置費等建設投資和工程建設其他費用及預備費等。,9.投資估算,按費用劃分見下表,9.投資估算,按項目劃分見下表,按項目劃分見下表,謝謝大家! 請各位領導和專家多提寶貴意見,