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    焦炉、高炉、转炉煤气燃气内燃发电机组介绍

    浏览次数:200    作者:sxjyyj    发布时间:2017-11-25 09:38:27    字号:        

        高度的电力需求以及不断上升的能源成本成为当前钢铁行业的一个巨大挑战,在钢铁生产的过程中产生的“免费的”废气可以作为一种非常有吸引力的能源用来高效发电。除了经济效益,利用这部分废气作为作为燃料可以作为有效降低工业二氧化碳的排放量同时减少化石能源的使用。

    钢铁生产过程中产生不同的尾气

    钢铁生产过程中一般会产生大量的特殊气体,在三个不同的工艺阶段,会产生三种不同气体,分别是:焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气。

      作为原煤变为焦炭的一种副产品,焦炉煤气是由炼焦用煤在缺氧条件下,炼焦炉中经过高温干馏后产生的。其主要成分为氢气(50-60%)和甲烷(15-30%),另外还有少量的(10-20%)一氧化碳、二氧化碳和氮气。焦炉煤气的热值可以达到5kW/Nm3。我司可以将其作为燃气内燃发动机的高效燃料用来发电。

       高炉煤气(BFG)是炼铁过程中产生的副产品,拥有极低的低位热值(LHV 0.7kW/Nm3)和非常有挑战的可燃组分(一氧化碳和氢气)和惰性组分(二氧化碳和氮气)的比值。利用该特殊气体进行发电需要先进的燃气内燃发动机技术。根据BFG的不同组成,可能需要与少量焦炉煤气或者天然气混合,提高在发动机内的燃烧效果。在某些限制以外,不添加如何燃料直接利用高炉煤气也是可能的。

       我司提供的燃气内燃发动机在针对高炉煤气的应用上开发出了相应的产品,拥有极高的燃料灵活性,低限度的混合燃料气体。

       转炉煤气出现在以生铁为原料的炼钢过程中。转炉炼钢技术可以分两种不同工艺:氧气顶吹炼钢法和平炉炼钢法。

       在氧气顶吹转炉炼钢工艺中,生铁与氧气或空气反应和炼制,降低了碳的比例,并通过氧化所产生的热量来加热钢水。目前氧气顶吹转炉炼钢(LD法)已经成为粗钢生产上使用多的工艺,全世界大约有60%的粗钢生产采用。

       另一方面,平炉加热金属所需的热量和氧化杂质元素所需的氧都是通过炉渣向金属中传递的,平炉供热必须依靠外来热源。常见的平炉工艺就是电热熔工艺。

       LD法和点热熔工艺中产生的转炉煤气中一般含65%的一氧化碳、15%的二氧化碳、15%的氮气和少量的氢气及甲烷,可以作为燃气被我司提供的燃气内燃发动机高效利用。

       钢铁生产过程中产生的各种气体的成分、热值和燃烧效果都有差异,这对燃气内燃机的设计提出了相当高的要求。我司提供的机组针对这种燃料提供了相应的改进型燃气内燃机,采用这种气体高效的发电同时可以供热,供钢铁生产企业使用。

       总的来说,焦炉煤气成分稳定,作为燃气内燃机的燃料非常有利。但是,焦炉煤气中氢气的含量非常高,这就意味着其燃烧速度会非常快,增加了敲缸和回火的危险性。为了避免这种风险,我司提供的燃气发电机组开发了特别的控制系统,确保稀薄混合气体的安全燃烧,同时可以根据机组的负荷及时作出调整。

       高炉煤气的产生量往往比较大,但是由于其低位热值低而且难以燃烧,所以之前都作为蒸气锅炉或者蒸气轮机的燃料来使用。我司提供的机组采用独特的燃烧理念,开发出高效,燃料搞灵活度的特别针对高炉煤气应用的燃气内燃发动机。

       转炉煤气燃烧速度缓慢。而且其中含有大量的有害气体一氧化碳。我司提供的机组根据转炉煤气的特性,开发出了特别的燃烧系统,提高转炉煤气的使用效率和可靠性。除此之外,我司可以提供一整套安全处理有害气体(如一氧化碳)的技术。

       我司提供的燃气内燃发动机在利用这些气体发电的同时还能带来热量,热水和高温尾气进入余热锅炉可以产生蒸汽,供钢铁生产工艺使用。利用废气产生的电既可以供钢厂使用,也可以输入公共电网。利用转炉煤气的发电效率可以达到37%,利用焦炉煤气发电效率甚至可以更高。

       优势: 独立稳定的电力供应

              降低能源成本,高稳定性及可预见性

              经济高效的热电联供应用

              和其他发电设备(如蒸汽或者燃气轮机)相比,发电效率更高

              适合电力输出范围可从几百千瓦至20-30兆瓦

              进气压力要求相对较低  

              在处理废气的同时提供电能和热能

              替代常规燃料

              降低温室气体排放,有利环境



    焦炉、高炉、转炉煤气转换数据介绍

       平均每生产一吨焦炭,大约要产生470立方米的焦炉煤气。这其中的60%气体需要供生产中的其他工艺使用,余下的部分气体可以被我司的燃气内燃发动机利用,发出将近400kWh的电力

       生产每吨钢可以产生近50立方米转炉煤气,这部分气体的燃气内燃发动机利用,产出大约50kWh电力。

       采用高炉每生产一吨铁可以产生近1000立方米的高炉煤气,燃气内燃发动机可以利用这部分气体,产生近180kWh电能。

    冷凝汽轮机型号规格参数


    型号  N1-1.275  N1.5-1.275  N3-1.275  N6-3.43-2  N12-3.43-1 
    输出功率 kW  1000  1500  3000  6000  12000 
    转速 r/min  5600  5600  5600  3000  3000 
    转向  顺汽流方向看为顺时针 
    额定进汽  流 量 t/h  7.4  10.5  20  28.98  54.82 
    压 力 Mpa  1.275  1.275  1.275  3.43  3.43 
    温 度 ℃  280  280  280  435  435 
    排气压力 kPa  8  8  8  8  6.86 
    气 耗 kg/kWh  7.4  7.4  6.53  4.83  4.568 
    热 耗 kJ/kWh  12400  13400  14000  12580  11916 
    给水温度 ℃  164  164  164  164  164 
    运行层标高 m  2  4  4  6  7 
    汽轮机本体总重 t  25  25  20  21.7  44 
    转子总重 t  1.01  1.01  1.09  2.6  6.45