第08卷 第7期 中 国 水 运 Vol.8 No.7 2008年 7月 China Water Transport July 2008
钢铁企业低压饱和蒸汽发电技术应用
朱能闯
（武汉都市环保工程技术股份有限公司，湖北 武汉 430071）
摘 要：钢铁企业是国内工业生产耗能大户，其生产过程中会产生大量低压饱和蒸汽，往往得不到有效利用而大量排放。近几年，部分钢铁企业开始采用低压饱和蒸汽发电，在减少环境污染排放的同时，又有效回收了二次能源，降低钢铁生产能耗，并且节约了大量工质损耗，降低吨钢水耗指标。 关键词：钢铁企业；低压饱和蒸汽发电；节能减排
中图分类号：TM611.1 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2008）07-0121-02
一、概述
钢铁工业是国家经济的支柱产业,也是工业生产耗能大户，我国钢铁产业的技术水平和能耗指标与国际先进水平相比还有相当的差距。据统计，国内钢铁企业生产过程中可回收利用的余压、余热、余能的总量，一般占本企业总能量的15％左右。
按照可持续发展和循环经济理念,钢铁企业发展的重点是技术升级和结构调整,提高环境保护和资源综合利用水平,最大限度的提高废气、废水、废物的综合利用水平,力争实现“零排放、负能耗炼钢”,建立循环型钢铁工厂。
钢铁厂在炼钢、轧钢等工艺生产过程中如转炉、加热炉汽化冷却装置产生大量低温低压饱和蒸汽，除少量自用外，大部分低压饱和蒸汽往往得不到合理利用，只能对空排放，既污染了环境，又造成了能源的极大浪费。
随着国家经济快速发展，钢铁厂对节能减排日益重视，如何利用这些低品位的蒸汽，成了各大钢铁厂能源环保部门关注的问题。
近几年，部分钢铁企业开始使用低压饱和蒸汽发电技术回收利用富余的低温低压蒸汽余热发电，避免大量蒸汽向空排放对周边环境污染的问题，又可得到廉价的电力，缓解企业用电的供需矛盾，降低钢铁生成能耗，而节约了大量工质损耗，降低吨钢水耗指标。
二、低压饱和蒸汽发电技术
钢铁厂低压饱和汽发电技术：采用特殊设计的低压饱和汽轮发电机组，利用加热炉、转炉汽水冷却装置等钢铁厂余热回收装置产生的低压饱和蒸汽进行发电的技术。低压饱和汽轮发电机组是其中的关键设备。
低压饱和蒸汽轮机与常规的过热蒸汽轮机相比，具有以下特点：
为了将余热最大限度、经济合理的回收发电，汽轮机能够将两个甚至更多压力的蒸汽同时通入汽轮机，即为补汽式汽轮机。
蒸汽在汽机内膨胀过程中产生的水份多，必须考虑汽机
低压级叶片带水去湿措施，如在高、低压缸之间设置用新蒸汽加热的汽水分离再热器、机内采取使用硬质合金和去除水滴装置等；
在汽轮机突然丧失负荷时，由于积存在转子表面、机内固定部件表面和管系内特别是大容积的汽水分离再热器中的冷凝水会闪蒸为蒸汽，可能使汽轮机危险地加速。因而通常在分离再热器之后低压缸进口处装设快速切断的阀门，减少进入低压缸的蒸汽量。
由于低压饱和蒸汽的比焓较低，同常规汽轮机相比，其耗汽量要大得多，汽轮机本体设计时，须采用大直径低压缸叶片以满足排汽通道大的要求。
由于钢铁工艺生产的特殊性，低压蒸气的参数变化较大，加上汽轮机采用多级压力进汽，其主蒸汽进汽阀和低压进汽阀之间连锁、保护、控制、调节难度较大，容易出现补汽困难现象。
正是由于担心饱和蒸汽轮机能否安全、经济、可靠的适应钢铁厂低压饱和蒸汽特性，导致了低压饱和蒸汽发电技术在国内钢铁企业应用较晚，而且早期采用低压饱和蒸汽发电的项目基本选择了价格昂贵的进口设备。如2004年建设的马鞍山钢铁厂烧结带冷机余热发电工程选用了日本川崎的两台17.5MW 汽轮机。
饱和蒸汽轮机对于钢铁厂而言较为陌生，但在国内水堆核电站的蒸汽轮机基本都是饱和蒸汽轮机。这类核电站的一回路冷却剂温度较低，只能产生饱和或微过热蒸汽，因而必须使用饱和蒸汽轮机。另外在化工、水泥工业等领域也采用了较多饱和蒸汽轮机。
国内自1996年开始研究、开发用于余热发电的能够同时通入两个压力等级蒸汽的补汽式汽轮机组。如杭州中能汽轮机动力有限公司、青岛汽轮机厂等国内汽轮机制造企业实际上已经积累了一定的设计、制造经验和运行业绩，低压饱和蒸汽轮机已经成为一个较为成熟的产品。
如杭州中能汽轮机动力有限公司为江阴兴澄特钢制造的BN12-0.85/0.3蒸汽轮机，额定功率12MW，一级进汽为
收稿日期：2008-05-28 作者简介：朱能闯（1977-），男，安徽人，武汉都市环保工程技术股份有限公司动力工程师。
122 中 国 水 运 第08卷 0.85MPa 饱和蒸汽。该汽轮机采用了以下针对饱和汽轮机的特有设计：
1．进汽、补汽口前增设旋流式带蒸汽过滤网汽水分离器。 2．通流部份各压力级前设置疏水槽沟，末三级隔板设置除湿疏水环形槽。
3．末一、二级叶片等进汽边硬化处理。
4．多级可调补汽凝汽式汽轮机的调节控制。
江阴兴澄特钢2x12MW
余热饱和蒸汽发电工程主厂房
日本川崎公司17.5MW
低压饱和汽轮机
厂房内部
汽轮发电机组
四、推广应用中注意事项
低压饱和汽汽轮机发电与常规过热蒸汽汽轮机发电相比，系统循环热效率较低，以回收低品位蒸汽的余能为目的。
杭州中能12MW 低压饱和汽轮机
三、低压蒸汽余热发电工程实例及经济性
低压蒸汽余热发电项目的主要设备，如汽轮机、发电机、控制系统目前均完全可以国产，其投资已经大幅降低。经济分析表明，本项目指标均高于行业基准，有较好的盈利能力、投资回收能力。
新余钢铁公司转炉烟道余热发电工程，建设1台6MW 余热汽轮机。工程投资为0.2993万元/KW，平均利用低压饱和蒸汽量为45t/h，发电量为5.1MW。按电费0.48元/kw.h，发电天数210天/年计算，年可为公司节约电费1200余万元。冷凝水回水率达90%，冷凝水成本费用约4元/t，每年可节约冷凝水费用82万元。电站投入运行后，预计每年可创造经济效益1100余万元。
江阴兴澄特钢2x12MW 余热饱和蒸汽发电工程，利用钢厂低压蒸汽管网饱和蒸汽（0.85MPa）发电，采用了杭州中能汽轮机动力有限公司生产的2台12MW 低压汽轮发电机组。该工程于2007年3日土建开工，2007年9月3日投产，目前运行良好。工程计划总投资为6600万元，单位功率投资为0.2748万元/KW，按照年利用7200小时计，年供电量为1.68亿度，投资回收期为4年（含建设期1年）。
钢铁企业的低压蒸汽用量随季节性波动较大，利用低压饱和汽发电可平衡蒸汽用量的季节性差异，在钢铁企业具备良好的技术适用性。
为保证低压饱和汽汽轮机在余热回收中稳定发挥作用，应注意以下几点：
1．钢铁企业低压蒸汽管网需比较完善，具备低压蒸汽统一回收，集中调配使用的条件，应加强蒸汽管理，来保证低压汽轮机汽源稳定。
2．低压汽轮机组作为全厂低压蒸汽管网的一个平衡用户，应在优先满足工艺用汽的前提下，合理确定装机规模及运行时间。
3．钢铁企业的低压汽源中，一部分为间断产汽，如转炉余热锅炉。应设置蓄热器等装置来平衡汽量的波动，以利于蒸汽调度，保证低压饱和汽汽轮机的稳定运行。
五、小结
钢铁企业低压饱和蒸汽发电是高效的清洁能源生产技术，是国家鼓励发展的工程建设项目，有利于促进企业设备更新和产业技术进步，有利于节约资源和改善生态环境，有利于提高钢铁公司的经济效益。其技术成熟，经济合理，具有良好的经济效益、环保效益、社会效益，值得在钢铁企业内大力推广应用。
第08卷 第7期 中 国 水 运 Vol.8 No.7 2008年 7月 China Water Transport July 2008
钢铁企业低压饱和蒸汽发电技术应用
朱能闯
（武汉都市环保工程技术股份有限公司，湖北 武汉 430071）
摘 要：钢铁企业是国内工业生产耗能大户，其生产过程中会产生大量低压饱和蒸汽，往往得不到有效利用而大量排放。近几年，部分钢铁企业开始采用低压饱和蒸汽发电，在减少环境污染排放的同时，又有效回收了二次能源，降低钢铁生产能耗，并且节约了大量工质损耗，降低吨钢水耗指标。 关键词：钢铁企业；低压饱和蒸汽发电；节能减排
中图分类号：TM611.1 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2008）07-0121-02
一、概述
钢铁工业是国家经济的支柱产业,也是工业生产耗能大户，我国钢铁产业的技术水平和能耗指标与国际先进水平相比还有相当的差距。据统计，国内钢铁企业生产过程中可回收利用的余压、余热、余能的总量，一般占本企业总能量的15％左右。
按照可持续发展和循环经济理念,钢铁企业发展的重点是技术升级和结构调整,提高环境保护和资源综合利用水平,最大限度的提高废气、废水、废物的综合利用水平,力争实现“零排放、负能耗炼钢”,建立循环型钢铁工厂。
钢铁厂在炼钢、轧钢等工艺生产过程中如转炉、加热炉汽化冷却装置产生大量低温低压饱和蒸汽，除少量自用外，大部分低压饱和蒸汽往往得不到合理利用，只能对空排放，既污染了环境，又造成了能源的极大浪费。
随着国家经济快速发展，钢铁厂对节能减排日益重视，如何利用这些低品位的蒸汽，成了各大钢铁厂能源环保部门关注的问题。
近几年，部分钢铁企业开始使用低压饱和蒸汽发电技术回收利用富余的低温低压蒸汽余热发电，避免大量蒸汽向空排放对周边环境污染的问题，又可得到廉价的电力，缓解企业用电的供需矛盾，降低钢铁生成能耗，而节约了大量工质损耗，降低吨钢水耗指标。
二、低压饱和蒸汽发电技术
钢铁厂低压饱和汽发电技术：采用特殊设计的低压饱和汽轮发电机组，利用加热炉、转炉汽水冷却装置等钢铁厂余热回收装置产生的低压饱和蒸汽进行发电的技术。低压饱和汽轮发电机组是其中的关键设备。
低压饱和蒸汽轮机与常规的过热蒸汽轮机相比，具有以下特点：
为了将余热最大限度、经济合理的回收发电，汽轮机能够将两个甚至更多压力的蒸汽同时通入汽轮机，即为补汽式汽轮机。
蒸汽在汽机内膨胀过程中产生的水份多，必须考虑汽机
低压级叶片带水去湿措施，如在高、低压缸之间设置用新蒸汽加热的汽水分离再热器、机内采取使用硬质合金和去除水滴装置等；
在汽轮机突然丧失负荷时，由于积存在转子表面、机内固定部件表面和管系内特别是大容积的汽水分离再热器中的冷凝水会闪蒸为蒸汽，可能使汽轮机危险地加速。因而通常在分离再热器之后低压缸进口处装设快速切断的阀门，减少进入低压缸的蒸汽量。
由于低压饱和蒸汽的比焓较低，同常规汽轮机相比，其耗汽量要大得多，汽轮机本体设计时，须采用大直径低压缸叶片以满足排汽通道大的要求。
由于钢铁工艺生产的特殊性，低压蒸气的参数变化较大，加上汽轮机采用多级压力进汽，其主蒸汽进汽阀和低压进汽阀之间连锁、保护、控制、调节难度较大，容易出现补汽困难现象。
正是由于担心饱和蒸汽轮机能否安全、经济、可靠的适应钢铁厂低压饱和蒸汽特性，导致了低压饱和蒸汽发电技术在国内钢铁企业应用较晚，而且早期采用低压饱和蒸汽发电的项目基本选择了价格昂贵的进口设备。如2004年建设的马鞍山钢铁厂烧结带冷机余热发电工程选用了日本川崎的两台17.5MW 汽轮机。
饱和蒸汽轮机对于钢铁厂而言较为陌生，但在国内水堆核电站的蒸汽轮机基本都是饱和蒸汽轮机。这类核电站的一回路冷却剂温度较低，只能产生饱和或微过热蒸汽，因而必须使用饱和蒸汽轮机。另外在化工、水泥工业等领域也采用了较多饱和蒸汽轮机。
国内自1996年开始研究、开发用于余热发电的能够同时通入两个压力等级蒸汽的补汽式汽轮机组。如杭州中能汽轮机动力有限公司、青岛汽轮机厂等国内汽轮机制造企业实际上已经积累了一定的设计、制造经验和运行业绩，低压饱和蒸汽轮机已经成为一个较为成熟的产品。
如杭州中能汽轮机动力有限公司为江阴兴澄特钢制造的BN12-0.85/0.3蒸汽轮机，额定功率12MW，一级进汽为
收稿日期：2008-05-28 作者简介：朱能闯（1977-），男，安徽人，武汉都市环保工程技术股份有限公司动力工程师。
122 中 国 水 运 第08卷 0.85MPa 饱和蒸汽。该汽轮机采用了以下针对饱和汽轮机的特有设计：
1．进汽、补汽口前增设旋流式带蒸汽过滤网汽水分离器。 2．通流部份各压力级前设置疏水槽沟，末三级隔板设置除湿疏水环形槽。
3．末一、二级叶片等进汽边硬化处理。
4．多级可调补汽凝汽式汽轮机的调节控制。
江阴兴澄特钢2x12MW
余热饱和蒸汽发电工程主厂房
日本川崎公司17.5MW
低压饱和汽轮机
厂房内部
汽轮发电机组
四、推广应用中注意事项
低压饱和汽汽轮机发电与常规过热蒸汽汽轮机发电相比，系统循环热效率较低，以回收低品位蒸汽的余能为目的。
杭州中能12MW 低压饱和汽轮机
三、低压蒸汽余热发电工程实例及经济性
低压蒸汽余热发电项目的主要设备，如汽轮机、发电机、控制系统目前均完全可以国产，其投资已经大幅降低。经济分析表明，本项目指标均高于行业基准，有较好的盈利能力、投资回收能力。
新余钢铁公司转炉烟道余热发电工程，建设1台6MW 余热汽轮机。工程投资为0.2993万元/KW，平均利用低压饱和蒸汽量为45t/h，发电量为5.1MW。按电费0.48元/kw.h，发电天数210天/年计算，年可为公司节约电费1200余万元。冷凝水回水率达90%，冷凝水成本费用约4元/t，每年可节约冷凝水费用82万元。电站投入运行后，预计每年可创造经济效益1100余万元。
江阴兴澄特钢2x12MW 余热饱和蒸汽发电工程，利用钢厂低压蒸汽管网饱和蒸汽（0.85MPa）发电，采用了杭州中能汽轮机动力有限公司生产的2台12MW 低压汽轮发电机组。该工程于2007年3日土建开工，2007年9月3日投产，目前运行良好。工程计划总投资为6600万元，单位功率投资为0.2748万元/KW，按照年利用7200小时计，年供电量为1.68亿度，投资回收期为4年（含建设期1年）。
钢铁企业的低压蒸汽用量随季节性波动较大，利用低压饱和汽发电可平衡蒸汽用量的季节性差异，在钢铁企业具备良好的技术适用性。
为保证低压饱和汽汽轮机在余热回收中稳定发挥作用，应注意以下几点：
1．钢铁企业低压蒸汽管网需比较完善，具备低压蒸汽统一回收，集中调配使用的条件，应加强蒸汽管理，来保证低压汽轮机汽源稳定。
2．低压汽轮机组作为全厂低压蒸汽管网的一个平衡用户，应在优先满足工艺用汽的前提下，合理确定装机规模及运行时间。
3．钢铁企业的低压汽源中，一部分为间断产汽，如转炉余热锅炉。应设置蓄热器等装置来平衡汽量的波动，以利于蒸汽调度，保证低压饱和汽汽轮机的稳定运行。
五、小结
钢铁企业低压饱和蒸汽发电是高效的清洁能源生产技术，是国家鼓励发展的工程建设项目，有利于促进企业设备更新和产业技术进步，有利于节约资源和改善生态环境，有利于提高钢铁公司的经济效益。其技术成熟，经济合理，具有良好的经济效益、环保效益、社会效益，值得在钢铁企业内大力推广应用。