（河南济源钢铁集团有限公司河南省济源市459000）
摘要：节能减排是钢铁工业发展过程中面临的重大战略性任务。“十二五”期间，钢铁工业面临节能减排任务更加艰巨，法律法规要求更加严格，钢铁生产的环保成本将进一步加大，钢铁生产低碳化趋势不可逆转。如何挖掘节能潜力、降低能耗和产品成本、取得较好的经济效益，已成为各钢铁企业的当务之急。为此，某钢铁企业把节能减排作为调整优化结构、转变钢铁生产发展方式的突破口，大力采用节能减排先进工艺技术和节能措施，提出建设本工程，用以降低吨钢成本，节约能源和保护环境，增强企业的市场竞争力，为企业的可持续发展注入新的活力，使企业的发展建立在节约能源和保护环境的基础上，真正实现协调和可持续发展。
关键词：高炉煤气；钢铁厂；发电；节能减排
1高温超高压煤气发电技术
钢铁企业生产过程中会产生大量废烟气、废气（汽）、废液、废渣，这些都是重要的二次能源，可以再次被利用。煤气发电技术可以充分利用富余的煤气发电使其变废为宝，化害为利，既获得了经济效益，又减少煤气放散造成的环境污染，符合国家节能减排的产业政策。煤气发电技术主要是通过燃气锅炉燃烧厂区富余的煤气产生蒸汽，通过对蒸汽参数进行调节优化，将蒸汽供入蒸汽轮机发电。目前，高温超高压煤气发电是一种效率高、技术成熟的钢厂余能利用方式，通过进一步提高蒸汽初参数和增加一次中间再热，尽可能提高机组的热效率。
2工艺系统
2.1煤气系统
煤气系统分高炉煤气输、配送系统。转炉煤气经加压机加压后在高炉煤气总管道上配送进入高炉煤气管母管，混合煤气由总母管送至锅炉尾部，通过两条分支母管输送到锅炉炉膛两侧，再由设在锅炉四角的4根分支总管，分别配送给8个燃烧喷嘴，供入炉膛燃烧。煤气总母管设有煤气专用液动式眼镜阀、电动硬密封蝶阀和电动快速切断阀，以保证锅炉在检修或事故时煤气的完全隔断和快速隔离，另外管道阀门后设有手孔、放散管、氮气吹扫接口管及流量装置；在分支总管上设有电动硬密封蝶阀和电动快速切断阀；在进燃烧器前的配送管上设调节阀和手动蝶阀，以调整煤气给量；在分支总管、分支母管最高点处设放散管和取样管；在锅炉两侧分支母管最低点处设凝水管，将收集的煤气凝水分别引至高炉煤气凝水缸。
2.2烟风系统
燃烧用气采用高炉煤气、转炉煤气。锅炉点火采用液化天然气，自动点火；煤气燃烧器四角切圆布置，共计8台，两层布置。煤气燃烧所用的助燃风由锅炉尾部的2台送风机供给，助燃风经空气预热器加热后由燃烧器喷入锅炉助燃，锅炉炉膛内燃烧生成的烟气经过热器、再热器、省煤器、空预器及煤气加热器换热冷却后由引风机送入高钢筋混凝土烟囱，排入大气。
2.3热力系统
热力系统包括蒸汽输送、给水系统、凝结水系统、抽汽系统、疏放水系统、冷却水系统等等。（1）主蒸汽及再热蒸汽系统主蒸汽系统采用分段单母管制。锅炉产生的蒸汽由过热器出口集箱接至主蒸汽母管，再由母管送至汽轮机主汽阀，再接至汽轮机做功。再热冷段蒸汽管道从汽轮机高压缸排汽口引出，接至锅炉再热蒸汽入口联箱。再热热段蒸汽管道从锅炉再热器出口联箱接出，接至汽轮机中压缸做功。机组采用二级串联简化旁路系统，旁路的功能考虑在冷、热态等工况下机组启动和正常停机。（2）给水系统给水管道系统设三根给水母管，即给水泵入口侧的低压给水母管、给水泵出口侧的高压给水冷母管和高压加热器后的给水热母管。给水系统母管均采用分段母管制，给水由除氧器引至低压给水母管，再由母管分别引至电动给水泵，给水自电动给水泵出口依次经过高压给水冷母管、高压加热器、高压给水热母管和给水操作台，最后接至锅炉省煤器入口。（3）凝结水系统凝结水系统设两台凝结水泵，一用一备。主凝结水从冷凝器引出后经过凝结水泵、汽封加热器、低压加热器进入除氧器，除氧后的水进入锅炉给水管网。凝结水采用分段母管制。主凝结水管道上设流量调节阀，阀前设凝结水再循环管，返回冷凝器热井。（4）抽汽系统汽轮机设6级抽汽回热系统。汽轮机的一、二段非调整抽汽为高加用汽；三段非调整回热抽汽为除氧器用汽；四、五、六段非调整回热抽汽为低加用汽。抽汽回热系统包括汽封加热器、低压加热器、热力除氧器、高压加热器。（5）疏放水系统及排污系统汽轮机本体设一台疏水膨胀箱，疏水收集到本体疏水膨胀箱后接入冷凝器；高压加热器疏水接至除氧器，紧急放水接至定排；低压加热器疏水接回冷凝器；汽封加热器疏水接至低位水箱。主厂房疏放水系统收集锅炉、汽轮机、汽水管路启动、运行、事故、停机、停炉过程中产生的大量疏放水，收集的疏放水进入疏水扩容器（扩容的二次蒸汽接入除氧器汽平衡母管，疏水进入疏水箱）或疏水箱，经疏水泵送到除氧器。该项目排污系统设置1台连续排污扩容器和1台定期排污扩容器。（6）冷却水系统给水泵油站冷却、发电机空冷器、汽轮机冷油器、风机冷油器等设备采用闭式循环水冷却，配置两台循环水泵，一运一备，设置一台机力通风冷却塔。循环水泵站送出冷却水，经过用户点换热升温后的冷却水回到冷却塔，经过冷却塔降温后回到循环水池，再通过循环水泵送出，循环不断.
2.4循环冷却水系统
循环冷却水系统工艺流程为：经冷却塔冷却后的水通过收集水盘自流至循环水泵吸水池，经循环水泵升压后通过压力管道送至凝汽器、辅机冷却器，水携带热量后再通过压力管道送至冷却塔冷却，此后进行下一次循环。循环水冷却系统采用带有机力通风冷却塔的循环供水方案，不但能够节约用地，还可减少用水量。
3高炉煤气燃气－蒸汽联合发电（CCPP）
CCPP是目前钢铁企业最先进的煤气回收利用技术，该技术将钢铁生产过程中的富余煤气与空气燃烧后产生高温高压烟气，烟气膨胀做功，将机械能转化为电能，之后用余热锅炉将烟气的余热回收产生高温高压蒸汽，利用蒸汽轮机再次发电，最终实现联合循环发电。目前低热值煤气为燃料的CCPP只被少数公司掌握，如ABB、日本川崎，美国GE等。CCPP已在我国部分钢铁大型钢铁企业得到应用，如宝钢、莱钢、鞍钢、迁钢等等，为企业创造了明显的效益CCPP发电效率高、成本低、经济效益好，发电效率高达45%，而同规模常规火力发电机组效率仅为23%—35%左右，两年即可收回投资成本。CCPP以低热值高炉煤气为主要燃料，能大幅度减少高炉煤气放散量，迁钢的高炉煤气基本上可以全部被回收利用，达到高炉煤气零排放，节能效果明显。CCPP燃气轮机发电不需要冷却水，新水耗用量不足常规火力发电机组的一半。CCPP燃气和空气均净化至含尘量约1毫克/立方米进入燃气轮机，排气含尘量仅为1毫克/立方米，氮氧化物含量小于30PPM，远低于常规锅炉1000毫克/立方米的排放水平。
结束语：
某钢铁企业高炉煤气发电工程主要利用企业剩余高炉煤气资源，通过合理配置进行发电，有效节约了能源。整个工程投资造价较低，工程回收期较短，是短平快的项目，可使企业取得良好的经济效益，可有效降低钢铁企业用电所产生的高额费用。同时高炉煤气发电工程又属于环保型项目，不会产生二次污染，可为企业创造良好的环境效益。总之，某钢铁企业高炉煤气发电工程对于钢铁企业节能减排具有一定的借鉴意义。
参考文献：
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