Парогазовая установка для металлургических комбинатов

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при проектироваТ нии схем и установок для энергоснабжения доменного и других производств металлургических комбинатов. Установка включает газовую турбину с генератором, дутьевым и воздушным компрессорами. Турбина своим выхлопом соединена с высоконапорным котлом-утилизатором, подключенным по пару к паровой турбине и по газам - к расширительной газовой турбине. Установка содержит дополнительный воздушный компрессор , который посредством механического прибора сообщен с основным воздушным и газовым компрессорами, при этом дополнительный компрессор подключен к кауперу. 1 ил.,

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 01 К 23/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ- СССР (21) 4787117/06 (22) 21.11,89 (46) 15,04.92. Бюл, N 14 (71) Череповецкий металлургический комбинат им, 50-летия СССР (72) Н. М. Кузнецов, А. В. Пакшин, Е.А. Блинов . и В. И. Литвинов (53) 621,438;621.165(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N . 1493800, кл. F 01 К 23/06, 1987. (54) ПАРОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ КОМБИНАТОВ (57) Изобретение относится к металлургий и может быть использовано при проектироваИзобретение относится к металлургии и может быть использовано при проектировании схем и установок для энергоснабжения доменного и других производств металлургических комбинатов.

Известна парогаэовая установка (ПГУ) на доменном газе, в которой доменный газ после доменной печи не расширяется в газовой утилизационной бескомпрессорной турбине (ГУБТ), как это имеет место в практике проектирования и эксплуатации доменных производств, а при повышенном давлении (0,3 — 0,35 МПа) — сжигается в воздухонагревателях. Продукты сгорания из воздухонагревателей направляются в газовую турбину (ГТ) и котел-утилизатор (KY), а затем в дымовую трубу (окружающую среду)

Недостатки известной установки— большая удельная металлоемкость КУ и низкие параметры пара, генерируемого в КУ, низкое давление продуктов сгорания перед

„„. ЖÄÄ 1726791 А1 нии схем и установок для энергоснабжения доменного и других производств металлургических комбинатов. Установка включает газовую турбину с генератором, дутьевым и воздушным компрессорами. Турбина своим выхлопом соединена с высоконапорным котлом-утилизатором, подключенным по пару к паровой турбине и по газам — к расширительной газовой турбине. Установка содержит дополнительный воздушный компрессор, который посредством механического прибора сообщен с основным воздушным и газовым компрессорами, при этом дополнительный компрессор подключен к кауперу, 1 ил.

ГТ и соответствующее уменьшение ее удельной работы, что снижает экономичность ПГУ, Наиболее близкой к изобретению является ПГУ для доменного производства, s которой основной поток доменного газа после доменной печи используется без предварительного снижения давления в газотурбинной установке (ГТУ), а продукты его сгорания после газовой турбины направляются в котел-утилизатор и далее в окружающую среду.

Недостатки этой установки заключаются в дросселировании потока доменного газа, сжигаемого в воздухонагревателе, до давления, близкого к атмосферному; отводе продуктов сгорания воздухонагревателей в окружающую среду без утилизации или с низкой ее степенью (без подогрева воздуха для горения), большой удельной металлоемкости и низких параметров пара КУ. снижении технико-экономических показателей.

1726791

10

Цель изобретения — повышение экономичности парогазовой установки.

Поставленная цель достигается тем, что парогазовая установка преимущественно для металлургических комбинатов, содержащих доменную печь с подключенным к ней каупером и выходом доменного газа, включающая газовую турбину с генератором и размещенным на одном валу с последними воздушным компрессором, сообщенную через выносную камеру сгорания и газовый компрессор с выходом доменного газа печи и подсоединенную своим выхлопом к котлу-утилизатору, подключенному по пару к паровой турбине с генератором, дополнительно снабжена воздушным компрессором с механическим приводом и расширительной газовой турбиной, установленной на выходе газов из котла-утилизатора и размещенной на одном валу с паровой турбиной, при этом дополнительный компрессор посредством механического привода сообщен с воздушным и газовым компрессорами и подключен к кауперу, а последний — к котлу-утилиэатору, который выполнен высоконапорным.

На чертеже изображена принципиальная схема парогазовой установки на доменном газе.

Парогазовая установка (ПГУ) состоит из доменной печи (ДП) 1, газоочистки (ГО) 2, компрессора доменного газа (КДГ) 3, воздушного компрессора (ВК) 4, камеры сгорания (КС) 5, газовой турбины (ГТ) 6, электрогенераторов (ЭГ) 7, высоконапорного котла-утилизатора (В КУ) 8, расширительной газовой турбины (РГТ) 9, паровой турбины (ПТ) 10, дутьевого компрессора (ДК) 11 и высоконапорного воздухонагревателя (ВН) 12.

Доменная печь 1 по доменному газу связана с газоочисткой 2, компрессором доменного газа 3 и камерой сгорания 5 газотурбинной установки, состоящей из воздушного компрессора 4 и газовой турбины 6. Кроме того, доменная печь по доменному газу связана с воздухонагревателем

12, Вал гаэотурбин ной установки связан Мр.ханически (редуктором) с валами компрессора доменного газа 3 и дутьевого компрессора 11. Последний по дутьевому воздуху связан с воздухонагревателем 12.

Газовая турбина 6 связана по продуктам сгорания с высоконапорным котлом-утилизатором 8, расширительной газовой турбиной 9. Высоконапорный котел-утилизатор 8 связан по продуктам сгорания с высоконапорным воздухонагревателем 12, а по пару — с паровой турбиной 10, ПГУ работает следующим образом, Доменный газ после ГО 2 с давлением около 0,3 МПа направляется в ВН 12 и КДГ

3, а из последнего — в КС 5, Продукты сгорания доменного газа из КС 5 поступают в ГТ

6 и расширяются в ней до давления 0,22—

0,25 МПа, а затем направляются в ВКУ 8, где генерируется пар высоких параметров для

ПТ 10, Продукты сгорания доменного газа из ВН 12 направляются в ВКУ 8. Их ввод в

ВКУ осуществляется таким образом, чтобы обеспечить минимально возможные потери давления и разности температур по продуктам сгорания при их смешении. Иэ ВКУ объединенный поток продуктов сгорания направляется в РГТ 9, находящуюся на общем валу с ПТ10 и ЭГ7. ДК11 с промотбором обеспечивает BH 12 холодным дутьем и воздухом для сжигания доменного газа.

Важной особенностью предлагаемой

ПТУ по сравнению с известными является возможность использования типовых ГТУ после небольшой реконструкции (например, удаления последней ступени ГТ).

Технико-экономический эффект от использования установки в сравнении с прототипом обусловлен следующими причинами: использованием доменного газа в ВН 12 беэ предварительного дросселирования в дроссельной группе; использованием потенциальной и тепловой энергии продуктов сгорания ВН 12 для генерирования пара в ВКУ 8 и получения полез- ной работы в РГТ 9; повышением параметров генерируемого пара за счет повышения температуры на входе ВКУ 8; снижением металлоемкости ВКУ по сравнению с обычным котлом-утилизатором: снижением расхода кокса в доменной печи за счет повышения температуры горячего дутья на выходе из SH 12.

Результаты технико-экономического расчета, выполненного по действующей методике приведены в таблице.

Формула изобретения

Парогазовая установка для металлургических комбинатов, содержащих доменную печь с подключенным к ней каупером и выходом доменного газа, включающая газовую турбину с генератором и размещенным на одном валу с последними воздушным компрессором; сообщенную через выносную камеру сгорания и газовый компрессор с выходом доменного газа печи и подсоединенную своим выхлопом к котлу-утилизатору, подключенному по пару к паровой турбине с генератором, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения экономичности, она дополнительно снабжена воздушным компрессором с механиче1726791 механического привода сообщен с воздушным.и газовым компрессорами и подключен к кауперу, а последний по выходу греющей среды подсоединен к котлу-утилизатору, ко5 торый выполнен высоконапорным. ским приводом и расширительной газовой турбиной, установленной на выходе газов из котла-утилизатора и размещенной на одном валу с паровой турбиной, при этом дополнительный компрессор посредством

Со е жание в становке

Показатели

П ототип

П е агаемая

Электрическая мощность ПГУ, МВт

Дополнительная выработка электроэнергии, МВ

Температура горячего дутья, С

Экономия кокса в доменной печи, т

Снижение капитальных затрат на ВКУ (в сравнении с КУ и с учетом дополнительных затрат на

РГТ), тыс. руб

Экономия издержек на электроэнергию от энергосистемы при замыкающих затратах на электроэнергию 16 руб/МВт, тыс. руб/г

Экономия издержек на кокс при цене 50руб/т кокса, тыс. руб/г

Годовой экономический эффект, тыс. руб/г

130,1

1070

140,0

7310

500

1346

366

1772

Составитель Н. Банников

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О. Кравцова

Редактор M. Келемеш

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1263 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5