• Пар используется непосредственно или для выработки электроэнергии

• Сокращаются затраты по переделу и расход ископаемого топлива

• Блочная конструкция облегчает модернизацию существующих заводов

Фирма Siemens Metals Technologies разработала систему утилизации тепла горячих отходящих газов дуговых сталеплавильных печей (ДСП). Тепловая энергия, которая раньше просто выбрасывалась в окружающую среду, теперь используется для выработки пара. Пар можно эффективно использовать на последующих переделах или для выработки электроэнергии. Благодаря блочной конструкции системы ее можно реализовать под объем утилизируемого тепла и интегрировать в существующую систему охлаждения отходящих газов. Для получения максимального объема пара этой системой можно полностью заменить обычную систему охлаждения отходящих газов завода. На сталеплавильном заводе в Турции была доказана возможность сокращения удельного расхода электроэнергии на 22,5 кВтч/т стали. Если генерированный пар использовать для подогрева питательной воды на заводской угольной электростанции, то за год можно сэкономить до 45 тыс.т угля.

Для сокращения текущих затрат или для соблюдения норм по охране среды все больше операторов сталеплавильных заводов инвестируют в повышение энергоэффективности. Хотя производство стали из скрапа и требует значительно меньше удельной энергии, чем ее производство из железной руды, тем не менее, это – энергоемкий процесс. В зависимости от технологии до трети энергии, потребляемой ДСП, теряется с отходящими газами. Тепло №: IMT201311.534r fp Стр. 2/4 отходящих газов, обычно, выбрасывается без пользы в окружающую среду через системы водяного и воздушного охлаждения.

В потоке отходящих газов преобладают температуры до 1800 °C. Чтобы утилизировать такой значительный объем энергии, фирма Siemens разработала парогенерирующую систему, которая встраивается в существующую систему охлаждения отходящих газов ДСП или полностью заменяет ее. Система состоит из парового котла с барабаном, трубной обвязкой, водяными баками, насосными группами для питательной и котловой воды и сопутствующих датчиков. Группа насосов питательной воды подает в котел необходимый объем воды и обеспечивает требуемое давление. Для повышения эффективности утилизации в систему можно включить блок подогрева питательной воды, который называется «экономайзер». Экономайзер подогревает воду почти до точки кипения перед подачей ее на паровой барабан котла.

Для наиболее эффективного отбора тепла от отходящих газов ДСП в новой системе Siemens имеются различные встроенные радиационные и конвективные поверхности нагрева. Группы рециркуляционных насосов подают воду на поверхности нагрева через распределительные трубы. Объем подаваемой воды зависит от геометрии трубопроводов и тепловой нагрузки соответствующих секций.

Благодаря точно адаптированному коэффициенту рециркуляции обеспечивается безопасная, надежная и экономичная работа котлоагрегата. Определенный объем котловой воды испаряется во время каждого цикла циркуляции между паровым барабаном и поверхностями нагрева. Получаемые в результате пузырьки пара затем отделяются от воды внутри парового барабана. В ходе производства пар генерируется неравномерно, что можно сбалансировать заказным промежуточным накопителем.

Система утилизации тепла Siemens была специально разработана для жестких условий эксплуатации на сталеплавильных заводах. Система работает в условиях сильной запыленности при наличии коррозионных компонентов в отходящих газах и изменениях в их температуре и объеме. Более того, система имеет необходимое оборудование безопасности, соответствующее «Директиве ЕС по оборудованию, работающему под давлением». Блочная конструкция системы позволяет ее адаптировать под изменяющиеся требования заводов, облегчая модернизацию существующих агрегатов. Заводы могут утилизировать тепло в виде пара непосредственно или, например, использовать его в паровых турбинах для выработки электроэнергии.

На сталеплавильном заводе в Турции было выполнено технико-экономического обоснование применения системы утилизации энергии в установке очистки отходящих газов ДСП с весом плавки 190 т. Система была рассчитана на подогрев питательной воды в заводской угольной электростанции. Непрерывное производство пара высокого давления 50 бар(а) позволяет электростанции экономить в год ок. 45 тыс. т угля. Если пар использовать для генерирования электроэнергии, то можно получить выходную электрическую мощность в 5 МВт. Это соответствует сокращению удельного расхода электроэнергии на 22,5 кВтч/т жидкой стали.

По материалам Siemens AG.