[发明专利]电炉炼钢烟气余热饱和蒸汽发电关键参数计算方法及系统

说明书

本发明提供一种电炉炼钢烟气余热饱和蒸汽发电关键参数计算方法，包括以下步骤：首先，获取电炉炼钢烟气的烟气焓，计算锅炉入口烟气热量；其次，计算锅炉效率和锅炉有效利用热量；再次，根据有效利用热量、自用蒸汽焓、排污水焓、凝结水焓，计算锅炉饱和蒸汽蒸发量；最后，以电炉炼钢一个生产周期为研究对象，计算蓄热器的必须蓄热量以及蓄热器的容积。本发明还提供了一种基于上述计算方法的电炉炼钢烟气余热饱和蒸汽发电系统，通过对炼钢电炉余热饱和蒸汽发电关键技术进行研究，更精准的确定余热锅炉和蓄热器的关键参数，能够避免炼钢电炉余热饱和蒸汽发电系统选型错误，确保机组安全稳定运行，提高锅炉运行效率和供汽品质。

技术领域

本发明属于电炉炼钢烟气余热回收技术领域，具体涉及一种电炉炼钢烟气余热饱和蒸汽发电关键参数计算方法，还涉及一种电炉炼钢烟气余热饱和蒸汽发电系统。

背景技术

目前，全世界炼钢工艺有转炉炼钢和电炉炼钢两种。此两种炼钢工艺相比较，电炉炼钢具有以下优点：节省铁矿石资源、生产周期短、投资少、节能、降低二氧化碳排放量、节约土地和水资源、可促进钢铁工业可持续发展，保持经济良性循环。因此，世界各国都比较重视发展以废钢为主原料的电炉炼钢生产工艺。为了在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，在今后的3～15年内我国将逐渐利用电炉炼钢代替转炉炼钢。

电炉炼钢工艺带来的烟气处理和余热回收技术需深入研究。目前电炉炼钢余热回收方式有两种，烟气通过余热锅炉对流换热产生饱和蒸汽，第一种方式利用饱和蒸汽作为真空炉汽源，第二种方式利用饱和蒸汽用来发电。此两种方式相比较，饱和蒸汽发电能源利用率比较高，进一步降低吨钢能耗，有利于企业的可持续发展，增强企业的市场竞争力，社会效益和经济效益十分显著，值得大力推广。

然而，由于电炉炼钢过程中产生的烟气具有烟气波动性大，瞬间烟温高，粉尘多且粘性强等特点，很容易对发电机组运行的稳定性和安全性带来不利影响，为电炉炼钢烟气余热饱和蒸汽发电技术带来挑战。

基于此，如何对电炉炼钢烟气余热饱和蒸汽发电系统进行优化和改进，并对关键参数和条件加以控制，使余热锅炉蒸发量、蓄热器蓄热量、蓄热器容积控制在合理范围，杜绝设备选型错误，以确保发电机组能安全、稳定运行，是亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种能够电炉炼钢烟气余热饱和蒸汽发电系统中余热锅炉和蓄热器的关键参数进行准确计算，为设备选型提供重要依据的计算方法。

本发明的目的之二在于提供一种余热锅炉及蓄热器的选型更为合理，提高锅炉运行效率和供气品质，并确保发电机组安全、稳定的运行的电炉炼钢烟气余热饱和蒸汽发电系统。

本发明实现目的之一采用的技术方案是：提供一种电炉炼钢烟气余热饱和蒸汽发电关键参数计算方法，包括以下步骤：

S1、获取电炉炼钢烟气的烟气焓，计算锅炉入口烟气热量；

S2、根据所述锅炉入口烟气热量计算排烟损失和灰渣物理热损失，再根据所述排烟损失、灰渣物理热损失和散热损失，获得锅炉效率；

S3、根据所述锅炉效率和锅炉入口烟气热量，获得锅炉的有效利用热量；

S4、根据所述有效利用热量、自用蒸汽焓、排污水焓、凝结水焓，获得锅炉饱和蒸汽蒸发量；

S5、以电炉炼钢一个生产周期为研究对象，获得间断汽源的平均产气量和充热时间，计算蓄热器的必须蓄热量；

S6、根据所述必须蓄热量、蓄热器热效率和充水系数，获得蓄热器的容积。

在上述技术方案的基础上，所述步骤S1中，烟气焓的计算公式为：I_y＝I_q+I_k+I_h；