優(yōu)化蒸汽調(diào)度，提高蒸汽利用率

沈亞東

（江蘇沙鋼集團，江蘇張家港215625）

優(yōu)化蒸汽調(diào)度，提高蒸汽利用率

沈亞東

（江蘇沙鋼集團，江蘇張家港215625）

介紹了沙鋼本部蒸汽系統(tǒng)布局、運行、調(diào)度的情況，通過合理區(qū)域布局、經(jīng)濟調(diào)度，提高蒸汽利用率，實現(xiàn)蒸汽效益最大化。通過對沙鋼蒸汽使用情況現(xiàn)狀分析，為鋼鐵企業(yè)蒸汽管網(wǎng)布置規(guī)劃，產(chǎn)用汽新項目區(qū)域布局、蒸汽運行調(diào)度等提供了很好的借鑒。

蒸汽；發(fā)電；調(diào)度；效益

1 前言

鋼鐵企業(yè)既是一個耗能大戶，也是一個產(chǎn)能大戶，各種二次可用能源如果能有效利用，實現(xiàn)資源綜合循環(huán)再利用，不但保護了環(huán)境，其中的效益也是相當(dāng)可觀。如：利用各種煤氣進行供汽與發(fā)電，利用燒結(jié)煙氣余熱進行供汽與發(fā)電、利用轉(zhuǎn)爐煉鋼余熱回收蒸汽等，其中涉及到的蒸汽生產(chǎn)與使用、蒸汽的平衡調(diào)度、籌建產(chǎn)用汽新項目布局將對蒸汽使用效率有很大影響。特別是目前鋼鐵企業(yè)進入微利微虧時代，注重細節(jié)，講究運行效率，將關(guān)乎企業(yè)的生死存亡。目前，沙鋼集團有限公司蒸汽管網(wǎng)長度已達幾百公里，產(chǎn)汽部門有十幾家，用汽部門遍布整個廠區(qū)，外賣蒸汽客戶有50余家。全公司蒸汽由動力總廠統(tǒng)一調(diào)度，本著實現(xiàn)最高發(fā)電量、最大發(fā)電效益、管網(wǎng)蒸汽高效利用平衡的原則來進行蒸汽調(diào)度。

2 公司生產(chǎn)、使用蒸汽現(xiàn)狀

2.1 蒸汽管網(wǎng)等級

目前全公司蒸汽管網(wǎng)壓力等級分2.0 MPa及1.3 MPa。

2.1.1 2.0 MPa蒸汽管網(wǎng)由熱電廠通過雙減直接供給宏發(fā)轉(zhuǎn)爐煉鋼一、二車間RH爐，該用汽特點為間歇性用汽且為電廠直供，因此，RH爐真空泵用汽與停汽時對管網(wǎng)沖擊比較大，平時蒸汽調(diào)度由RH爐與熱電廠直接聯(lián)系。

2.1.2 除了RH爐2.0 MPa蒸汽管網(wǎng)以外，其余蒸汽管道均為1.3 MPa，全廠形成一個閉式循環(huán)的大蒸汽管網(wǎng)，其中包括本廠用汽與外賣蒸汽。1.3 MPa蒸汽由動力總廠實行統(tǒng)一調(diào)度，調(diào)度時兼顧發(fā)電與供汽，確保蒸汽使用效益最大化。

2.2 公司生產(chǎn)蒸汽主要單位情況

公司生產(chǎn)蒸汽主要單位情況見表1。

2.3 公司蒸汽使用基本總原則

不發(fā)電的余熱鍋爐蒸汽及其它回收蒸汽全部供蒸汽總管網(wǎng)，當(dāng)蒸汽總管網(wǎng)壓力較低不能滿足生產(chǎn)需要時，發(fā)電車間減負荷補充蒸汽，提高總管網(wǎng)壓力在規(guī)定范圍。目前市場上蒸汽外售價格在200~220元/t，蒸汽銷售效益高于蒸汽發(fā)電效益，因此，必須大力發(fā)展廠外蒸汽客戶，提高蒸汽使用效益，這也就對1.3 MPa蒸汽管網(wǎng)平穩(wěn)運行提出了更高要求。

3 發(fā)電車間供汽效益對比

3.1 發(fā)電及蒸汽拖動機組情況

發(fā)電及蒸汽拖動機組情況見表2。

表1 公司生產(chǎn)蒸汽主要單位情況表

3.2 發(fā)電機組效率對比

3.2.1 從表2很顯然可以看出，發(fā)電機組效率從高到低依次為熱電廠二期CCPP燃氣輪機組、熱電廠一期高溫高壓機組、干熄焦中溫中壓發(fā)電機組、燒結(jié)余熱中溫中壓發(fā)電機組。

3.2.2 1080 m3高爐鍋爐蒸汽拖動高爐風(fēng)機需用汽130 t/h，還富余大量蒸汽可并入公司蒸汽總管網(wǎng)，因公司高爐煤氣有富余放散，可用一臺富余鍋爐來供汽，減少煤氣放散，達到最大供汽經(jīng)濟效益。

4 蒸汽調(diào)度順序

因蒸汽回收單位回收的蒸汽量存在較大變化，特別是宏發(fā)煉鋼轉(zhuǎn)爐車間回收蒸汽范圍在80~300 t/h，造成公司蒸汽管網(wǎng)壓力波動比較大,且目前全廠蒸汽使用相對比較緊張，為保證蒸汽發(fā)電及蒸汽使用效益最大化，根據(jù)發(fā)電機組效率及供汽效益比較，動力總廠遵循以下最優(yōu)蒸汽調(diào)度原則：

表2 發(fā)電及蒸汽拖動機組情況表

4.1 管網(wǎng)蒸汽壓力低時負荷調(diào)度

蒸汽壓力低調(diào)度負荷依次順序：

（1）1080 m3高爐鍋爐（富余蒸汽能力部分全部上網(wǎng)）

（2）4#、8#燒結(jié)機余熱鍋爐蒸汽發(fā)電減負荷至最低供汽。

（3）焦化廠1#~5#干熄焦鍋爐發(fā)電機組減負荷至最低供汽。

（4）熱電廠一期發(fā)電減負荷增加外供汽量。

4.2 管網(wǎng)蒸汽壓力高時負荷調(diào)度

蒸汽壓力高調(diào)度負荷依次順序：

（1）熱電廠減少外供汽至停汽。

（2）焦化廠1#~5#干熄焦鍋爐減少外供汽至停送。

（3）4#、8#燒結(jié)機余熱鍋爐減少外供汽至停送。（4）1080 m3高爐鍋爐減少外供汽至停送。

(5)3#、6#、7#燒結(jié)機余熱鍋爐減負荷至最低供汽量。

（6）潤中煉鋼一、二、三車間余熱鍋爐減負荷至停止并網(wǎng)。

（7）轉(zhuǎn)底爐車間蒸汽停止并網(wǎng)。

（8）永新煉鋼一車間蒸汽停止并網(wǎng)。

（9）宏發(fā)煉鋼一、二車間蒸汽停止并網(wǎng)。

5 優(yōu)化蒸汽調(diào)度，提高蒸汽利用率的具體措施及方法

5.1 成立蒸汽集中調(diào)度室，將各車間產(chǎn)汽、用汽參數(shù)集中監(jiān)控，實時掌握，全公司一盤棋考慮，根據(jù)蒸汽調(diào)度原則，合理、準(zhǔn)確、及時、高效調(diào)度，保證各生產(chǎn)車間的用汽平衡和用汽安全，并保證蒸汽使用效益最大化。

5.2 蒸汽管網(wǎng)壓力保證在1.0~1.3 MPa運行，如蒸汽使用客戶無特別要求，為便于余熱回收及運行經(jīng)濟性，蒸汽管網(wǎng)壓力一般考慮在參數(shù)下限運行。

5.3 對產(chǎn)汽單位的檢修、生產(chǎn)實行周報計劃，提前合理安排好產(chǎn)汽單位的檢修計劃，盡量錯開檢修時間，保證全公司蒸汽平衡，盡量杜絕因蒸汽緊張而影響發(fā)電量的情況。

5.4 所有供應(yīng)蒸汽的減溫減壓器，不供蒸汽時，必須時刻保證在熱備用狀態(tài)，在需要供汽時，能在最快時間供應(yīng)蒸汽，保證蒸汽管網(wǎng)壓力。

5.5 熱電廠二期四臺單元制CCPP機組，分別配備四臺雙減，雙減原則上關(guān)閉不供汽，在冬季氣溫較低時，燃氣輪機發(fā)電負荷較高，使得煙氣量增多，余熱鍋爐蒸發(fā)量較大，這時在保證蒸汽輪機滿負荷的情況下投運四臺雙減，這樣，既供應(yīng)了一部分外供蒸汽，又提高了燃氣輪機的出力，增加了發(fā)電量。

6 蒸汽調(diào)度過程中出現(xiàn)的問題分析及對策

宏發(fā)煉鋼共5臺RH爐使用2.0 MPa蒸汽，每臺最大使用流量為35 t/h左右，每次使用時間約半小時。當(dāng)多臺RH爐同時使用蒸汽時，對熱電廠發(fā)電負荷影響較大，造成整體經(jīng)濟效益下降，并且間歇性用汽對蒸汽管道造成沖擊，熱電廠2.0 MPa蒸汽出口管道及蒸汽總管管道已多次產(chǎn)生沖擊后移位，給安全生產(chǎn)帶來一定威脅。根據(jù)現(xiàn)狀，RH爐使用2.0 MPa蒸汽已開始著手改造使用1.3 MPa蒸汽，該項目改造成功后，將解決之前所有的運行弊端。因此新籌建的蒸汽生產(chǎn)、使用項目，應(yīng)借鑒“電力網(wǎng)”的概念，將蒸汽并入全公司同一個總管網(wǎng)，增加蒸汽管網(wǎng)總?cè)萘?，有效緩沖蒸汽壓力波動，提高系統(tǒng)抗風(fēng)險能力。

在1.3 MPa蒸汽使用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)制氧廠使用蒸汽壓力偏低的情況，這就要求提高整個蒸汽管網(wǎng)壓力，造成蒸汽使用效益下降及供汽雙減安全閥頻繁動作的情況。造成此現(xiàn)象的原因主要是供汽、用汽單位區(qū)域位置選擇不當(dāng)，制氧廠選擇的蒸汽使用位置離供汽車間都比較遠，使得整個蒸汽管網(wǎng)壓差較大，雖然供汽單位蒸汽供足也不能滿足全部車間使用要求。因此，對于新建的產(chǎn)汽、用汽項目因充分考慮地域位置，產(chǎn)汽、用汽互補，盡量讓蒸汽就地就近消化，降低蒸汽管網(wǎng)壓差，提高蒸汽使用效益。

1080 m3高爐鍋爐富余蒸汽本可上網(wǎng)100 t/h，由于雙減管道并入蒸汽總管的位置靠近宏發(fā)轉(zhuǎn)爐煉鋼蒸汽回收處，此處回收上網(wǎng)蒸汽本就比較多，管網(wǎng)壓力較高，造成1080 m3高爐鍋爐雙減最多只能供應(yīng)50 t/h蒸汽，嚴(yán)重制約蒸汽正常供給，目前，該雙減管道正在實施改造施工，重新選擇了蒸汽的并網(wǎng)點。因此，蒸汽并網(wǎng)點的設(shè)計也是至關(guān)重要的。

7 結(jié)束語

從沙鋼蒸汽生產(chǎn)、使用及蒸汽調(diào)度的情況來看，能夠合理的項目設(shè)計、效益最大化的利用蒸汽、調(diào)度蒸汽，產(chǎn)出的綜合效益將是巨大的，對優(yōu)化鋼鐵企業(yè)的蒸汽發(fā)電及提高供汽效率具有很好的參考價值，值得借鑒和探討，對微利微虧時代的鋼鐵企業(yè)脫困贏利具有深遠意義。

Optim ization of Steam A llocation to Im prove Steam Utilization

SHEN Yadong

(JiangsuShagangGroup,ZhangJiagang,Jiangsu215625,China)

The layout,operation and allocation of steam system at Shagang’s home com原pany were introduced.Through rational layout and economic allocation the steam utilization rate was improved,to maximize the economic benefit of steam.An analysis of the steam uti原lization of Shagang provides useful reference for planning of steam pipe network,layout of new steam projects and allocation of steam operation of other steel companies.

steam;power generation;allocate;benefit

TK21

B

1006-6764（2014）02-0042-03

2013-08-27

沈亞東（1978原），男，大專學(xué)歷，機械工程師，現(xiàn)從事動力總廠生產(chǎn)技術(shù)管理工作。