轧钢加热炉汽化冷却系统低压蒸汽的利用

摘要

我国是能源消费大国，但能源使用效率却低于先进国家。美国的能源利用率已超过60％，而我国只有30%左右[1]。以钢铁工业为例，生成中有效能量仅占能源使用总量的28.3%，其余有71.7%能量转化为余热余能[2]。造成这一现象的重要原因是，余热余能的回收利用率较低。通过分析钢铁行业余热回收现状发现，高中温余热资源回收率相对较高，低温余热（230℃以下）回收率很低，大致在5-10%的水平。
　　本文以轧钢加热炉汽化冷却系统产生的低温低压蒸汽发电为研究内容，探讨利用类似的小规模、低温低压、频繁波动的蒸汽进行发电的问题。分别从动力转换设备选择、动力循环类型选择、发电机选择，并网方式选择等方面进行阐述。
　　根据用能单位不同的需求和动力循环的特点，分别设计了几种不同方案，并分别进行理论计算。通过对数据进行对比，比较这些方案在发电功率、投资回收期等方面的优缺点。
　　针对轧钢加热炉汽化冷却系统蒸汽频繁波动的问题，提出了解决方案；根据车间现场的情况，提出合理的安装位置及需要采取的安全措施；根据现场情况，提出提高系统热效率的措施。
　　如果能够建立高效的低温余热发电系统，直接将低温余热转换成高能级能——电力，将能够促进对低温余热资源的开发，对提高低温余热资源利用率起到重要意义。

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第一章 绪论

1.1钢铁工业能源使用现状

1.2钢铁工业的余热资源及回收情况

1.3钢铁生产中主要余热回收项目

1.4课题研究内容及意义

第二章 轧钢加热炉汽化冷却蒸汽余热分析与回收

2.1轧钢加热炉的工艺原理

2.2炉内水梁冷却方式演化

2.3汽化冷却系统运行原理

2.4轧钢加热炉汽化冷却系统运行情况

2.5本章小结

第三章 加热炉汽化冷却蒸汽发电方案确定

3.1动力机械

3.2动力循环类型选择

3.3发电机系统的选取

3.4本章小结

第四章 加热炉汽化冷却蒸汽发电系统设计

4.1方案设计

4.2螺杆膨胀机膨胀比的计算步骤

4.3计算发电功率

4.4现场安装布置

4.5蒸汽压力波动的调整措施

4.6提高系统热效率的措施

4.7供电方式

4.8螺杆膨胀机发电的成功经验

4.9本章小结

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢