專利名稱：一種用于鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡裝置及煤氣平衡工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼鐵企業(yè)的煤氣回收利用裝置，特別是一種用于鋼鐵企業(yè)的煤氣
平衡裝置。
背景技術(shù)：
目前，鋼鐵企業(yè)有些生產(chǎn)工藝如制焦、轉(zhuǎn)爐煉鋼和高爐煉鐵，在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生 煤氣作為副產(chǎn)品。與此同時，煉鐵熱風爐、燒結(jié)機、制粉爐，轉(zhuǎn)爐煉鋼和軋鋼等生產(chǎn)單元又需 要消耗煤氣。因此鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡問題自始至終都是需要考慮的。 但是，煤氣平衡問題在傳統(tǒng)思想中并未受到重視。所謂的煤氣平衡也僅限于將所 發(fā)生的煤氣，能夠滿足自身的需要后，將余下的部分，直接排放掉，或經(jīng)燃燒后排放掉；這會 造成極大的能源浪費。規(guī)模稍大的鋼鐵企業(yè)，將副產(chǎn)的煤氣用作化工產(chǎn)品的原料；而化工設(shè) 施的投入巨大，現(xiàn)有國內(nèi)占據(jù)鋼鐵產(chǎn)量半壁江山的民營企業(yè)，他們基本上都沒有能力采取 這種措施。 —般來說，只要副產(chǎn)的煤氣夠用的，企業(yè)就會認為已經(jīng)很好的解決了內(nèi)部的煤氣 平衡問題?；谶@樣的觀念，又由于煤氣出產(chǎn)量往往大于消耗量。所以，企業(yè)不對各煤氣使 用單元的用氣量，特別是如何降低單位產(chǎn)品耗氣量做深度研究。因此，在企業(yè)的傳統(tǒng)做法 中，煤氣平衡的觀念盡管是存在的，許多企業(yè)也會制作煤氣平衡使用表，但是這種煤氣平衡 觀念是粗放式的，是比較原始的煤氣平衡觀念，沒有考慮到節(jié)能的因素。并未形成實質(zhì)性的 煤氣平衡理論，不能夠?qū)︿撹F企業(yè)產(chǎn)生的煤氣進行充分的利用以節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為鋼鐵企業(yè)提供一種能夠充分利用企業(yè)自身產(chǎn)生 的煤氣的煤氣平衡裝置，使得鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)真正的煤氣平衡，進而達到節(jié)約能源、降低生產(chǎn) 成本的目的。 本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種用于鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡裝置，煤氣回 收管道的一端與煤氣排裝置連接，另一端與煤氣儲存裝置連接，所述煤氣儲存裝置通過煤 氣輸出管道與用氣裝置連接，煤氣收集管道的一端與所述煤氣輸出管道連接、另一端與燃 氣發(fā)電裝置連接。 上述用于鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡裝置，所述煤氣排放裝置為焦爐、轉(zhuǎn)爐和高爐，所述 焦爐通過第一煤氣回收管道與所述煤氣儲存裝置連接，所述轉(zhuǎn)爐通過第二煤氣回收管道與 所述煤氣儲存裝置連接，所述高爐通過第三煤氣回收管道與所述煤氣儲存裝置連接，所述 第三煤氣回收管道上設(shè)置有TRT發(fā)電裝置。 上述用于鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡裝置，所述用氣裝置為熱風爐、燒結(jié)裝置、制粉爐、 用氣轉(zhuǎn)爐和軋鋼裝置。 上述用于鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡裝置，所述燃氣發(fā)電裝置通過輸電線與變壓器連 接，所述變壓器與廠電網(wǎng)連接。
上述用于鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡裝置，所述煤氣輸出管道和所述煤氣收集管道上設(shè)
置有氣體壓縮機。
—種用于鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡工藝，其特征在于，包括如下步驟
(a)計算鋼鐵企業(yè)的煤氣產(chǎn)生量和煤氣消耗量； (b)根據(jù)步驟(a)中的計算結(jié)果，當煤氣消耗量小于煤氣產(chǎn)生量時，用煤氣回收管 道將煤氣排放裝置產(chǎn)生的煤氣統(tǒng)一回收輸送到煤氣儲存裝置； (c)用煤氣輸出管道將煤氣儲存裝置中的煤氣輸送到用氣裝置，以供應(yīng)用氣裝置 使用； (d)在確保向用氣裝置足量供應(yīng)煤氣的情況下，用煤氣收集管道將剩余煤氣輸送 到燃氣發(fā)電裝置發(fā)電； (e)將步驟(d)中燃氣發(fā)電裝置的電能輸送到變壓器，然后再輸送到廠電網(wǎng)供企 業(yè)用電。 本發(fā)明的用于鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡裝置具有以下有益的技術(shù)效果將鋼鐵企業(yè) 現(xiàn)行的煤氣排放出口一律取消，將煤氣發(fā)生單位與煤氣使用單位全部以密閉的管道連接起 來，形成一個封閉的煤氣循環(huán)體系。首先通過TRT發(fā)電技術(shù)，將高爐煤氣的壓力回收利用， 再在系統(tǒng)的末端，設(shè)置一套燃氣發(fā)電裝置，將剩余的煤氣全部回收發(fā)電。原有煤氣平衡體系 是開放式的，本系統(tǒng)采用封閉循環(huán)體系，將原先直接對空排放的煤氣全部進行回收利用發(fā) 電，同時強調(diào)各用氣節(jié)點的煤氣使用量的節(jié)省。此外，在系統(tǒng)中采用了自行開發(fā)研制的煤氣 平衡綜合控制軟件，從而確保燃氣發(fā)電供氣的平穩(wěn)，也是本系統(tǒng)的重要創(chuàng)新點。企業(yè)實施這 項技術(shù)后，因為不再有含污染物質(zhì)氣體直接對外排放，極大地改善了生態(tài)環(huán)境，同時節(jié)能效 益顯著。以我們的樣板工程，江蘇溧陽鋼鐵有限公司為例，利用剩余煤氣進行發(fā)電的裝機容 量為30麗，年發(fā)電量為2億度，相當于每年為國家節(jié)約標煤76296噸。能夠為全廠提供19% 的生產(chǎn)用電量。加上系統(tǒng)內(nèi)利用煤氣余壓發(fā)電的TRT發(fā)電技術(shù)，可為該企業(yè)解決36%的電 力供應(yīng)。此外，一般火力發(fā)電，燃煤的做功率只有20%左右，而本系統(tǒng)采用的燃氣與蒸汽混 合動力發(fā)電，能量轉(zhuǎn)換率可達到40%以上。本發(fā)明為鋼鐵企業(yè)提供一種能夠充分利用企業(yè) 自身產(chǎn)生的煤氣的煤氣平衡裝置，使得鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)真正的煤氣平衡，進而達到節(jié)約能源、 降低生產(chǎn)成本的目的。


圖1為本發(fā)明的用于鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明的用于鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡裝置的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。 11-焦爐，12-轉(zhuǎn)爐，13-高爐，21-第一煤氣回收管道，22-第二煤氣回收管道，
23-第三煤氣回收管道，3-煤氣儲存裝置，4-煤氣輸出管道，5-燃氣發(fā)電裝置，6-煤氣收集
管道，71-熱風爐，72-燒結(jié)裝置，73-制粉爐，74-用氣轉(zhuǎn)爐，75-軋鋼裝置，8-變壓器，9-TRT
發(fā)電裝置，10-氣體壓縮機，101-廠電網(wǎng)。 實施方式 如圖1所示，本實施例用于鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡裝置，煤氣回收管道的一端與煤 氣排裝置連接，另一端與煤氣儲存裝置3連接，所述煤氣儲存裝置3通過煤氣輸出管道4與 用氣裝置連接，煤氣收集管道6的一端與所述煤氣輸出管道4連接、另一端與燃氣發(fā)電裝置5連接。所述煤氣排放裝置為焦爐11、轉(zhuǎn)爐12和高爐13，所述焦爐ll通過第一煤氣回收管 道21與所述煤氣儲存裝置3連接，所述轉(zhuǎn)爐12通過第二煤氣回收管道22與所述煤氣儲存 裝置3連接，所述高爐13通過第三煤氣回收管道23與所述煤氣儲存裝置3連接，所述第三 煤氣回收管道23上設(shè)置有TRT發(fā)電裝置9。所述用氣裝置為熱風爐71、燒結(jié)裝置72、制粉 爐73、用氣轉(zhuǎn)爐74和軋鋼裝置75。所述燃氣發(fā)電裝置5通過輸電線與變壓器8連接，所述 變壓器8與廠電網(wǎng)101連接。所述煤氣輸出管道4和所述煤氣收集管道6上設(shè)置有氣體壓 縮機10。 所述焦爐11產(chǎn)生的煤氣通過第一煤氣回收管道21輸送到所述煤氣儲存裝置3 ; 所述轉(zhuǎn)爐12產(chǎn)生的煤氣通過第二煤氣回收管道22輸送到所述煤氣儲存裝置3 ;所述高爐 13通過第三煤氣回收管道23與所述煤氣儲存裝置3連接，所述第三煤氣回收管道23上設(shè) 置有TRT發(fā)電裝置9以回收利用高爐煤氣壓力，然后在輸送到所述煤氣儲存裝置3。所述煤 氣儲存裝置3中儲存的煤氣通過煤氣輸出管道4分別輸送到熱風爐71、燒結(jié)裝置72、制粉 爐73、用氣轉(zhuǎn)爐74和軋鋼裝置75，剩余的煤氣通過煤氣收集管道6輸送到燃氣發(fā)電裝置5 進行發(fā)電，然后通過變壓器8輸送到廠電網(wǎng)101。 利用本實施例的煤氣平衡裝置設(shè)計鋼鐵企業(yè)煤氣平衡工藝包括如下步驟(a)計 算鋼鐵企業(yè)的煤氣產(chǎn)生量和煤氣消耗量；(b)根據(jù)步驟(a)中的計算結(jié)果，當煤氣消耗量小 于煤氣產(chǎn)生量時，用煤氣回收管道將煤氣排放裝置產(chǎn)生的煤氣統(tǒng)一回收輸送到煤氣儲存裝 置；(c)用煤氣輸出管道將煤氣儲存裝置中的煤氣輸送到用氣裝置，以供應(yīng)用氣裝置使用； (d)在確保向用氣裝置足量供應(yīng)煤氣的情況下，用煤氣收集管道將剩余煤氣輸送到燃氣發(fā) 電裝置發(fā)電；(e)將步驟(d)中燃氣發(fā)電裝置的電能輸送到變壓器，然后再輸送到廠電網(wǎng)供 企業(yè)用電。 本實施例用于鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡裝置通過將鋼鐵企業(yè)現(xiàn)行的煤氣排放出口一 律取消，將煤氣發(fā)生單位與煤氣使用單位全部以密閉的管道連接起來，形成一個封閉的煤 氣循環(huán)體系。首先通過TRT發(fā)電技術(shù)，將高爐煤氣的壓力回收利用，再在系統(tǒng)的末端，設(shè)置 一套燃氣發(fā)電裝置，將剩余的煤氣全部回收發(fā)電。原有煤氣平衡體系是開放式的，本系統(tǒng)采 用封閉循環(huán)體系，將原先直接對空排放的煤氣全部進行回收利用發(fā)電，同時強調(diào)各用氣節(jié) 點的煤氣使用量的節(jié)省。此外，在系統(tǒng)中采用了自行開發(fā)研制的煤氣平衡綜合控制軟件，從 而確保燃氣發(fā)電供氣的平穩(wěn)，也是本系統(tǒng)的重要創(chuàng)新點。企業(yè)實施這項技術(shù)后，因為不再有 含污染物質(zhì)氣體直接對外排放，極大地改善了生態(tài)環(huán)境，同時節(jié)能效益顯著。以我們的樣板 工程，江蘇溧陽鋼鐵有限公司為例，利用剩余煤氣進行發(fā)電的裝機容量為30麗，年發(fā)電量為 2億度，相當于每年為國家節(jié)約標煤76296噸。能夠為全廠提供19%的生產(chǎn)用電量。加上 系統(tǒng)內(nèi)利用煤氣余壓發(fā)電的TRT發(fā)電技術(shù)，可為該企業(yè)解決36X的電力供應(yīng)。此外，一般火 力發(fā)電，燃煤的做功率只有20%左右，而本系統(tǒng)采用的燃氣與蒸汽混合動力發(fā)電裝置，能量 轉(zhuǎn)換率可達到40%以上，也是本技術(shù)的一大亮點。本實施例為鋼鐵企業(yè)提供一種能夠充分 利用企業(yè)自身產(chǎn)生的煤氣的煤氣平衡裝置，使得鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)真正的煤氣平衡，進而達到 節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本的目的。 如圖2所示，本實施例與實施例1的不同之處在于，焦爐11煤氣全部用于直接發(fā) 電，采用燃氣蒸汽混合動力裝置發(fā)電。本實施例的用于鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡裝置適用于煤 氣消耗量較小的情況下，在轉(zhuǎn)爐12和 爐13產(chǎn)生的煤氣足夠用氣裝置使用的時候，避免焦爐11產(chǎn)生的煤氣依次經(jīng)過煤氣回收管道、煤氣儲存裝置3、煤氣輸出管道4、煤氣收集管道 6，然后再進入燃氣發(fā)電裝置5進行發(fā)電；使得效率更高。
以下數(shù)據(jù)基于年產(chǎn)300萬噸的鋼鐵廠
(1)產(chǎn)氣 焦爐年產(chǎn)量120萬噸，每噸礦產(chǎn)煤氣420m3，每小時產(chǎn)煤氣6. 3萬m3 ;該焦爐煤氣 全部用于直接發(fā)電。采用燃氣蒸汽混合動力發(fā)電，發(fā)電機功率60兆瓦。
轉(zhuǎn)爐每噸鋼產(chǎn)煤氣80m3，日產(chǎn)鋼375噸，轉(zhuǎn)爐每小時產(chǎn)煤氣3萬m3。
高爐每噸鐵產(chǎn)煤氣2000m3，每小時產(chǎn)煤氣75萬m3。
(2)用氣 熱風爐，燒結(jié)用氣，制粉爐，三項合計使用高爐煤氣每小時34萬m3。 轉(zhuǎn)爐使用轉(zhuǎn)爐煤氣每小時1. 65萬m3。 軋鋼使用高爐煤氣每小時6. 4萬m3。 可節(jié)余，高爐煤氣75-34-6. 4 = 34. 6萬m3。 節(jié)余轉(zhuǎn)爐煤氣1. 35萬m3/小時。 合計節(jié)余煤氣36萬m3/小時。 考慮到還有其他用氣的可能，將節(jié)余煤氣的一半，用于發(fā)電，每小時可發(fā)電30000 度，即可上一套30兆瓦的發(fā)電機組。 本發(fā)明不限于上述實施例，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，對本發(fā)明的上述實施例所 做出的任何顯而易見的改進或變更，都不會超出本發(fā)明的上述實施例和權(quán)利要求的保護范 圍。
權(quán)利要求
一種用于鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡裝置，其特征在于，煤氣回收管道的一端與煤氣排裝置連接，另一端與煤氣儲存裝置(3)連接，所述煤氣儲存裝置(3)通過煤氣輸出管道(4)與用氣裝置連接，煤氣收集管道(6)的一端與所述煤氣輸出管道(4)連接、另一端與燃氣發(fā)電裝置(5)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡裝置，其特征在于，所述煤氣排放 裝置為焦爐(1D、轉(zhuǎn)爐(12)和高爐(13)，所述焦爐(11)通過第一煤氣回收管道(21)與所 述煤氣儲存裝置(3)連接，所述轉(zhuǎn)爐(12)通過第二煤氣回收管道(22)與所述煤氣儲存裝 置(3)連接，所述高爐(13)通過第三煤氣回收管道(23)與所述煤氣儲存裝置(3)連接，所 述第三煤氣回收管道(23)上設(shè)置有TRT發(fā)電裝置(9)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡裝置，其特征在于，所述用氣裝置 為熱風爐(71)、燒結(jié)裝置(72)、制粉爐(73)、用氣轉(zhuǎn)爐(74)和軋鋼裝置(75)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡裝置，其特征在于，所述燃氣發(fā)電 裝置(5)通過輸電線與變壓器(8)連接，所述變壓器(8)與廠電網(wǎng)(101)連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的用于鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡裝置，其特征在于，所述煤 氣輸出管道(4)和所述煤氣收集管道(6)上設(shè)置有氣體壓縮機(10)。
6. —種用于鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡工藝，其特征在于，包括如下步驟(a) 計算鋼鐵企業(yè)的煤氣產(chǎn)生量和煤氣消耗量；(b) 根據(jù)步驟(a)中的計算結(jié)果，當煤氣消耗量小于煤氣產(chǎn)生量時，用煤氣回收管道將 煤氣排放裝置產(chǎn)生的煤氣統(tǒng)一回收輸送到煤氣儲存裝置(3);(c) 用煤氣輸出管道(4)將煤氣儲存裝置中的煤氣輸送到用氣裝置，以供應(yīng)用氣裝置 使用；(d) 在確保向用氣裝置足量供應(yīng)煤氣的情況下，用煤氣收集管道(6)將剩余煤氣輸送 到燃氣發(fā)電裝置(5)發(fā)電；(e) 將步驟(d)中燃氣發(fā)電裝置(5)的電能輸送到變壓器(8)，然后再輸送到廠電網(wǎng) (101)供企業(yè)用電。
全文摘要
一種用于鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡裝置及煤氣平衡工藝，煤氣回收管道的一端與煤氣排裝置連接，另一端與煤氣儲存裝置連接，所述煤氣儲存裝置通過煤氣輸出管道與用氣裝置連接，煤氣收集管道的一端與所述煤氣輸出管道連接、另一端與燃氣發(fā)電裝置連接。本發(fā)明為鋼鐵企業(yè)提供一種能夠充分利用企業(yè)自身產(chǎn)生的煤氣的煤氣平衡裝置，使得鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)真正的煤氣平衡，進而達到節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本的目的。
文檔編號F01K27/02GK101709919SQ20091025076
公開日2010年5月19日 申請日期2009年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日
發(fā)明者楊昭平 申請人:楊昭平