有这样一家工厂,
低压蒸汽利用率达到90%以上,
利用蒸汽完全能实现满载发电
在源头上降低能源消耗
较大限度实现了节能减碳
年可节约碳排放2200吨
这家工厂是如何做到的呢?
近日,我公司组织技术专家、客户一起到访江铜集团贵溪冶炼厂,实地调研动力车间如何经过节能改造,实现低压富裕蒸汽回收并稳定正常发电。
项目背景
江铜集团贵溪冶炼厂(以下简称“贵冶”)是目前世界上较大的单体铜冶炼工厂,单厂阴极铜产量在世界上突破百万吨。在中国,贵冶是一家采用世界先进闪速熔炼技术、高浓度二氧化硫转化制酸技术、倾动炉、卡尔多炉杂铜冶炼技术和ISA(艾萨法)电解精炼技术的现代化炼铜工厂,同时也是中国较大的铜、硫化工、稀贵金属产品生产基地。
贵冶的动力车间原安装了一套5500KW中低压透平发电机组,由中压机组、低压机组和发电机三部分组成。机组在实际投运后就出现了问题,低压透平发电机组几乎很难正常运行,主要原因是:低压透平发电机组无法适应低压蒸汽母管参数的大范围波动,还影响中压透平机组正常运行,造成低压蒸汽能量无法发电回收利用。
该低压管网蒸汽主要来源于主工艺过程中产生的余热锅炉蒸汽(熔炼车间、硫酸车间的余热锅炉)、电厂蒸汽和天然气锅炉,三个系列同时吹炼时,最高产汽量可达50t/h,而最低时产汽量为0t/h,对低压管网压力影响巨大。为满足动力车间低压管网正常运行,要求将低压管网压力控制在0.65~0.95MPaG之间(压力不足时,依靠电厂蒸汽或天然气锅炉补汽)。在夏季高温季节,由于用户需求量减少,低压蒸汽会出现周期性的富裕,为保证管网安全,不得不将蒸汽放空,放空主要集中在19:00至次日8:00之间,但因转炉余热锅炉产汽波动影响,蒸汽放空量时有时无,时大时小,无规律性。低压管网蒸汽呈季节性变化,冬季没有富裕,夏季富裕量较大,晚上富裕时间较长,白天富裕时间短,周期性变化较大。
此图为低压蒸汽实时监控图,早上8:00-16:00蒸汽情况,可以看出8小时内有三次蒸汽断供
由此,回收低压蒸汽管网富余排放蒸汽的难度比较大,不仅需要满足长期频繁启停工况(每天可能五次以上没有蒸汽),而且还需满足与2#中压透平机组同轴发电,利用原发电机,从而减少设备改造的投资费用,提高经济性。
节省千万度电的成功改造
在该项目的节能改造中,贵冶采用了1套x2MW通用型螺杆膨胀机组及附属配套节能方案,中低气压、温度不稳定下能继续稳定发电,让贵冶动力车间运营换出新的风采。
根据改造后的数据显示,螺杆转速1501rpm,前压0.86MPa,发电总功率减去中压发电功率1000KW,实际该项目低压机组发电总功率1600KW,最高峰发电功率2000KW。在中低气压、温度不稳定下能继续稳定发电,即便是无热汽、压力为零时,机器还可以正常运行,不停机,等片刻气压上升时又正常发电。蒸汽含汽水两相时不影响,主机正常运行,效果良好。在夏季,改造后的低压机组仍保证平均每天发电量在2.1万度以上。
该项目被贵冶评为2023年优秀技改项目,下一步节能技术改造计划中还选择该技术和产品设备。
贵冶节能改造的成功实践,着实体现了螺杆膨胀机技术设备在余热发电领域运行的高可靠性。在后续项目上,我公司将以此为样板项目,为客户提供可承诺、可落地的一站式的节能改造服务。