专利名称：一种用于钢铁企业的煤气平衡装置及煤气平衡工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钢铁企业的煤气回收利用装置，特别是一种用于钢铁企业的煤气
平衡装置。
背景技术：
目前，钢铁企业有些生产工艺如制焦、转炉炼钢和高炉炼铁，在生产过程中会产生 煤气作为副产品。与此同时，炼铁热风炉、烧结机、制粉炉，转炉炼钢和轧钢等生产单元又需 要消耗煤气。因此钢铁企业的煤气平衡问题自始至终都是需要考虑的。 但是，煤气平衡问题在传统思想中并未受到重视。所谓的煤气平衡也仅限于将所 发生的煤气，能够满足自身的需要后，将余下的部分，直接排放掉，或经燃烧后排放掉；这会 造成极大的能源浪费。规模稍大的钢铁企业，将副产的煤气用作化工产品的原料；而化工设 施的投入巨大，现有国内占据钢铁产量半壁江山的民营企业，他们基本上都没有能力采取 这种措施。 —般来说，只要副产的煤气够用的，企业就会认为已经很好的解决了内部的煤气 平衡问题。基于这样的观念，又由于煤气出产量往往大于消耗量。所以，企业不对各煤气使 用单元的用气量，特别是如何降低单位产品耗气量做深度研究。因此，在企业的传统做法 中，煤气平衡的观念尽管是存在的，许多企业也会制作煤气平衡使用表，但是这种煤气平衡 观念是粗放式的，是比较原始的煤气平衡观念，没有考虑到节能的因素。并未形成实质性的 煤气平衡理论，不能够对钢铁企业产生的煤气进行充分的利用以节约能源、降低生产成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为钢铁企业提供一种能够充分利用企业自身产生 的煤气的煤气平衡装置，使得钢铁企业实现真正的煤气平衡，进而达到节约能源、降低生产 成本的目的。 本发明是通过如下技术方案实现的一种用于钢铁企业的煤气平衡装置，煤气回 收管道的一端与煤气排装置连接，另一端与煤气储存装置连接，所述煤气储存装置通过煤 气输出管道与用气装置连接，煤气收集管道的一端与所述煤气输出管道连接、另一端与燃 气发电装置连接。 上述用于钢铁企业的煤气平衡装置，所述煤气排放装置为焦炉、转炉和高炉，所述 焦炉通过第一煤气回收管道与所述煤气储存装置连接，所述转炉通过第二煤气回收管道与 所述煤气储存装置连接，所述高炉通过第三煤气回收管道与所述煤气储存装置连接，所述 第三煤气回收管道上设置有TRT发电装置。 上述用于钢铁企业的煤气平衡装置，所述用气装置为热风炉、烧结装置、制粉炉、 用气转炉和轧钢装置。 上述用于钢铁企业的煤气平衡装置，所述燃气发电装置通过输电线与变压器连 接，所述变压器与厂电网连接。
上述用于钢铁企业的煤气平衡装置，所述煤气输出管道和所述煤气收集管道上设
置有气体压縮机。
—种用于钢铁企业的煤气平衡工艺，其特征在于，包括如下步骤
(a)计算钢铁企业的煤气产生量和煤气消耗量； (b)根据步骤(a)中的计算结果，当煤气消耗量小于煤气产生量时，用煤气回收管 道将煤气排放装置产生的煤气统一回收输送到煤气储存装置； (c)用煤气输出管道将煤气储存装置中的煤气输送到用气装置，以供应用气装置 使用； (d)在确保向用气装置足量供应煤气的情况下，用煤气收集管道将剩余煤气输送 到燃气发电装置发电； (e)将步骤(d)中燃气发电装置的电能输送到变压器，然后再输送到厂电网供企 业用电。 本发明的用于钢铁企业的煤气平衡装置具有以下有益的技术效果将钢铁企业 现行的煤气排放出口一律取消，将煤气发生单位与煤气使用单位全部以密闭的管道连接起 来，形成一个封闭的煤气循环体系。首先通过TRT发电技术，将高炉煤气的压力回收利用， 再在系统的末端，设置一套燃气发电装置，将剩余的煤气全部回收发电。原有煤气平衡体系 是开放式的，本系统采用封闭循环体系，将原先直接对空排放的煤气全部进行回收利用发 电，同时强调各用气节点的煤气使用量的节省。此外，在系统中采用了自行开发研制的煤气 平衡综合控制软件，从而确保燃气发电供气的平稳，也是本系统的重要创新点。企业实施这 项技术后，因为不再有含污染物质气体直接对外排放，极大地改善了生态环境，同时节能效 益显著。以我们的样板工程，江苏溧阳钢铁有限公司为例，利用剩余煤气进行发电的装机容 量为30丽，年发电量为2亿度，相当于每年为国家节约标煤76296吨。能够为全厂提供19% 的生产用电量。加上系统内利用煤气余压发电的TRT发电技术，可为该企业解决36%的电 力供应。此外，一般火力发电，燃煤的做功率只有20%左右，而本系统采用的燃气与蒸汽混 合动力发电，能量转换率可达到40%以上。本发明为钢铁企业提供一种能够充分利用企业 自身产生的煤气的煤气平衡装置，使得钢铁企业实现真正的煤气平衡，进而达到节约能源、 降低生产成本的目的。
图1为本发明的用于钢铁企业的煤气平衡装置的结构示意图； 图2为本发明的用于钢铁企业的煤气平衡装置的另一种结构示意图。 11-焦炉，12-转炉，13-高炉，21-第一煤气回收管道，22-第二煤气回收管道，
23-第三煤气回收管道，3-煤气储存装置，4-煤气输出管道，5-燃气发电装置，6-煤气收集
管道，71-热风炉，72-烧结装置，73-制粉炉，74-用气转炉，75-轧钢装置，8-变压器，9-TRT
发电装置，10-气体压縮机，101-厂电网。 实施方式 如图1所示，本实施例用于钢铁企业的煤气平衡装置，煤气回收管道的一端与煤 气排装置连接，另一端与煤气储存装置3连接，所述煤气储存装置3通过煤气输出管道4与 用气装置连接，煤气收集管道6的一端与所述煤气输出管道4连接、另一端与燃气发电装置5连接。所述煤气排放装置为焦炉11、转炉12和高炉13，所述焦炉ll通过第一煤气回收管 道21与所述煤气储存装置3连接，所述转炉12通过第二煤气回收管道22与所述煤气储存 装置3连接，所述高炉13通过第三煤气回收管道23与所述煤气储存装置3连接，所述第三 煤气回收管道23上设置有TRT发电装置9。所述用气装置为热风炉71、烧结装置72、制粉 炉73、用气转炉74和轧钢装置75。所述燃气发电装置5通过输电线与变压器8连接，所述 变压器8与厂电网101连接。所述煤气输出管道4和所述煤气收集管道6上设置有气体压 縮机10。 所述焦炉11产生的煤气通过第一煤气回收管道21输送到所述煤气储存装置3 ; 所述转炉12产生的煤气通过第二煤气回收管道22输送到所述煤气储存装置3 ;所述高炉 13通过第三煤气回收管道23与所述煤气储存装置3连接，所述第三煤气回收管道23上设 置有TRT发电装置9以回收利用高炉煤气压力，然后在输送到所述煤气储存装置3。所述煤 气储存装置3中储存的煤气通过煤气输出管道4分别输送到热风炉71、烧结装置72、制粉 炉73、用气转炉74和轧钢装置75，剩余的煤气通过煤气收集管道6输送到燃气发电装置5 进行发电，然后通过变压器8输送到厂电网101。 利用本实施例的煤气平衡装置设计钢铁企业煤气平衡工艺包括如下步骤(a)计 算钢铁企业的煤气产生量和煤气消耗量；(b)根据步骤(a)中的计算结果，当煤气消耗量小 于煤气产生量时，用煤气回收管道将煤气排放装置产生的煤气统一回收输送到煤气储存装 置；(c)用煤气输出管道将煤气储存装置中的煤气输送到用气装置，以供应用气装置使用； (d)在确保向用气装置足量供应煤气的情况下，用煤气收集管道将剩余煤气输送到燃气发 电装置发电；(e)将步骤(d)中燃气发电装置的电能输送到变压器，然后再输送到厂电网供 企业用电。 本实施例用于钢铁企业的煤气平衡装置通过将钢铁企业现行的煤气排放出口一 律取消，将煤气发生单位与煤气使用单位全部以密闭的管道连接起来，形成一个封闭的煤 气循环体系。首先通过TRT发电技术，将高炉煤气的压力回收利用，再在系统的末端，设置 一套燃气发电装置，将剩余的煤气全部回收发电。原有煤气平衡体系是开放式的，本系统采 用封闭循环体系，将原先直接对空排放的煤气全部进行回收利用发电，同时强调各用气节 点的煤气使用量的节省。此外，在系统中采用了自行开发研制的煤气平衡综合控制软件，从 而确保燃气发电供气的平稳，也是本系统的重要创新点。企业实施这项技术后，因为不再有 含污染物质气体直接对外排放，极大地改善了生态环境，同时节能效益显著。以我们的样板 工程，江苏溧阳钢铁有限公司为例，利用剩余煤气进行发电的装机容量为30丽，年发电量为 2亿度，相当于每年为国家节约标煤76296吨。能够为全厂提供19%的生产用电量。加上 系统内利用煤气余压发电的TRT发电技术，可为该企业解决36X的电力供应。此外，一般火 力发电，燃煤的做功率只有20%左右，而本系统采用的燃气与蒸汽混合动力发电装置，能量 转换率可达到40%以上，也是本技术的一大亮点。本实施例为钢铁企业提供一种能够充分 利用企业自身产生的煤气的煤气平衡装置，使得钢铁企业实现真正的煤气平衡，进而达到 节约能源、降低生产成本的目的。 如图2所示，本实施例与实施例1的不同之处在于，焦炉11煤气全部用于直接发 电，采用燃气蒸汽混合动力装置发电。本实施例的用于钢铁企业的煤气平衡装置适用于煤 气消耗量较小的情况下，在转炉12和 炉13产生的煤气足够用气装置使用的时候，避免焦炉11产生的煤气依次经过煤气回收管道、煤气储存装置3、煤气输出管道4、煤气收集管道 6，然后再进入燃气发电装置5进行发电；使得效率更高。
以下数据基于年产300万吨的钢铁厂
(1)产气 焦炉年产量120万吨，每吨矿产煤气420m3，每小时产煤气6. 3万m3 ;该焦炉煤气 全部用于直接发电。采用燃气蒸汽混合动力发电，发电机功率60兆瓦。
转炉每吨钢产煤气80m3，日产钢375吨，转炉每小时产煤气3万m3。
高炉每吨铁产煤气2000m3，每小时产煤气75万m3。
(2)用气 热风炉，烧结用气，制粉炉，三项合计使用高炉煤气每小时34万m3。 转炉使用转炉煤气每小时1. 65万m3。 轧钢使用高炉煤气每小时6. 4万m3。 可节余，高炉煤气75-34-6. 4 = 34. 6万m3。 节余转炉煤气1. 35万m3/小时。 合计节余煤气36万m3/小时。 考虑到还有其他用气的可能，将节余煤气的一半，用于发电，每小时可发电30000 度，即可上一套30兆瓦的发电机组。 本发明不限于上述实施例，对于本领域技术人员来说，对本发明的上述实施例所 做出的任何显而易见的改进或变更，都不会超出本发明的上述实施例和权利要求的保护范 围。
权利要求
一种用于钢铁企业的煤气平衡装置，其特征在于，煤气回收管道的一端与煤气排装置连接，另一端与煤气储存装置(3)连接，所述煤气储存装置(3)通过煤气输出管道(4)与用气装置连接，煤气收集管道(6)的一端与所述煤气输出管道(4)连接、另一端与燃气发电装置(5)连接。
2. 根据权利要求1所述的用于钢铁企业的煤气平衡装置，其特征在于，所述煤气排放 装置为焦炉(1D、转炉(12)和高炉(13)，所述焦炉(11)通过第一煤气回收管道(21)与所 述煤气储存装置(3)连接，所述转炉(12)通过第二煤气回收管道(22)与所述煤气储存装 置(3)连接，所述高炉(13)通过第三煤气回收管道(23)与所述煤气储存装置(3)连接，所 述第三煤气回收管道(23)上设置有TRT发电装置(9)。
3. 根据权利要求2所述的用于钢铁企业的煤气平衡装置，其特征在于，所述用气装置 为热风炉(71)、烧结装置(72)、制粉炉(73)、用气转炉(74)和轧钢装置(75)。
4. 根据权利要求3所述的用于钢铁企业的煤气平衡装置，其特征在于，所述燃气发电 装置(5)通过输电线与变压器(8)连接，所述变压器(8)与厂电网(101)连接。
5. 根据权利要求1至4任一所述的用于钢铁企业的煤气平衡装置，其特征在于，所述煤 气输出管道(4)和所述煤气收集管道(6)上设置有气体压縮机(10)。
6. —种用于钢铁企业的煤气平衡工艺，其特征在于，包括如下步骤(a) 计算钢铁企业的煤气产生量和煤气消耗量；(b) 根据步骤(a)中的计算结果，当煤气消耗量小于煤气产生量时，用煤气回收管道将 煤气排放装置产生的煤气统一回收输送到煤气储存装置(3);(c) 用煤气输出管道(4)将煤气储存装置中的煤气输送到用气装置，以供应用气装置 使用；(d) 在确保向用气装置足量供应煤气的情况下，用煤气收集管道(6)将剩余煤气输送 到燃气发电装置(5)发电；(e) 将步骤(d)中燃气发电装置(5)的电能输送到变压器(8)，然后再输送到厂电网 (101)供企业用电。
全文摘要
一种用于钢铁企业的煤气平衡装置及煤气平衡工艺，煤气回收管道的一端与煤气排装置连接，另一端与煤气储存装置连接，所述煤气储存装置通过煤气输出管道与用气装置连接，煤气收集管道的一端与所述煤气输出管道连接、另一端与燃气发电装置连接。本发明为钢铁企业提供一种能够充分利用企业自身产生的煤气的煤气平衡装置，使得钢铁企业实现真正的煤气平衡，进而达到节约能源、降低生产成本的目的。
文档编号F01K27/02GK101709919SQ20091025076
公开日2010年5月19日 申请日期2009年12月10日 优先权日2009年12月10日
发明者杨昭平 申请人:杨昭平