《矿热炉烟气余热发电技术规范》行业标准编制说明

《矿热炉烟气余热发电技术》行业编制说明 一 工作简况 1 任务来源 根据工信部工信厅科[2011]165号“关于印发2011年第三批行业标准制修订计划的通知”中规定，由冶金工业信息标准研究院、青海物通（集团）实业有限公司负责组织制定《矿热炉烟气余热发电技术规范》行业标准，计划号2011-2751T-YB。 2  工作过程 2.1开展的阶段工作 立项批准后，成立了标准起草工作组，组织专家走访有关生产、、使用、施工等单位，了解国内矿热炉烟气余热发电技术应用情况，同时收集国外有关技术资料及应用情况，为制定标准打下基础。 2011年3月至2011年9月底开展国内外调研和收集资料工作； 2011年10月提出标准初稿，并确定工作分工； 2011年11月开展征求意见。 2011年12月汇总。 2012年元月召开标准审定会 2.2国内外情况调研 利用矿热炉冶炼烟气的余热发电，实现了节能降耗、提高了企业效益。 以下为国内部分铁合金企业余热发电状况调研表 企业 产品及炉容量 发电机组容量     A 硅铁14 MVA 3 MW/12 MW /12 MW     B 硅锰16.5 MVA       C 硅锰50 MVA       D 硅铁16.5 /9/9MVA 3 MW     E 4x12.5硅铁 25.5 7.5MW     F 24x12.5硅铁 25.5 4.5MW     G 8x2.55 2x9MW     H   7.5MW，12MW               3 参编单位及工作组成员 本标准由冶金工业信息标准研究院负责组织协调，吸收国内有影响的设计、生产、施工、科研院所、大专院校、使用单位等参加标准的起草工作，根据工作需求确定了参加本标准起草单位为：青海物通（集团）实业有限公司、冶金工业信息标准研究院 二 标准编制原则和主要内容 1． 编制原则 ①落实科学发展观，体现科技进步和加强市场引导。 ②体现国家的节能减排和钢铁行业振兴规划的精神，对矿热炉烟气余热发电技术的设计、安装、验收等内容做出规定。 ③体现余热利用技术发展状况，加强市场准入要求，规范市场。 ④结合国内外的实际情况，在调研矿热炉余热发电现状的基础上，制定合理的技术要求及规范。 2． 编制本标准的目的和意义 根据国家节能减排精神和钢铁行业结构调研的要求，落实2010年发改委国家重点节能技术推广项目（第三批）第8项《矿热炉烟气余热利用技术》精神，推广矿热炉烟气余热利用技术，推进铁合金行业节能减排技术的发展，为矿热炉烟气余热发电新建、扩建、改造等项目提供立项、设计、安装、验收、监督依据。 3.本规范的突出特点 ——各级主管部门高度重视。全国钢标准委员会对规范的大纲、征求意见稿、送审稿、报批稿都给予了具体的指导和帮助，专门派出了审核专家和主要编制人员共同逐字逐句地进行推敲，使规范更加严谨。 ——规范编制过程中对国内外铁合金等矿热炉工业现状进行了调查研究。 ——该规范的编制参与以是大型企业集团中生产第一线的技术管理人员及科研院所的研究人员为主。 ——规范体现了用数据说话。包括等矿热炉工厂生产线的主要能耗设计指标；对保温隔热材料热损失等均提出了数值要求。 4.规范主要内容： 规范编制组在规范编制过程中检索查阅了各行业30余部相关，并重点研究了以下节能标准： 《清洁生产标准 钢铁行业（铁合金）》（HJ 470-2009） 《铁合金行业准入条件(2008年修订)》 《铁合金单位产品能源消耗限额》GB21341-2008 《电石行业准入条件（2007年修订）》 《电石单位产品能源消耗限额》GB 21343-2008 《钢铁企业热力设施设计规范》GB50569-2010 《氧气转炉余热锅炉技术规范》JB/T6508-92 《钢铁厂工业炉设计规范》GB50566-2009 《冶金电气设备工程安装验收规范》GB50397-2007 《冶金机械液压、润滑、气动设备工程安装验收规范》GB50387-2006 《炼钢机械设备工程安装验收规范》GB50403-2007 《工业锅炉安装工程施工及验收规范》GB50273 《机械行业节能设计规范》JBJ14-2004 本规范共分12章，分为：总则、规范性引用文件、术语和定义、原理与流程、系统说明与技术要求、余热锅炉及系统、汽轮机及系统、水处理设备及系统、操作与维护、电力系统等系统设计、测试与验收。 5.规范主要技术要点： 要点之一：适应国家对高耗能行业节能减排的要求，首次提出我国铁合金等矿热炉工厂余热节能设计要求。 要点之二：考虑国内外铁合金等矿热炉技术发展水平，首次提出了我国铁合金等矿热炉烟气余热发电系统能耗指标要求。  要点之三：重视系统热效率的提高。为保证系统能耗设计指标的实现，对其技术保障措施亦提出具体要求。 要点之四：矿热炉余热锅炉热回收率≥60%；出余热锅炉的烟气温度≤140℃，    改进密封装置和管道隔热保温设计，高温烟气管道温升小于50K，风机采用变频调速装置。 要点之五：加强能源计量设计，为检测、监测提供保障，能源计量应满足生产线各子系统单独考核计量的要求；计量应具备自动记录和集中、统计功能。     三、部分条文说明： 1 总则 1.0.1　本条体现了国务院批转国家经贸委等部门《关于进一步开展资源综合利用意见通知》（国发[1996]36号）的基本要求。 1.0.3　余热发电是资源综合利用、提高资源有效利用率的主要手段，是国家《清洁生产促进法》、能源政策所提倡的。矿热炉烟气的余热发电应符合国家产业政策，这些政策有国家发改委等八部委《关于加快铁合金或工业硅、电石等工业结构调整的若干意见的通知》,以及“《铁合金行业准入条件(2008年修订)》、《铁合金单位产品能源消耗限额》GB21341-2008和《电石行业准入条件（2007年修订）》、《电石单位产品能源消耗限额》GB 21343-2008等，要求淘汰落后生产能力、提高新型矿热炉比重、采用余热发电矿热炉等。规划中明确提出继续支持大型新型矿热炉烟气余热发电项目，一些省市对矿热炉应同步规划余热发电（可分步实施）,作为铁合金或工业硅、电石等项目的核准依据。因此，作为设计基本原则如烟气余热资源的定位、利用要求在本规范第3章有明确的规定。在工程设计方面，为了保证在矿热炉建成以后较合理地利用烟气余热，在矿热炉的设计中应预留相关系统接口的可能，包括工艺流程、场地、总降变电站、给水系统等，以利在以后建设过程中能顺利进行，现行国家标准《清洁生产标准 钢铁行业（铁合金）》（HJ 470-2009）中对此也有明确的规定。 1.0.4　当余热发电为热电联供时，相关部分如热负荷等与小型火力发电相同，应执行现行国家标准《小型火力发电厂设计规范》GB 50049的规定； 1.0.5  余热发电是附属于铁合金或工业硅、电石等矿热炉的余热资源回收综合利用工程，布局在铁合金或工业硅、电石等矿热炉中间，是矿热炉烟气处理的一个车间。因而余热发电的环境保护与职业安全卫生设计应执行现行国家标准《钢铁工业环境保护设计规范》GB 50406-2007及《冶金企业安全卫生设计规定》1996年版。 1.0.6  矿热炉烟气余热发电设计，必须体现国家当前的一系列技术经济方针、政策，执行国家颁发的有关专业技术标准、规范。因此，做好矿热炉烟气余热发电设计，除应执行本规范外，还应执行国家现行有关标准、规范。 2、规范性引用标准 本规范中引用了国家有关技术标准。 3  术语 本规范中规范了12条术语，并进行了解释。 4原理与流程 4.1  工作原理 矿热炉烟气余热发电技术是利用矿热炉烟气余热回收装置,通过余热锅炉（前置辐射换热面和后置对流换热面）进行热交换后，产生一定温度及压力范围的过热蒸汽,驱动汽轮机工作，通过发电机发电并校正后并入电网的技术。 4.2  工艺流程 矿热炉烟气能量转换流程 烟气流程 保温管道 余热锅炉 预处理器 主引风机 布袋除尘器 矿热炉 旁路管道 冷却塔 冷却系统流程 凝气器 热力除氧器 余热锅炉 汽轮机 动性                  汽封加热器 锅炉给水泵 5适用条件（基本规定） 5.1　 余热发电工程技术的应用原则 5.1.1　余热发电工程技术的应用不应影响半封闭矿热炉生产的正常运行。 5.1.2  余热发电工程的应用不应提高铁合金产品可比综合能耗和降低产品产量。 5.1.3　余热发电工程的应用宜在半封闭矿热炉生产线达产并稳定运行后，对运行工况进行热工标定或调查后实施。 5.1.4 当烟气余热发电系统与新建矿热炉同步建设时，相关参数按设计烟气参数及已投产、条件相近的矿热炉烟气余热发电系统参数确定。 5.1.5　原有半封闭矿热炉增加余热发电系统时，应对生产线中的相关设备能力进行核算。 5.1.6  主厂房布置应与企业总体规划相适应。 5.2　新建、扩建矿热炉烟气余热发电运行指标应符合表1的规定。 表1  余热发电运行指标 指　标 生产线规模 烟气余热发电率（％） 余热发电系统用电率 （％） 余热发电系统运转率 （％） 三级 二级 一级 12500 KVA～16500KVA ≥8 10 12 ≤9 ≥95 16500 KVA～25500KVA ≥9 11 13 ≤8 ≥95 25500 KVA～33000KVA ≥10 12 14 ≤8 ≥95 33000KVA 以上 ≥10 12 14 ≤8 ≥95             5.3　余热发电系统控制应采用集控DCS、ETS、MCS系统，完成各工艺参数的采集、监视、控制及保护功能。 5.4　烟气管道调节阀门的调控应与矿热炉的操作工况相匹配。 5.5　设计中应选用安全可靠、技术先进、经济实用及节能环保的设备，严禁选用已被淘汰产品和劣质产品。 6 系统说明与技术要求 6.1  余热资源的确定 6.1.1  已建成投产的矿热炉增设余热发电系统时应按GB 10863-89有关规定进行烟气余热评估，确定合理的烟气余热资源量。 6.1.2  余热锅炉的蒸汽参数应经过优化后确定。 6.1.3  烟气余热利用的温度取值应满足铁合金或工业硅、电石等产品冶炼及环保的要求。 6.1.4  余热锅炉的换热效率应大于60%，经余热锅炉进行热交换后，烟气温度应小于140度。 6.2  热力系统及装机