Парогазовая установка как один из способов утилизации конвертерного газа

Кучеренко М. Н., Перистый М. М.
Донецкий национальный технический университет


Источник: Сборник научных трудов студентов физико-металлургического факультета ДонНТУ. — Донецк: ДонНТУ, — 2009.


ОАО «Алчевский металлургический комбинат» ежегодно закупает около 1,3 млрд. кВт•ч электроэнергии на производство своей продукции. Вторичные энергоресурсы в виде газообразных отходов (коксовый, доменный и конвертерный газы) используются для нужд основного производства не в полном объеме и в значительных количествах выбрасываются в атмосферу либо непосредственно, либо сжигаются в факелах («свечках»). В то же время состав этих газов позволяет использовать их в энергогенерирующих установках для выработки электроэнергии.

Конвертерный газ – высококачественное топливо, технологическая ценность которого определяется большим содержанием СО (до 90 %) и возможностью использования газа в качестве восстановителя. Энергетическая ценность конвертерного газа определяется высокой теплотой сгорания и малым выходом продуктов сгорания на единицу получаемой теплоты.

Главная цель создания комплекса ПГУ заключается в обеспечении потребностей предприятия в электроэнергии путем утилизации отработанных газов, а также в сокращении объемов выбросов в атмосферу.

Проект комплекса ПГУ предусматривает создание на территории ОАО «АМК» комплекса парогазовых установок комбинированного цикла общей производительностью 300 МВт.

Конструкция ПГУ позволяет использовать низкокалорийный газ, представляющий собой смесь доменного газа (ДГ), конвертерного газа (ЛДГ) и коксового газа (КГ). Основными составными элементами топливной смеси (приблизительно 93% объема) будут являться ДГ и ЛДГ, которые будут поступать на площадку комплекса в уже смешанном виде. КГ обладает высокой теплотворной способностью, и объем его поступления в установку будет контролироваться таким образом, чтобы минимальная теплотворная способность поддерживалась на уровне 4400 кДж/м3. Для того чтобы обеспечить безопасность и надежность работы турбины ПГУ, необходимо обеспечить надлежащий мониторинг и гарантированный уровень качества подаваемого газа.

Каждый из трех видов свободных газов будет подвергаться предварительной очистке с целью выделения ценных сопутствующих продуктов, таких как фенолы (которые будут поступать на реализацию) и пыль оксида железа (которая будет поступать на повторное использование в процесс производства стали).

Представленная ниже схема производственного процесса (см. рисунок) характеризует работу одной единицы ПГУ. В любом случае, обе установки являются идентичными по конструкции и режиму эксплуатации.

Каждая парогазовая установка включает следующие элементы: газовый смеситель, мокрый электростатический фильтр, охладитель газа, газовый компрессор, газовая турбина, утилизационный парогенератор, паровая турбина и конденсатор, башенный охладитель, электрический генератор.

Работа двух новых ПГУ позволит обеспечить практически полное удовлетворение производственных потребностей ОАО «АМК» в электроэнергии.

Рисунок – Принципиальная схема работы ПГУ

Основным видом воздействия на окружающую среду, связанным с работой комплекса ПГУ, будет являться выброс в атмосферу газообразных продуктов сгорания, которые будут отводиться через дымовые трубы установки утилизационного парогенератора.

Основные преимущества проекта ПГУ заключаются в следующем:

  • Общее сокращение затрат на оплату электроэнергии, потребляемой для нужд сталелитейного производства;
  • Сокращение объемов конвертерного газа, направляемого на факельное сжигание, а также более эффективное использование свободного доменного и коксового газа;
  • Повышение эффективности использования энергоресурсов в расчете на единицу продукции сталелитейного производства;
  • Сокращение объемов и интенсивности выбросов двуокиси углерода в расчете на единицу продукции сталелитейного производства.

  • ©ДонНТУ 2009 Кучеренко М. Н.