first day钢铁企业自备电厂发电机组的概述

自备电厂的概述

随着钢铁企业的发展，建设自备电厂已形成一种必然趋势。这主要因为钢铁生产过程中的多余煤气、废热，通过自备电厂加以综合利用，可以向钢铁企业提供所需蒸汽和廉价电力，这种电力可作为保安电源又可做工作电源的一部分。

自备电厂的建设需根据企业蒸汽、电力的需要量及实际可供利用的煤气，热能的数量确定，当考虑电力需要量时，首先要考虑保安电源的电力需要。当地区电网容量不大时，可加大自备电厂的规模，向钢铁企业供电。

自备电厂一般有两种：

（1） 既供蒸汽又供电力。可采用抽气式背压式汽轮发电机组。

（2） 不供蒸汽，只供电力。可采用凝气式汽轮发电机组或燃气轮机发电机组。

由于大型钢铁厂的初轧机、厚板轧机、冷、热连轧机组生产中会产生很大的无功冲击负荷和有功冲击负荷。有功冲击负荷一般主要由电力系统承担，无功冲击负荷除电力系统承担一部分外，主要由企业自行承担，包括由自备电厂和动态无功补偿装置承担。 建造自备电厂的必要性

自备电厂作为钢铁厂的保安电源。现代化钢铁企业，具有规模大，产量高，产值大，自动化程度高，生产连续性强，用量大，冲击负荷大等特点。如果突然中断供电，将会造成工艺设备严重损坏。因此除了要求可靠的工作电源外，还要求有可靠的保安电源。

建造自备电厂可以综合利用能源，为了节约能源可利用钢厂内高炉的副产品煤气作为发电燃料。高炉煤气除了50~60%用于生产外，尚余40~50%可用来发电，这不仅节省了燃料，并获取了廉价的电能，同时剩余煤气不放散还可防止环境污染。

另外在钢铁厂内有许多热能用户，最大的热用户如高炉蒸汽鼓风。可利用发电机代替减温减压阀，这样既能获得鼓风所需的蒸汽，提高热效率，又可发电。

钢厂在生产过程中还产生很多余压和废热，称为二次能源，为了降低能源消耗，可利用二次能源发电。这些虽不属于自备电厂，但其电力可以解决企业一定数量的用电需要。

（1） 高炉炉顶余压发电（TRT）。工艺系统如图：

某厂大型高炉，每台余压发电机机组可回收高炉电动鼓风机所消耗电力的1/3。如高炉都设置TRT发电，则可节省相当于整个钢铁厂耗电的5%的电力。大型高压炉顶高炉，每炼一吨生铁可发35kwh电能。

（2） 干熄焦发电（CDQ）。所谓干熄焦即将赤热的焦碳导入密闭设备中，利用N?，

CO?等惰性气体进行冷却，使焦碳温度从1050℃冷却到250℃，而将N?，CO?带走的热量加热锅炉产生蒸汽用来发电，系统图如下，据统计1t焦碳可发生蒸汽450~500kg,可回收热量1369MJ，约占红焦热量的80%

ⅹ似的地方

冷却仓

风机

发电设备 废热锅炉 干熄焦发电工艺系统 某厂有2ⅹ100孔焦炉，年产焦碳171万吨、CDQ发电机为2台20230kw。 （3） 废热回收发电。废热回收发电包括

1） 利用烧结成品冷却排热回收发电，回收烧结矿的余热，用以加热锅炉产生蒸汽发

电。例如国外某厂烧结车间安装一套透平发电机，将约1000℃的烧结矿在空气中冷却降到300~400℃时散发的热量回收起来，制成250℃的热蒸汽，以3922ⅹ103Pa 转动透平带动发电机发电。一个年产1000万吨的钢厂回收烧结矿的余热相当于节约18万吨的重油。

2） 废热蒸汽集中发电。利用各种废热锅炉。例如：烧结矿冷却废热锅炉，均热炉废

热锅炉，钢坯加热炉废热锅炉等发生的蒸汽，集中带动蒸汽透平发电。

3） 利用供热和用热的压差发电。在钢铁厂有许多蒸汽用户，采用背压式汽轮发电机，

对用户既供电又供热，可使总效率提高到60~70%，冷凝式电厂的热效率只有30~40%。

4） 利用锅炉的压差发电。利用锅炉的额定工作压力和实际生产使用压力间的压差发

电。这样可充分利用锅炉设备效率，可生产出煤耗低发电效率高的节能电力。

建自备电厂解决钢厂正常用电。现代大型钢铁企业，用电负荷越来越大，特别是电炉，大型带钢轧机及高炉电动鼓风机等。一座年产600万吨钢的大型钢厂，其计算负荷约为50万KW。目前我国普遍缺电，如此大的用电负荷，单靠电力网供电是有困难的，势必要建设相应的发电厂，为钢厂供电。如果将此电厂建在钢厂内，可减少建设投资，经济上较为合理，因此大型钢厂内建设自备电厂供部分用电是十分可取的。 自备电厂承担钢铁厂的冲击负荷，钢厂内轧钢车间的直流轧钢电动机，一般采用晶闸管供电。大型高速连续性轧机，产生很大的有功和无功冲击负荷。如果钢厂由大电网供电时，有功冲击负荷可由电网承担，当电网容量不大时，就必需采取措施，例如由自备电厂来承担部分有功及无功冲击负荷。对无功冲击负荷的供给，可减少电网电压波动。这样可减少或省去价格昂贵的专用动态无功补偿装置。 7．3 自备电厂厂址选择

由于要尽可能节约能源，利用剩余煤气，废热蒸汽实现就地供应，故自备电厂要尽量靠近煤气或蒸汽源。

自备电厂厂址选择需考虑靠近水源系统，确保水源充足，以降低运行费用。

自备电厂供配电尽可能与厂内供配电设备共用，即靠近总降压变电所。自备电厂发电量应就地使用，故厂址尽可能靠近用电负荷大的用户。

综上所述，自备电厂厂址位置，要根据钢铁厂的总图布置情况，从全才厂的运输系统，高炉煤气系统，给排水系统以及全厂供配电系统设计的合理性统筹考虑。 自备电厂的接线

钢铁厂内的自备电厂必须与电力系统并网运行，这是因为； （1） 发电机只能带基本稳定负荷，因为孤立运行发电机不能承受大的冲击负荷。 （2） 孤立运行的发电机不稳定，会频繁出现不正常运行状态。 （3） 孤立运行发电机很难在高效率状态下运行。

自备电厂与系统连接的要求

自备电厂与系统的连接必须满足发电机母线上负荷最小时，能将剩余功率送入系统，而当发电机输出功率不能满足母线上最大负荷需要时，可以从电网取得电力，除此以外还要满足以下三点：

（1） 确保自备电厂作为电力系统事故时铁厂保安电源的作用。

（2） 确保自备电厂发电机作为一般无功和冲击无功补偿源的作用，从而提高电能质量

水平。

（3） 自备电厂建设费用和运行费用最低。

自备电厂发电机电压母线接线 7．4．3．1发电机额定电压的选择

发电机额定电压，根据钢铁厂的供电电压等级可采用6.3KV或10.5KV 7．4．3．2 发电机电压母线的接线

发电机容量在12MW以下时，发电机电压母线一般采用单母线，当安装两台及以上的机组时，采用单母线分段接线。

发电机容量为6~12MW的自备电厂，如果为了限制短路电流需设电抗器时，应避免在用户出线上装电抗器，一般将电抗器装在分段回路中，

发电机容量为25MW及以上且出线回路较多时，一般采用双母线接线。如采用分裂电抗器，一般采用单母线如下图：发电机经一组分裂电抗器向负荷配电母线供电。

自备电厂容量确定

自备电厂容量根据以下因素选择：

（1） 保安负荷用量。在大、中型企业，保安负荷可取最大计算负荷的15~20%自备电厂

发电机容量选择应保证满足保安负荷的需要。例如全厂计算负荷为52MW时，自备电厂容量即为100MW。

（2） 钢铁厂内剩余煤气及废热蒸汽，从节约能源，环境保护等方面的要求，希望能

把剩余煤气全部回收，按照高炉煤气供给量来决定。电厂总容量。例如高炉煤气量为842ⅹ103m3/h,总发热量2784976MJ/h 每kw·h热耗9.6MJ/kw·h, 混烧比为65%时，发电机总发电量，2784976/9.6ⅹ0.65=446868.8kw≈447MW

发电机容量可为3ⅹ250MW，当检修一台机组时， 运行500MW，可充分利用回收煤气，正常不会发生放散煤气的现象。

（3） 根据钢铁厂的实际需要，自备电厂发电机容量根据钢铁厂实际所需电量及电力系统

能供给钢铁厂的电量两者之间的差额，考虑一定的备用量来决定。 自备电厂容量确定后，其机组台数和单机容量应考虑以下几点；

（1） 考虑系统的稳定，单机容量不宜超过所在电力系统总容量的5~7%，如当系统总

容量为6000MW时， 最大的单台机组容量不宜超过300~400MW，具体多大，视电力系统稳定情况而定。

（2） 根据钢铁厂分期建设及自备电厂建设工期配合的需要。为配合钢铁厂高炉投产的

需要。自备发电机组应在高炉投产前半年投入运行。因此，在自备电厂的建设进度赶不上高炉投产的进度时， 可先建设小容量的发电机组，使其适应钢铁厂分阶段建设的需要。

（3） 根据机组检修周期确定机组数量。在正常情况下，应有两台机组处于运行状态，

一提高对钢铁厂供电的可靠性，每台发电机组每年都有大约40天左右的检修期，如考虑发电机检修，设置三台以上的发电机最好。

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