ICS 77-010 H 04
YB
中华人民共和国黑色冶金行业标准
YB/T 4314—2012
矿热炉余热发电技术规范
Technical specification for submergedarc furnaceflue
gas waste heat power generation
2013-06-01实施
2012-12-28发布
中华人民共和国工业和信息化部 发布 YB/T4314—2012
目 次
前言总则
202 203 203 203 204 204 204 205 205 205 205 205 206 206 206 206 207 207 207 207 207 207 207 207 208 208 208 208
1 2
规范性引用文件 3 术语和定义 4 原理与流程： 4.1工作原理 4.2工艺流程 5 一般规定 6系统技术要求 6.1余热资源的确定 6.2热力系统及装机方案 .. 6.3构筑物与管线布置要求 7余热锅炉及系统 7.1一般规定.. 7.2余热锅炉设备 7.3余热锅炉与矿热炉的连接 8汽轮机设备及系统 8.1一般规定…. 8.2给水系统及给水泵 8.3除氧器及给水箱- 8.4凝结水系统及凝结水泵 8.5凝汽器. 9供水及水处理系统 9.1一般规定.. 9.2原水预处理及循环冷却水处理 10其他系统要求
.
..
操作与维护 12 测试与验收
11
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前言
本规范由中国钢铁工业协会提出。 本规范由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC83)归口。 本规范起草单位：青海物通（集团)实业有限公司、青海大学、冶金工业信息标准研究院、包钢（集团）
公司。
本规范主要起草人：王启明、张国为、权炳盛、王西来、仇金辉、闫青林、高建平、巩建国、徐继生、 马彦珍。
本规范为首次发布。
202 YB/T4314—2012
矿热炉余热发电技术规范
1总则 1.1为充分利用矿热炉烟气余热，提高能源利用效率，在余热发电装置设计、制造、安装、运行、维护中做到安全可靠、技术先进、降低能耗、节约投资，特制定本规范。 1.2本规范适用于新建、改建、扩建半封闭矿热炉烟气余热发电的工程设计、设备制造、安装、运行。 1.3矿热炉烟气余热发电工程环境保护和职业安全卫生，应执行国家现行有关标准和法律、法规的规定。 1.4矿热炉烟气余热发电工程设计、设备制造、安装、运行，除应符合本规范外，还应符合国家现行有关规范与标准的规定。 2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
GB10863一1989烟道式余热锅炉热工试验方法 GB50016建筑设计防火规范 GB50049 小型火力发电厂设计规范 GB50050 工业循环冷却水处理设计规范 GB50187 工业企业总平面设计规范 JB/T5341 烟道式余热锅炉技术条件 JB/T9560 烟道式余热锅炉产品型号编制方法 JB/T 9621 工业锅炉炉门型号编制方法及结构要素尺寸
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3. 1
余热利用 wasteheatrecovery 以环境温度为基准，对矿热炉生产过程排出烟气中可回收热能的利用。
3. 2
余热发电wasteheatpowergeneration 仅利用工业生产过程中排放的余热进行发电，也称纯余热发电。
3.3
热电联供 cogeneration 余热发电在生产电能的同时，还可生产热水或蒸汽供热。
3.4
半封闭矿热炉 semi-closedsubmergedarcfurnace 在集烟罩侧面设置若干个可调节开闭度的炉门，控制空气进人量的矿热炉。
3.5
保温管道pipeinsulation
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采取保温措施的管道，包括烟气保温管道和蒸汽保温管道。
3. 6
烟气余热锅炉换热器 smokewasteheatboilerheatexchanger 利用矿热炉冶炼过程排出烟气的显热生产热水、蒸汽等工质的换热装置。
3.7
清灰装置cleaningdevice 为保证正常热交换，保持锅炉受热面清洁的清理装置。
3.8
凝汽式汽轮机condensingsteamturbine 蒸汽在汽轮机本体中膨胀做功后排人凝汽器的汽轮机。
3. 9
烟气余热发电率wasteheatgenerationrate 铁合金或工业硅、电石等生产过程中用于发电的烟气显热量转化为电量与矿热炉输人功率的比率。
3. 10
余热发电系统自用电率cogenerationsystempowerconsumptionrate 烟气余热发电系统正常运转时，本身消耗的电量与系统发电量的比率。
3.11
余热发电系统运转率 cogenerationsystemoperationrate 烟气余热发电系统正常运转时间相对于矿热炉正常运转时间的比率。
4原理与流程 4.1工作原理
利用矿热炉烟气余热回收装置（余热锅炉），对烟气余热进行热交换后，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。 4.2工艺流程 4.2.1矿热炉烟气能量转换流程
烟气热能
蒸汽热能
机械能
电能
矿热炉
余热锅炉
蒸汽轮机
总降压站
发电机
4. 2.2 正压除尘烟气流程
矿热炉
保温管道
余热锅炉
预处理器
主引风机
布袋除尘器
冷却器
4.2.3 负压除尘烟气流程
矿热炉
保温管道
余热锅炉冷却器
预处理器
布袋除尘器
主引风机
+
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4.2.4冷却系统流程
冷却塔 + 凝气器
除氧器
余热锅炉
汽轮机
锅炉给水泵
5一般规定 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增加铁合金产品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余热发电建筑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：烟气余热发电率，余热发电系统自用电率小于等于8%，余热发电系统运转率大于等于95%。 5.3余热发电系统控制应采用集控系统，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适应。 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GB10863一1989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余热锅炉的保热系数应大于96%，在满足系统工艺及除尘系统要求前提下，应尽可能降低余热锅炉排烟温度。 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。 6.2热力系统及装机方案 6.2.1余热锅炉的参数依据烟气余热参数确定，依次确定蒸汽参数、汽轮机参数、发电机参数等，最终确定烟气余热发电量参数。 6.2.2当利用两台及以上矿热炉的余热时，矿热炉的余热锅炉宜一对一配置。 6.2.3以经济运行为目的，发电机组可选用1台机组或多台机组，原则宜选用容量大、热效率高的机组。 6.3构筑物与管线布置要求 6.3.1为减少烟气温度损失，矿热炉烟罩出口至余热锅炉烟气进口处管道应采取保温措施，烟气管道表面温升应不大于50K。 6.3.2当地下管线布置在路面范围以内时，管线应经技术经济比较确定直埋或设沟敷设。 6.3.3架空管线的布置 6.3.3.1尽可能利用矿热炉的建筑物（或构筑物）。
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6.3.3.2不应妨碍交通、检修及建筑物自然采光和自然通风，应做到整齐美观。 6.3.3.3架空管线宜与地下管线重叠布置。 6.3.4地下管线水平净距，地下管线、架空管线与建筑物（或构筑物）之间的水平净距，地下管线之间或地下管线与铁路、道路交叉的垂直净距，应根据工程地质、构架基础形式、检查井结构、管线埋深、管道直径和管内介质等确定，且最小净距均宜符合现行国家标准的有关规定。 6.3.5改、扩建工程中的管线综合布置，不宜妨碍现有管线的正常使用。 6.3.6主厂房各层标高的确定 6.3.6.1主控制室宜与汽轮机房运转层同一层面。 6.3.6.2除氧器水箱水位标高应保证锅炉给水泵进口在各种运行工况下的最小气蚀余量。 6.3.7主厂房的柱距和跨度应根据汽轮机容量、形式和布置方式，结合建设（包括扩建）规划容量确定，并应满足建筑设计统一模数的要求 6.3.8冷却塔或喷水池，不宜布置在室外配电装置、主厂房及主于道冬季主导风向的上风侧。 6.3.9热力管道可与半封闭矿热炉工艺管道敷设在同一管廊、管架上；当管线综合布置发生矛盾时，应按GB50187的有关规定处理。 6.3.10各建筑物（或构筑物)之间的防火间距应符合GB50016要求。 7余热锅炉及系统 7.1一般规定 7.1.1余热锅炉的蒸汽参数应经过优化后确定， 7.1.2余热锅炉与矿热炉烟尘管道系统连接时必须设置旁通管道。 7.1.3余热发电系统的设计应保证任何一台余热锅炉能从发电系统中迅速解列。 7.1.4余热锅炉应布置在烟气热源附近。 7.1.5余热锅炉的进口、出口烟风道及旁通管道上应设置可靠的控制阀门。 7.1.6余热锅炉厂房的布置方式应根据当地的室外气象条件确定，并应符合下列规定：非寒冷地区应采用露天布置；一般寒冷地区可采用露天布置，应对导压管、排污管等易冻损的部位采取伴热措施；严寒地区的余热锅炉不宜采用露天布置。 7.2余热锅炉设备 7.2.1余热锅炉系统主要由省煤器、蒸发器、过热器、汽包、清灰装置、阀门系统、监控系统等构成。 7.2.2按换热管排列方式分为立式和卧式。 7.2.3余热锅炉针对不同冶炼产品的粉尘特性，应采取防磨措施及设置相应的清灰装置。 7.2.4余热锅炉收集的粉尘应统一回收、处置。 7.2.5余热锅炉漏风系数不应大于2%。 7.2.6余热锅炉产品型号编制按JB/T9560有关规定执行。 7.2.7余热锅炉技术条件按JB/T5341有关规定执行。 7.2.8余热锅炉检查孔设置按JB/T9621有关规定执行。 7.3余热锅炉与矿热炉的连接 7.3.1余热锅炉进口、出口烟气管道应简捷顺畅、附件少、气封性高和具有较好的空气动力特性，安装耐高温、耐磨损、启闭灵活并具有远控功能的隔断阀，设置保证安全的操作及检修平台，并应符合下列规定： 7.3.1.1余热锅炉前高温烟气管道风速不宜小于18m/s。 7.3.1.2当高温烟气管道风速小于18m/s时，应设置防积灰装置。 7.3.1.3管道应设热膨胀补偿。 7.3.1.4与设备连接的管道设计应满足设备对振动、推力、荷载等要求。 206 YB/T4314—2012
7.3.1.5管道支架设置应稳妥可靠。 7.3.2余热锅炉应设置粉尘分离装置，卸灰系统宜采用双层卸灰阀，保证卸灰过程中余热锅炉本体的严密性。 8汽轮机设备及系统 8.1一般规定 8.1.1在保证矿热炉正常生产、提高热力系统整体循环热效率的前提下，根据余热资源综合参数确定余热发电机组容量。 8.1.2余热发电宜采用凝汽式机组，当有稳定热用户时，宜采用抽背或背压机组等型式。 8.1.3余热发电机组可在30%～110%负荷率的范围内运行，并宜在经济负荷上连续运行。 8.1.4当有2台或2台以上汽轮机组时，主蒸汽管道宜采用切换母管制系统， 8.1.5由多台余热锅炉构成且距离较长的蒸汽母管制系统，应设计管径较大、数量较多的自动及旁路疏水系统，以满足并炉及系统的安全性需求。 8.2给水系统及给水泵 8.2.1给水管道应采用母管制系统， 8.2.2余热锅炉给水系统应设置1台备用给水泵。 8.2.3锅炉给水泵的总容量应保证在任何1台给水泵停用时，其余给水泵的总出力，仍能满足全部锅炉额定蒸发量的110%。 8.2.4给水泵的扬程应按满足系统最大给水压力要求进行计算。 8.3除氧器及给水箱 8.3.1除氧器的总出力应按全部锅炉最大给水量确定 8.3.2每台机组宜对应设置一台除氧器；多台相同参数的除氧器可采用母管制系统。 8.3.3给水箱的总容量 8.3.3.1对于6MW及以下机组，水箱容量宜为20min～30min的锅炉最大给水消耗量。 8.3.3.2对于6MW以上机组，水箱容量宜为10min15min的锅炉最大给水消耗量。 8.3.4采用热力除氧时，除氧器及水箱应设置安全阀及排汽管道。 8.4凝结水系统及凝结水泵 8.4.1凝汽式机组的凝结水泵的台数、容量。 8.4.1.1每台凝汽式机组宜设置2台凝结水泵，每台流量宜为最大凝结水量的110%。 8.4.1.2最大凝结水量宜为下列各项之和：
a) 汽轮机最大进汽工况时的凝汽量； b): 进人凝汽器的经常补水量和经常疏水量； c) 进入热井的其他水量。
8.4.2凝结水泵的扬程应按满足凝结水系统最大给水压力要求进行计算。 8.5凝汽器 8.5.1当循环水有腐蚀性时，凝汽器的水室、管板、管束应采用耐腐蚀的材质。 8.5.2缺水地区可选用空冷式凝汽器。 9供水与水处理系统 9.1一般规定 9.1.1余热发电的供水设计应与矿热炉供水统一规划。 9.1.2技改工程的余热发电水源宜在矿热炉水源的基础上扩容。当需要另辟水源时，应符合现行国家
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