2022年4月12日,中国金属学会在北京组织召开了由北京华晟智擎新能源有限公司、内蒙古华晟天朗环保新能源科技有限公司共同完成的“包钢薄板厂CSP区域加热炉烟气余热回收及自产余热饱和蒸汽综合利用”项目科技成果评价会。本次评价委员会由中国工程院院士毛新平、东北大学热能工程教授蔡九菊、首钢国际工程技术公司教授级高工江波、中冶京诚工程技术公司高级工程师吴永红和国核电力规划设计研究院有限公司教授级高工李福林等人组成。
2016年发改委发布的《十三五节能环保产业发展规划》中,对于余热能源回收利用,指出要加强有机朗肯循环发电技术攻关,推动中低品位余热余压资源回收利用。开展低品位余热利用技术开发及标准建设,使工业余热得以充分、合理利用,符合国家节能降碳增效行动要求,是钢铁行业绿色低碳发展的重要方向之一。内蒙古包钢薄板厂CSP辊底式加热炉分为两段五流,炉内温度1050-1200摄氏度,燃烧后的烟气经过空气预热器换热后通过五段的5个烟囱排出,研发该烟气余热回收系统,对节能减排、减少碳排放,意义重大。
评价委员会专家听取了项目的研制报告、用户使用报告及科技查新报告,并审查全部评价文件资料,经质询、讨论,认为该项目针对包钢薄板厂CSP生产线加热炉5个工艺段的高品位烟气余热、利用罩裙等余热置换出饱和蒸汽,通过对薄板厂用能分析,利用蒸汽轮机发电技术、ORC透平发电技术、溴化锂吸收式热泵技术、溴化锂吸收式制冷技术,综合开发利用余热,实现了低能置换高能、余热梯级高效利用、热-电-冷三联供,达到了国际先进水平。项目主要创新点如下:
1、采用标准兆瓦级轴流式透平机,装配自主研发的53A机械密封装置,热源适用范围宽,机组发电效率高;
2、研究开发了高效、上下大流通串联一体化板壳式结构的ORC预热蒸发器。工质泵采用高效离心泵,装配自主研发的53A机械密封装置,并采用工质温度控制技术,使ORC透平发电系统控制更简单、运行更平稳可靠;
3、开发了一套有机工质储罐和换热集成装置,利用压差法注入工质,保证了ORC系统有机工质的纯度,并制定了一套工质注入量的计算设计规范;
4、针对加热炉排烟温度高、每段烟气量小、烟气温度和流量波动大的特点,开发了“一泵多炉”给水控制技术、“多炉一机”蒸汽控制技术,实现了机组安全稳定运行。
项目获得专利14项(其中发明专利3项),软件著作权5项,牵头制定了《钢铁行业低品位余热有机朗肯循环(ORC)透平发电技术规范》团体标准。成果技术应用于包钢薄板厂,全程自动控制,余热发电运行安全稳定,供热、供冷可靠,经济和社会效益显著,推广应用前景广阔。