一种自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法及系统的制作方法
一种自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及钢铁企业自备电厂技术领域，特别是指一种自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法及系统。
【背景技术】
[0002]在钢铁冶金生产工艺中，多个环节会生产煤气，包括:炼焦过程产生的焦炉煤气，热值16800-18900kJ/m3 ;炼铁过程产生的高炉煤气，热值3349_4187kJ/m3 ;以及炼钢过程产生的转炉煤气，热值6800-10000kJ/m3。这些煤气除了用于满足钢铁生产流程中工艺用气，剩余部分为钢铁企业的副产气，一般用于自备电厂发电。
[0003]近十年来，国内大型钢铁企业几乎都已经建成了煤气发电装置，将焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气混合后输送至煤气发电装置发电，例如宝钢300MW煤气自备电厂发电机，首钢5(MW的煤气自备电厂发电机，唐钢25丽煤气自备电厂发电机等。除煤气发电装置发电夕卜，企业所需电量的不足部分由外部电网补给，以满足工艺动力、照明需求。因此，煤气自备电厂发电机组运行后可减小企业对外部电网电量的需求，起到节能降耗，降低企业的生产成本的作用。
[0004]目前，由于白天和夜间对电网供电的需求不平衡，工业用电电价已采取了峰谷电差额电价供给的方式。白天对电网供电的需求大，为峰电期或平电期，电价高；而夜间对电网供电的需求量小、为谷电期，电价低。谷电期的电价一般为峰电期电价的1/3左右甚至更低，造成钢铁企业峰电期生产用电成本高于谷电期生产用电成本。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法及系统，充分利用国家电网供电的峰谷电价差，降低企业用电成本。
[0006]为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法，包括:
[0007]在谷电期，利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中；
[0008]在峰电期，利用谷电期煤气柜中存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至释放高热值煤气置换出来的煤气柜中。
[0009]可选地，所述煤气柜包括:企业原有的煤气柜和新增的煤气柜；
[0010]所述煤气柜与自备电厂发电机煤气管道并联；
[0011]所述煤气柜与焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道以及混合煤气管道连接;
[0012]所述高热值煤气包括:高热值的焦炉煤气和次高热值的转炉煤气。
[0013]可选地，所述煤气柜中的煤气采用依次、交替置换的运行方式，所述煤气柜不少于两个，所述煤气柜内煤气的交替置换过程由焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道上阀门控制；
[0014]所述方法还包括:
[0015]所述煤气柜按煤气种类独立运行，不同种类煤气不在同一煤气柜中进行置换，不同种类煤气的煤气柜采用不互相掺混的运行模式，所述煤气柜不少于三个，所述煤气柜内煤气的置换过程由焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道上阀门控制。
[0016]可选地，所述在谷电期，利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中包括:
[0017]当进入谷电期时，将煤气柜中存储的低热值高炉煤气并入自备电厂发电机煤气管道用于发电；
[0018]当自备电厂发电机的发电量不能满足企业用电时，不足部分由国家电网补充；
[0019]在谷电期结束前，依次将释放高炉煤气置换出的煤气柜置换为高热值的焦炉煤气，若当天焦炉煤气量不足以充满所有置换出的煤气柜时，补充存储次高热值的转炉煤气。
[0020]可选地，所述在峰电期，利用谷电期煤气柜中存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至释放高热值煤气置换出来的煤气柜中包括:
[0021]当进入峰电期时，将煤气柜中存储的高热值煤气并入自备电厂发电机煤气管道用于发电；
[0022]在峰电期结束前，当煤气柜内所存储的高热值煤气用尽时，依次将释放高热值煤气置换出的煤气柜置换为低热值的高炉煤气。
[0023]本发明实施例还提供一种自备电厂燃烧冶金煤气的发电系统，包括:
[0024]低热值煤气发电单元，用于在谷电期，利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中；
[0025]高热值煤气发电单元，用于在峰电期，利用谷电期所存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至煤气柜中。
[0026]可选地，所述煤气柜包括:企业原有的煤气柜和新增的煤气柜；
[0027]所述煤气柜与自备电厂发电机煤气管道并联；
[0028]所述煤气柜与焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道以及混合煤气管道连接;
[0029]所述高热值煤气包括:高热值的焦炉煤气和次高热值的转炉煤气。
[0030]可选地，所述煤气柜中的煤气采用依次、交替置换的运行方式，所述煤气柜不少于两个，所述煤气柜内煤气的交替置换过程由焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道上阀门控制；
[0031]所述系统还包括:
[0032]所述煤气柜也可按煤气种类独立运行，不同种类煤气不在同一煤气柜中进行置换，不同种类煤气的煤气柜采用不互相掺混的运行模式，所述煤气柜不少于三个，所述煤气柜内煤气的置换过程由焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道上阀门控制。
[0033]可选地，所述低热值煤气发电单元包括:
[0034]低热值煤气发电模块，用于当进入谷电期时，将煤气柜中存储的低热值高炉煤气并入自备电厂发电机煤气管道用于发电，且当自备电厂发电机的发电量不能满足企业用电时，不足部分由国家电网补充；
[0035]存储高热值煤气模块，用于在谷电期结束前，依次将释放高炉煤气置换出的煤气柜置换为高热值的焦炉煤气，若当天焦炉煤气量不足以充满所有置换出的煤气柜时，补充存储次高热值的转炉煤气。
[0036]可选地，所述高热值煤气发电单元包括:
[0037]高热值煤气发电模块，用于当进入峰电期时，将煤气柜中存储的高热值煤气并入自备电厂发电机煤气管道用于发电；
[0038]低热值煤气存储模块，用于在峰电期结束前，当煤气柜内所存储的高热值煤气用尽时，依次将释放高热值煤气置换出的煤气柜置换为低热值的高炉煤气。
[0039]本发明的上述技术方案的有益效果如下:
[0040]上述方案中，在谷电期，通过利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中；在峰电期，利用谷电期煤气柜中存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至释放高热值煤 气置换出来的煤气柜中。这样，在谷电期，最大限度地减少自备电站的发电量，并最大限度地利用国家电网的谷电，同时最大限度地存储高热值煤气；在峰电期，最大限度地使用谷电期所存储的高热值煤气提高企业自备电厂的发电量，最大限度地减少峰电期企业向国家电网的购电量，能够在不改变自备电厂煤气消耗总量的情况下，充分利用国家电网供电的峰谷电价差，降低钢铁冶金企业的用电成本，并提高电力企业谷电期的发电效率，节约能耗，减小排放，对国家电网起到消峰增谷作用。
【附图说明】
[0041]图1为本发明实施例提供的自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法的方法流程图；
[0042]图2为本发明实施例提供的煤气柜与自备电厂发电机的连接关系图；
[0043]图3为本发明实施例提供的自备电厂燃烧冶金煤气的发电系统的结构流程图；
[0044]图4为图3中101的详细结构流程图。
【具体实施方式】
[0045]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0046]本发明针对现有的钢铁企业峰电期生产用电成本高于谷电期生产用电成本的问题，提供一种自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法及系统。
[0047]实施例一
[0048]参看图1所示，本发明实施例提供的自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法，包括:
[0049]S101，在谷电期，利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中；
[0050]S102，在峰电期，利用谷电期煤气柜中存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至释放高热值煤气置换出来的煤气柜中。
[0051]本发明实施例所述的自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法，在谷电期，通过利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中；在峰电期，利用谷电期煤气柜中存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至释放高热值煤气置换出来的煤气柜中。这样，在谷电期，最大限度地减少自备电站的发电量，并最大限度地利用国家电网的谷电，同时最大限度地存储高热值煤气；在峰电期，最大限度地使用谷电期所存储的高热值煤气提高企业自备电厂的发电量，最大限度地减少峰电期企业向国家电网的购电量，能够在不改变自备电厂煤气消耗总量的情况下，充分利用国家电网供电的峰谷电价差，降低钢铁冶金企业的用电成本，并提高电力企业谷电期的发电效率，节约能耗，减小排放，对国家电网起到消峰增谷作用。
[0052]在前述自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法的【具体实施方式】中，可选地，所述煤气柜包括:企业原有的煤气柜和新增的煤气柜；
[0053]所述煤气柜与自备电厂发电机煤气管道并联；
[0054]所述煤气柜与焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道以及混合煤气管道连接;
[0055]所述高热值煤气包括:高热值的焦炉煤气和次高热值的转炉煤气。
[0056]在前述自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法的【具体实施方式】中，可选地，所述煤气柜中的煤气采用依次、交替置换的运行方式，所述煤气柜不少于两个，所述煤气柜内煤气的交替置换过程由焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道上阀门控制；
[0057]所述方法还包括:
[0058]所述煤气柜按煤气种类独立运行，不同种类煤气不在同一煤气柜中进行置换，不同种类煤气的煤气柜采用不互相掺混的运行模式，所述煤气柜不少于三个，所述煤气柜内煤气的置换过程由焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道上阀门控制。
[0059]本发明实施例提供的发电方法，不会影响现有的冶金工艺，不需增减原有的发电装置，只需在现有流程的基础上增加煤气柜，当煤气柜中的煤气采用依次、交替置换的运行方式时，所述煤气柜不少于两个。同时，本发明的普及应用还可提高电力企业谷电期的发电效率，节约能耗、减小排放，并对国家电网起到消谷调峰作用。
[0060]参看图2所示，本发明实施例中，在自备电厂发电机煤气管道并联煤气柜，所述煤气柜与焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道以及混合煤气管道连接，为最大限度地存储高热值煤气，所述煤气柜中的煤气采用依次、交替置换的运行方式，所述煤气柜内煤气的交替置换过程由焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道上阀门控制。
[0061]本发明实施例中，为最大限度地存储高热值煤气，所述煤气柜中的煤气不仅可以采用依次、交替置换的运行方式，还能够通过多建煤气柜，使得焦炉煤气柜、转炉煤气柜和高炉煤气柜独立使用，不同种类煤气不在同一煤气柜中进行置换，各煤气柜焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气采用不互相掺混的运行模式，此时，所述煤气柜不少于三个。例如，高炉煤气柜只用于置换高炉煤气，焦炉煤气柜只用于置换焦炉煤气、转炉煤气柜只用于置换转炉煤气。这样，在谷电期，使用高炉煤气柜中峰电期存储的低热值高炉煤气发电，置换出的焦炉煤气柜依次充入高热值焦炉煤气，置换出的转炉煤气柜依次充入转炉煤气；在峰电期，使用煤气柜中谷电期存储的高热值焦炉煤气和次高热值的转炉煤气发电，置换出的高炉煤气柜依次充入低热值高炉煤气。本发明能够在不影响工艺生产的前提下，充分利用国家电网供电的峰谷电价差，减少峰电期的钢铁冶金企业从国家电网的购电量，降低企业的用电成本，从而降低企业的生产和运行成本。
[0062]在前述自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法的【具体实施方式】中，可选地，所述在谷电期，利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中包括:
[0063]当进入谷电期时，将煤气柜中存储的低热值高炉煤气并入自备电厂发电机煤气管道用于发电；
[0064]当自备电厂发电机的发电量不能满足企业用电时，不足部分由国家电网补充；
[0065]在谷电期结束前，依次将释放高炉煤气置换出的煤气柜置换为高热值的焦炉煤气，若当天焦炉煤气量不足以充满所有置换出的煤气柜时，补充存储次高热值的转炉煤气。
[0066]本发明实施例中，为最大限度地存储高热值煤气，在谷电期企业自备电厂发电机少使用或不使用高热值煤气，企业所需电量的不足部分由电网补充。
[0067]本发明实施例中，当进入谷电期时，使用煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，企业自备电厂低负荷运行，高热值煤气不再用于发电，当煤气柜中的煤气采用依次、交替置换的运行方式时，而是将其依次存储于释放高炉煤气置换出的煤气柜中，优先存储高热值的焦炉煤气；谷电期自备电厂发电机发电量减小，若此时企业供电量不足，则向国家电网购电，谷电期结束前，依次将煤气柜充满焦炉煤气，若当天焦炉煤气量不足以充满所有置换出的煤气柜时，补充存储次高热值的转炉煤气。这样，在谷电期，充分利用国家电网供电的峰谷电价差 ，最大限度地减少自备电站的发电量，并最大限度地利用国家电网的谷电，同时最大限度地存储高热值煤气为峰电期提高企业自备电厂的发电量做准备，能够提高电力企业谷电期的发电效率，节约能耗，减小排放，对国家电网起到消峰增谷作用。
[0068]在前述自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法的【具体实施方式】中，可选地，所述在峰电期，利用谷电期煤气柜中存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至释放高热值煤气置换出来的煤气柜中包括:
[0069]当进入峰电期时，将煤气柜中存储的高热值煤气并入自备电厂发电机煤气管道用于发电；
[0070]在峰电期结束前，当煤气柜内所存储的高热值煤气用尽时，依次将释放高热值煤气置换出的煤气柜置换为低热值的高炉煤气。
[0071]本发明实施例中，当进入峰电期时，将煤气柜内所存储的高热值煤气并入自备电厂发电机煤气管道，自备电厂发电机高负荷运行，从而减少峰电期向国家电网的购电量。峰电期间，将煤气柜内所存储的高热值焦炉煤气用尽，当煤气柜中的煤气采用依次、交替置换的运行方式时，依次将释放高热值煤气置换出的煤气柜置换为低热值的高炉煤气。这样，在峰电期，充分利用国家电网供电的峰谷电价差，最大限度地使用谷电期所存储的高热值煤气提高企业自备电厂的发电量，最大限度地减少峰电期企业向国家电网的购电量，能够在不改变自备电厂煤气消耗总量的情况下，降低钢铁冶金企业的用电成本。
[0072]本发明实施例中，以河北钢铁邯钢西区为例，目前邯钢西区每天电价分为峰、平、谷3档，各8个小时。峰电期间电价0.7642元/度，平电期间电价0.5171元/度，而谷电期间电价0.2701元/度。在保证焦化、炼钢、热轧等单位生产后，有高炉煤气43.6万m3/h、焦炉煤气0.9万m3/h、转炉煤气2.8万m3/h用于发电。现有的煤气柜包括:20万m3高炉煤气柜I个、10万m3焦炉煤气柜I个、10万m3和15万m3转炉煤气柜各I个，共55万m3 ο现新增10万m3煤气柜I个，与自备电厂发电机煤气管道并联，煤气柜分别与焦炉煤气管、高炉煤气管、转炉煤气管以及煤气混合后的管道连接，项目设备总投资约人民币1750万元。
[0073]在谷电和平电期间(共16h/天)，将所有煤气柜(65万m3)内的低热值高炉煤气置换为焦炉煤气和转炉煤气，且优先储存焦炉煤气。煤气柜容积使用率为85 %，则在谷电和平电期间，可存储14.4万m3焦炉煤气和40.85万m3转炉煤气。
[0074]本发明实施例中，在峰电期，用低热值的高炉煤气置换焦炉煤气和转炉煤气，将存储的14.4万m3焦炉煤气和40.85万m3转炉煤气用于峰电期发电。焦炉煤气热值为17500k J/m3、转炉煤气热值8000k J/m3、高炉煤气热值为3800k J/m3，自备电厂发电效率40%，则峰电期自备电厂可多发电40.98万度，峰电期购电节省金额为31.32万元。由于高热值焦炉煤气和转炉煤气的储存，会引起谷电和平电期间自备电厂发电量减少，即谷电和平电期间各少发电20.49万度。若这部分电量全部由国家电网购电补充，购电花费为16.13万元。即每天净节省购电成本15.19万元，约115天可收回投资资金。本发明利用煤气柜内的焦炉煤气和转炉煤气与低热值高炉煤气的交替置换，使得企业自备电厂峰电期能高负荷运行，调节企业峰谷电期间向国家电网的购电比例。本发明在不改变自备电厂煤气消耗总量的情况下，可减少企业的用电成本。
[0075]本发明实施例中，在峰电期，不用低热值高炉煤气置换焦炉煤气和4转炉煤气，而将煤气柜中的14.4万m3焦炉煤气和40.85万m3转炉煤气用于发电(峰电期结束后煤气柜内无可用气体)，则峰电期自备电厂可多发电64.31万度，峰电期购电节省金额为49.14万元。相应地，谷电和平电期间各少发电32.16万度。这部分电量全部由国家电网购电补充，购电花费为25.3万元。即每天净节省购电成本23.8万元，约74天可收回投资资金。
[0076]实施例二
[0077]本发明还提供一种自备电厂燃烧冶金煤气的发电系统的【具体实施方式】，由于本发明提供的自备电厂燃烧冶金煤气的发电系统与前述自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法的【具体实施方式】相对应，该自备电厂燃烧冶金煤气的发电系统可以通过执行上述方法【具体实施方式】中的流程步骤来实现本发明的目的，因此上述自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法【具体实施方式】中的解释说明，也适用于本发明提供的自备电厂燃烧冶金煤气的发电系统的【具体实施方式】，在本发明以下的【具体实施方式】中将不再赘述。
[0078]参看图3所示，本发明实施例还提供一种自备电厂燃烧冶金煤气的发电系统，包括:
[0079]低热值煤气发电单元101，用于在谷电期，利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中；
[0080]高热值煤气发电单元102，用于在峰电期，利用谷电期所存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至煤气柜中。
[0081]本发明实施例所述的自备电厂燃烧冶金煤气的发电系统，在谷电期，通过利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中；在峰电期，利用谷电期煤气柜中存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至释放高热值煤气置换出来的煤气柜中。这样，在谷电期，最大限度地减少自备电站的发电量，并最大限度地利用国家电网的谷电，同时最大限度地存储高热值煤气；在峰电期，最大限度地使用谷电期所存储的高热值煤气提高企业自备电厂的发电量，最大限度地减少峰电期企业向国家电网的购电量，能够在不改变自备电厂煤气消耗总量的情况下，充分利用国家电网供电的峰谷电价差，降低钢铁冶金企业的用电成本，并提高电力企业谷电期的发电效率，节约能耗，减小排放，对国家电网起到消峰增谷作用。
[0082]在前述自备电厂燃烧冶金煤气的发电系统的【具体实施方式】中，可选地，所述煤气柜包括:企业原有的煤气柜和新增的煤气柜；
[0083]所述煤气柜与自备电厂发电机煤气管道并联；
[0084]所述煤气柜与焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道以及混合煤气管道连接;
[0085]所述高热值煤气包括:高热值的焦炉煤气和次高热值的转炉煤气。
[0086]在前述自备电厂燃烧冶金煤气的发电系统的【具体实施方式】中，可选地，所述煤气柜中的煤气采用依次、交替置换的运行方式，所述煤气柜不少于两个，所述煤气柜内煤气的交替置换过程由焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道上阀门控制；
[0087]所述系统还包括:
[0088]所述煤气柜按煤气种类独立运行，不同种类煤气不在同一煤气柜中进行置换，不同种类煤气的煤气柜采用不互相掺混的运行模式，所述煤气柜不少于三个，所 述煤气柜内煤气的置换过程由焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道上阀门控制。
[0089]参看图4所示，在前述自备电厂燃烧冶金煤气的发电系统的【具体实施方式】中，可选地，所述低热值煤气发电单元101包括:
[0090]低热值煤气发电模块1011，用于当进入谷电期时，将煤气柜中存储的低热值高炉煤气并入自备电厂发电机煤气管道用于发电，且当自备电厂发电机的发电量不能满足企业用电时，不足部分由国家电网补充；
[0091]存储高热值煤气模块1012，用于在谷电期结束前，依次将释放高炉煤气置换出的煤气柜置换为高热值的焦炉煤气，若当天焦炉煤气量不足以充满所有置换出的煤气柜时，补充存储次高热值的转炉煤气。
[0092]在前述自备电厂燃烧冶金煤气的发电系统的【具体实施方式】中，可选地，所述高热值煤气发电单元包括:
[0093]高热值煤气发电模块，用于当进入峰电期时，将煤气柜中存储的高热值煤气并入自备电厂发电机煤气管道用于发电；
[0094]低热值煤气存储模块，用于在峰电期结束前，当煤气柜内所存储的高热值煤气用尽时，依次将释放高热值煤气置换出的煤气柜置换为低热值的高炉煤气。
[0095]以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法，其特征在于，包括: 在谷电期，利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中； 在峰电期，利用谷电期煤气柜中存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至释放高热值煤气置换出来的煤气柜中。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述煤气柜包括:企业原有的煤气柜和新增的煤气柜； 所述煤气柜与自备电厂发电机煤气管道并联； 所述煤气柜与焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道以及混合煤气管道连接； 所述高热值煤气包括:高热值的焦炉煤气和次高热值的转炉煤气。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述煤气柜中的煤气采用依次、交替置换的运行方式，所述煤气柜不少于两个，所述煤气柜内煤气的交替置换过程由焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道上阀门控制； 所述方法还包括: 所述煤气柜按煤气种类独立运行，不同种类煤气不在同一煤气柜中进行置换，不同种类煤气的煤气柜采用不互相掺混的运行模式，所述煤气柜不少于三个，所述煤气柜内煤气的置换过程由焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道上阀门控制。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在谷电期，利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中包括: 当进入谷电期时，将煤气柜中存储的低热值高炉煤气并入自备电厂发电机煤气管道用于发电； 当自备电厂发电机的发电量不能满足企业用电时，不足部分由国家电网补充； 在谷电期结束前，依次将释放高炉煤气置换出的煤气柜置换为高热值的焦炉煤气，若当天焦炉煤气量不足以充满所有置换出的煤气柜时，补充存储次高热值的转炉煤气。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在峰电期，利用谷电期煤气柜中存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至释放高热值煤气置换出来的煤气柜中包括: 当进入峰电期时，将煤气柜中存储的高热值煤气并入自备电厂发电机煤气管道用于发电； 在峰电期结束前，当煤气柜内所存储的高热值煤气用尽时，依次将释放高热值煤气置换出的煤气柜置换为低热值的高炉煤气。6.一种自备电厂燃烧冶金煤气的发电系统，其特征在于，包括: 低热值煤气发电单元，用于在谷电期，利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中； 高热值煤气发电单元，用于在峰电期，利用谷电期所存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至煤气柜中。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述煤气柜包括:企业原有的煤气柜和新增的煤气柜； 所述煤气柜与自备电厂发电机煤气管道并联； 所述煤气柜与焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道以及混合煤气管道连接； 所述高热值煤气包括:高热值的焦炉煤气和次高热值的转炉煤气。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述煤气柜中的煤气采用依次、交替置换的运行方式，所述煤气柜不少于两个，所述煤气柜内煤气的交替置换过程由焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道上阀门控制； 所述系统还包括: 所述煤气柜也可按煤气种类独立运行，不同种类煤气不在同一煤气柜中进行置换，不同种类煤气的煤气柜采用不互相掺混的运行模式，所述煤气柜不少于三个，所述煤气柜内煤气的置换过程由焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道上阀门控制。9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述低热值煤气发电单元包括: 低热值煤气发电模块，用于当进入谷电期时，将煤气柜中存储的低热值高炉煤气并入自备电厂发电机煤气管道用于发电，且当自备电厂发电机的发电量不能满足企业用电时，不足部分由国家电网补充； 存储高热值煤气模块，用于在谷电期结束前，依次将释放高炉煤气置换出的煤气柜置换为高热值的焦炉煤气，若当天焦炉煤气量不足以充满所有置换出的煤气柜时，补充存储次高热值的转炉煤气。10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述高热值煤气发电单元包括: 高热值煤气发电模块，用于当进入峰电期时，将煤气柜中存储的高热值煤气并入自备电厂发电机煤气管道用于发电； 低热值煤气存储模块，用于在峰电期结束前，当煤气柜内所存储的高热值煤气用尽时，依次将释放高热值煤气置换出的煤气柜置换为低热值的高炉煤气。
【专利摘要】本发明提供一种自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法及系统，有助于降低钢铁冶金企业的用电成本。所述方法包括：在谷电期，利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中；在峰电期，利用谷电期煤气柜中存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至释放高热值煤气置换出来的煤气柜中。所述系统包括：低热值煤气发电单元，用于在谷电期，利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中；高热值煤气发电单元，用于在峰电期，利用谷电期所存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至煤气柜中。本发明适用于钢铁企业自备电厂技术领域。
【IPC分类】F27D17/00, F01K27/00
【公开号】CN104896954
【申请号】CN201510239804
【发明人】王立, 刘传平, 何坤
【申请人】北京科技大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月12日
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及钢铁企业自备电厂技术领域，特别是指一种自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法及系统。
【背景技术】
[0002]在钢铁冶金生产工艺中，多个环节会生产煤气，包括:炼焦过程产生的焦炉煤气，热值16800-18900kJ/m3 ;炼铁过程产生的高炉煤气，热值3349_4187kJ/m3 ;以及炼钢过程产生的转炉煤气，热值6800-10000kJ/m3。这些煤气除了用于满足钢铁生产流程中工艺用气，剩余部分为钢铁企业的副产气，一般用于自备电厂发电。
[0003]近十年来，国内大型钢铁企业几乎都已经建成了煤气发电装置，将焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气混合后输送至煤气发电装置发电，例如宝钢300MW煤气自备电厂发电机，首钢5(MW的煤气自备电厂发电机，唐钢25丽煤气自备电厂发电机等。除煤气发电装置发电夕卜，企业所需电量的不足部分由外部电网补给，以满足工艺动力、照明需求。因此，煤气自备电厂发电机组运行后可减小企业对外部电网电量的需求，起到节能降耗，降低企业的生产成本的作用。
[0004]目前，由于白天和夜间对电网供电的需求不平衡，工业用电电价已采取了峰谷电差额电价供给的方式。白天对电网供电的需求大，为峰电期或平电期，电价高；而夜间对电网供电的需求量小、为谷电期，电价低。谷电期的电价一般为峰电期电价的1/3左右甚至更低，造成钢铁企业峰电期生产用电成本高于谷电期生产用电成本。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法及系统，充分利用国家电网供电的峰谷电价差，降低企业用电成本。
[0006]为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法，包括:
[0007]在谷电期，利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中；
[0008]在峰电期，利用谷电期煤气柜中存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至释放高热值煤气置换出来的煤气柜中。
[0009]可选地，所述煤气柜包括:企业原有的煤气柜和新增的煤气柜；
[0010]所述煤气柜与自备电厂发电机煤气管道并联；
[0011]所述煤气柜与焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道以及混合煤气管道连接;
[0012]所述高热值煤气包括:高热值的焦炉煤气和次高热值的转炉煤气。
[0013]可选地，所述煤气柜中的煤气采用依次、交替置换的运行方式，所述煤气柜不少于两个，所述煤气柜内煤气的交替置换过程由焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道上阀门控制；
[0014]所述方法还包括:
[0015]所述煤气柜按煤气种类独立运行，不同种类煤气不在同一煤气柜中进行置换，不同种类煤气的煤气柜采用不互相掺混的运行模式，所述煤气柜不少于三个，所述煤气柜内煤气的置换过程由焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道上阀门控制。
[0016]可选地，所述在谷电期，利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中包括:
[0017]当进入谷电期时，将煤气柜中存储的低热值高炉煤气并入自备电厂发电机煤气管道用于发电；
[0018]当自备电厂发电机的发电量不能满足企业用电时，不足部分由国家电网补充；
[0019]在谷电期结束前，依次将释放高炉煤气置换出的煤气柜置换为高热值的焦炉煤气，若当天焦炉煤气量不足以充满所有置换出的煤气柜时，补充存储次高热值的转炉煤气。
[0020]可选地，所述在峰电期，利用谷电期煤气柜中存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至释放高热值煤气置换出来的煤气柜中包括:
[0021]当进入峰电期时，将煤气柜中存储的高热值煤气并入自备电厂发电机煤气管道用于发电；
[0022]在峰电期结束前，当煤气柜内所存储的高热值煤气用尽时，依次将释放高热值煤气置换出的煤气柜置换为低热值的高炉煤气。
[0023]本发明实施例还提供一种自备电厂燃烧冶金煤气的发电系统，包括:
[0024]低热值煤气发电单元，用于在谷电期，利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中；
[0025]高热值煤气发电单元，用于在峰电期，利用谷电期所存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至煤气柜中。
[0026]可选地，所述煤气柜包括:企业原有的煤气柜和新增的煤气柜；
[0027]所述煤气柜与自备电厂发电机煤气管道并联；
[0028]所述煤气柜与焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道以及混合煤气管道连接;
[0029]所述高热值煤气包括:高热值的焦炉煤气和次高热值的转炉煤气。
[0030]可选地，所述煤气柜中的煤气采用依次、交替置换的运行方式，所述煤气柜不少于两个，所述煤气柜内煤气的交替置换过程由焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道上阀门控制；
[0031]所述系统还包括:
[0032]所述煤气柜也可按煤气种类独立运行，不同种类煤气不在同一煤气柜中进行置换，不同种类煤气的煤气柜采用不互相掺混的运行模式，所述煤气柜不少于三个，所述煤气柜内煤气的置换过程由焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道上阀门控制。
[0033]可选地，所述低热值煤气发电单元包括:
[0034]低热值煤气发电模块，用于当进入谷电期时，将煤气柜中存储的低热值高炉煤气并入自备电厂发电机煤气管道用于发电，且当自备电厂发电机的发电量不能满足企业用电时，不足部分由国家电网补充；
[0035]存储高热值煤气模块，用于在谷电期结束前，依次将释放高炉煤气置换出的煤气柜置换为高热值的焦炉煤气，若当天焦炉煤气量不足以充满所有置换出的煤气柜时，补充存储次高热值的转炉煤气。
[0036]可选地，所述高热值煤气发电单元包括:
[0037]高热值煤气发电模块，用于当进入峰电期时，将煤气柜中存储的高热值煤气并入自备电厂发电机煤气管道用于发电；
[0038]低热值煤气存储模块，用于在峰电期结束前，当煤气柜内所存储的高热值煤气用尽时，依次将释放高热值煤气置换出的煤气柜置换为低热值的高炉煤气。
[0039]本发明的上述技术方案的有益效果如下:
[0040]上述方案中，在谷电期，通过利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中；在峰电期，利用谷电期煤气柜中存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至释放高热值煤 气置换出来的煤气柜中。这样，在谷电期，最大限度地减少自备电站的发电量，并最大限度地利用国家电网的谷电，同时最大限度地存储高热值煤气；在峰电期，最大限度地使用谷电期所存储的高热值煤气提高企业自备电厂的发电量，最大限度地减少峰电期企业向国家电网的购电量，能够在不改变自备电厂煤气消耗总量的情况下，充分利用国家电网供电的峰谷电价差，降低钢铁冶金企业的用电成本，并提高电力企业谷电期的发电效率，节约能耗，减小排放，对国家电网起到消峰增谷作用。
【附图说明】
[0041]图1为本发明实施例提供的自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法的方法流程图；
[0042]图2为本发明实施例提供的煤气柜与自备电厂发电机的连接关系图；
[0043]图3为本发明实施例提供的自备电厂燃烧冶金煤气的发电系统的结构流程图；
[0044]图4为图3中101的详细结构流程图。
【具体实施方式】
[0045]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0046]本发明针对现有的钢铁企业峰电期生产用电成本高于谷电期生产用电成本的问题，提供一种自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法及系统。
[0047]实施例一
[0048]参看图1所示，本发明实施例提供的自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法，包括:
[0049]S101，在谷电期，利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中；
[0050]S102，在峰电期，利用谷电期煤气柜中存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至释放高热值煤气置换出来的煤气柜中。
[0051]本发明实施例所述的自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法，在谷电期，通过利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中；在峰电期，利用谷电期煤气柜中存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至释放高热值煤气置换出来的煤气柜中。这样，在谷电期，最大限度地减少自备电站的发电量，并最大限度地利用国家电网的谷电，同时最大限度地存储高热值煤气；在峰电期，最大限度地使用谷电期所存储的高热值煤气提高企业自备电厂的发电量，最大限度地减少峰电期企业向国家电网的购电量，能够在不改变自备电厂煤气消耗总量的情况下，充分利用国家电网供电的峰谷电价差，降低钢铁冶金企业的用电成本，并提高电力企业谷电期的发电效率，节约能耗，减小排放，对国家电网起到消峰增谷作用。
[0052]在前述自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法的【具体实施方式】中，可选地，所述煤气柜包括:企业原有的煤气柜和新增的煤气柜；
[0053]所述煤气柜与自备电厂发电机煤气管道并联；
[0054]所述煤气柜与焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道以及混合煤气管道连接;
[0055]所述高热值煤气包括:高热值的焦炉煤气和次高热值的转炉煤气。
[0056]在前述自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法的【具体实施方式】中，可选地，所述煤气柜中的煤气采用依次、交替置换的运行方式，所述煤气柜不少于两个，所述煤气柜内煤气的交替置换过程由焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道上阀门控制；
[0057]所述方法还包括:
[0058]所述煤气柜按煤气种类独立运行，不同种类煤气不在同一煤气柜中进行置换，不同种类煤气的煤气柜采用不互相掺混的运行模式，所述煤气柜不少于三个，所述煤气柜内煤气的置换过程由焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道上阀门控制。
[0059]本发明实施例提供的发电方法，不会影响现有的冶金工艺，不需增减原有的发电装置，只需在现有流程的基础上增加煤气柜，当煤气柜中的煤气采用依次、交替置换的运行方式时，所述煤气柜不少于两个。同时，本发明的普及应用还可提高电力企业谷电期的发电效率，节约能耗、减小排放，并对国家电网起到消谷调峰作用。
[0060]参看图2所示，本发明实施例中，在自备电厂发电机煤气管道并联煤气柜，所述煤气柜与焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道以及混合煤气管道连接，为最大限度地存储高热值煤气，所述煤气柜中的煤气采用依次、交替置换的运行方式，所述煤气柜内煤气的交替置换过程由焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道上阀门控制。
[0061]本发明实施例中，为最大限度地存储高热值煤气，所述煤气柜中的煤气不仅可以采用依次、交替置换的运行方式，还能够通过多建煤气柜，使得焦炉煤气柜、转炉煤气柜和高炉煤气柜独立使用，不同种类煤气不在同一煤气柜中进行置换，各煤气柜焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气采用不互相掺混的运行模式，此时，所述煤气柜不少于三个。例如，高炉煤气柜只用于置换高炉煤气，焦炉煤气柜只用于置换焦炉煤气、转炉煤气柜只用于置换转炉煤气。这样，在谷电期，使用高炉煤气柜中峰电期存储的低热值高炉煤气发电，置换出的焦炉煤气柜依次充入高热值焦炉煤气，置换出的转炉煤气柜依次充入转炉煤气；在峰电期，使用煤气柜中谷电期存储的高热值焦炉煤气和次高热值的转炉煤气发电，置换出的高炉煤气柜依次充入低热值高炉煤气。本发明能够在不影响工艺生产的前提下，充分利用国家电网供电的峰谷电价差，减少峰电期的钢铁冶金企业从国家电网的购电量，降低企业的用电成本，从而降低企业的生产和运行成本。
[0062]在前述自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法的【具体实施方式】中，可选地，所述在谷电期，利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中包括:
[0063]当进入谷电期时，将煤气柜中存储的低热值高炉煤气并入自备电厂发电机煤气管道用于发电；
[0064]当自备电厂发电机的发电量不能满足企业用电时，不足部分由国家电网补充；
[0065]在谷电期结束前，依次将释放高炉煤气置换出的煤气柜置换为高热值的焦炉煤气，若当天焦炉煤气量不足以充满所有置换出的煤气柜时，补充存储次高热值的转炉煤气。
[0066]本发明实施例中，为最大限度地存储高热值煤气，在谷电期企业自备电厂发电机少使用或不使用高热值煤气，企业所需电量的不足部分由电网补充。
[0067]本发明实施例中，当进入谷电期时，使用煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，企业自备电厂低负荷运行，高热值煤气不再用于发电，当煤气柜中的煤气采用依次、交替置换的运行方式时，而是将其依次存储于释放高炉煤气置换出的煤气柜中，优先存储高热值的焦炉煤气；谷电期自备电厂发电机发电量减小，若此时企业供电量不足，则向国家电网购电，谷电期结束前，依次将煤气柜充满焦炉煤气，若当天焦炉煤气量不足以充满所有置换出的煤气柜时，补充存储次高热值的转炉煤气。这样，在谷电期，充分利用国家电网供电的峰谷电价差 ，最大限度地减少自备电站的发电量，并最大限度地利用国家电网的谷电，同时最大限度地存储高热值煤气为峰电期提高企业自备电厂的发电量做准备，能够提高电力企业谷电期的发电效率，节约能耗，减小排放，对国家电网起到消峰增谷作用。
[0068]在前述自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法的【具体实施方式】中，可选地，所述在峰电期，利用谷电期煤气柜中存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至释放高热值煤气置换出来的煤气柜中包括:
[0069]当进入峰电期时，将煤气柜中存储的高热值煤气并入自备电厂发电机煤气管道用于发电；
[0070]在峰电期结束前，当煤气柜内所存储的高热值煤气用尽时，依次将释放高热值煤气置换出的煤气柜置换为低热值的高炉煤气。
[0071]本发明实施例中，当进入峰电期时，将煤气柜内所存储的高热值煤气并入自备电厂发电机煤气管道，自备电厂发电机高负荷运行，从而减少峰电期向国家电网的购电量。峰电期间，将煤气柜内所存储的高热值焦炉煤气用尽，当煤气柜中的煤气采用依次、交替置换的运行方式时，依次将释放高热值煤气置换出的煤气柜置换为低热值的高炉煤气。这样，在峰电期，充分利用国家电网供电的峰谷电价差，最大限度地使用谷电期所存储的高热值煤气提高企业自备电厂的发电量，最大限度地减少峰电期企业向国家电网的购电量，能够在不改变自备电厂煤气消耗总量的情况下，降低钢铁冶金企业的用电成本。
[0072]本发明实施例中，以河北钢铁邯钢西区为例，目前邯钢西区每天电价分为峰、平、谷3档，各8个小时。峰电期间电价0.7642元/度，平电期间电价0.5171元/度，而谷电期间电价0.2701元/度。在保证焦化、炼钢、热轧等单位生产后，有高炉煤气43.6万m3/h、焦炉煤气0.9万m3/h、转炉煤气2.8万m3/h用于发电。现有的煤气柜包括:20万m3高炉煤气柜I个、10万m3焦炉煤气柜I个、10万m3和15万m3转炉煤气柜各I个，共55万m3 ο现新增10万m3煤气柜I个，与自备电厂发电机煤气管道并联，煤气柜分别与焦炉煤气管、高炉煤气管、转炉煤气管以及煤气混合后的管道连接，项目设备总投资约人民币1750万元。
[0073]在谷电和平电期间(共16h/天)，将所有煤气柜(65万m3)内的低热值高炉煤气置换为焦炉煤气和转炉煤气，且优先储存焦炉煤气。煤气柜容积使用率为85 %，则在谷电和平电期间，可存储14.4万m3焦炉煤气和40.85万m3转炉煤气。
[0074]本发明实施例中，在峰电期，用低热值的高炉煤气置换焦炉煤气和转炉煤气，将存储的14.4万m3焦炉煤气和40.85万m3转炉煤气用于峰电期发电。焦炉煤气热值为17500k J/m3、转炉煤气热值8000k J/m3、高炉煤气热值为3800k J/m3，自备电厂发电效率40%，则峰电期自备电厂可多发电40.98万度，峰电期购电节省金额为31.32万元。由于高热值焦炉煤气和转炉煤气的储存，会引起谷电和平电期间自备电厂发电量减少，即谷电和平电期间各少发电20.49万度。若这部分电量全部由国家电网购电补充，购电花费为16.13万元。即每天净节省购电成本15.19万元，约115天可收回投资资金。本发明利用煤气柜内的焦炉煤气和转炉煤气与低热值高炉煤气的交替置换，使得企业自备电厂峰电期能高负荷运行，调节企业峰谷电期间向国家电网的购电比例。本发明在不改变自备电厂煤气消耗总量的情况下，可减少企业的用电成本。
[0075]本发明实施例中，在峰电期，不用低热值高炉煤气置换焦炉煤气和4转炉煤气，而将煤气柜中的14.4万m3焦炉煤气和40.85万m3转炉煤气用于发电(峰电期结束后煤气柜内无可用气体)，则峰电期自备电厂可多发电64.31万度，峰电期购电节省金额为49.14万元。相应地，谷电和平电期间各少发电32.16万度。这部分电量全部由国家电网购电补充，购电花费为25.3万元。即每天净节省购电成本23.8万元，约74天可收回投资资金。
[0076]实施例二
[0077]本发明还提供一种自备电厂燃烧冶金煤气的发电系统的【具体实施方式】，由于本发明提供的自备电厂燃烧冶金煤气的发电系统与前述自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法的【具体实施方式】相对应，该自备电厂燃烧冶金煤气的发电系统可以通过执行上述方法【具体实施方式】中的流程步骤来实现本发明的目的，因此上述自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法【具体实施方式】中的解释说明，也适用于本发明提供的自备电厂燃烧冶金煤气的发电系统的【具体实施方式】，在本发明以下的【具体实施方式】中将不再赘述。
[0078]参看图3所示，本发明实施例还提供一种自备电厂燃烧冶金煤气的发电系统，包括:
[0079]低热值煤气发电单元101，用于在谷电期，利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中；
[0080]高热值煤气发电单元102，用于在峰电期，利用谷电期所存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至煤气柜中。
[0081]本发明实施例所述的自备电厂燃烧冶金煤气的发电系统，在谷电期，通过利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中；在峰电期，利用谷电期煤气柜中存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至释放高热值煤气置换出来的煤气柜中。这样，在谷电期，最大限度地减少自备电站的发电量，并最大限度地利用国家电网的谷电，同时最大限度地存储高热值煤气；在峰电期，最大限度地使用谷电期所存储的高热值煤气提高企业自备电厂的发电量，最大限度地减少峰电期企业向国家电网的购电量，能够在不改变自备电厂煤气消耗总量的情况下，充分利用国家电网供电的峰谷电价差，降低钢铁冶金企业的用电成本，并提高电力企业谷电期的发电效率，节约能耗，减小排放，对国家电网起到消峰增谷作用。
[0082]在前述自备电厂燃烧冶金煤气的发电系统的【具体实施方式】中，可选地，所述煤气柜包括:企业原有的煤气柜和新增的煤气柜；
[0083]所述煤气柜与自备电厂发电机煤气管道并联；
[0084]所述煤气柜与焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道以及混合煤气管道连接;
[0085]所述高热值煤气包括:高热值的焦炉煤气和次高热值的转炉煤气。
[0086]在前述自备电厂燃烧冶金煤气的发电系统的【具体实施方式】中，可选地，所述煤气柜中的煤气采用依次、交替置换的运行方式，所述煤气柜不少于两个，所述煤气柜内煤气的交替置换过程由焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道上阀门控制；
[0087]所述系统还包括:
[0088]所述煤气柜按煤气种类独立运行，不同种类煤气不在同一煤气柜中进行置换，不同种类煤气的煤气柜采用不互相掺混的运行模式，所述煤气柜不少于三个，所 述煤气柜内煤气的置换过程由焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道上阀门控制。
[0089]参看图4所示，在前述自备电厂燃烧冶金煤气的发电系统的【具体实施方式】中，可选地，所述低热值煤气发电单元101包括:
[0090]低热值煤气发电模块1011，用于当进入谷电期时，将煤气柜中存储的低热值高炉煤气并入自备电厂发电机煤气管道用于发电，且当自备电厂发电机的发电量不能满足企业用电时，不足部分由国家电网补充；
[0091]存储高热值煤气模块1012，用于在谷电期结束前，依次将释放高炉煤气置换出的煤气柜置换为高热值的焦炉煤气，若当天焦炉煤气量不足以充满所有置换出的煤气柜时，补充存储次高热值的转炉煤气。
[0092]在前述自备电厂燃烧冶金煤气的发电系统的【具体实施方式】中，可选地，所述高热值煤气发电单元包括:
[0093]高热值煤气发电模块，用于当进入峰电期时，将煤气柜中存储的高热值煤气并入自备电厂发电机煤气管道用于发电；
[0094]低热值煤气存储模块，用于在峰电期结束前，当煤气柜内所存储的高热值煤气用尽时，依次将释放高热值煤气置换出的煤气柜置换为低热值的高炉煤气。
[0095]以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法，其特征在于，包括: 在谷电期，利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中； 在峰电期，利用谷电期煤气柜中存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至释放高热值煤气置换出来的煤气柜中。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述煤气柜包括:企业原有的煤气柜和新增的煤气柜； 所述煤气柜与自备电厂发电机煤气管道并联； 所述煤气柜与焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道以及混合煤气管道连接； 所述高热值煤气包括:高热值的焦炉煤气和次高热值的转炉煤气。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述煤气柜中的煤气采用依次、交替置换的运行方式，所述煤气柜不少于两个，所述煤气柜内煤气的交替置换过程由焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道上阀门控制； 所述方法还包括: 所述煤气柜按煤气种类独立运行，不同种类煤气不在同一煤气柜中进行置换，不同种类煤气的煤气柜采用不互相掺混的运行模式，所述煤气柜不少于三个，所述煤气柜内煤气的置换过程由焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道上阀门控制。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在谷电期，利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中包括: 当进入谷电期时，将煤气柜中存储的低热值高炉煤气并入自备电厂发电机煤气管道用于发电； 当自备电厂发电机的发电量不能满足企业用电时，不足部分由国家电网补充； 在谷电期结束前，依次将释放高炉煤气置换出的煤气柜置换为高热值的焦炉煤气，若当天焦炉煤气量不足以充满所有置换出的煤气柜时，补充存储次高热值的转炉煤气。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在峰电期，利用谷电期煤气柜中存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至释放高热值煤气置换出来的煤气柜中包括: 当进入峰电期时，将煤气柜中存储的高热值煤气并入自备电厂发电机煤气管道用于发电； 在峰电期结束前，当煤气柜内所存储的高热值煤气用尽时，依次将释放高热值煤气置换出的煤气柜置换为低热值的高炉煤气。6.一种自备电厂燃烧冶金煤气的发电系统，其特征在于，包括: 低热值煤气发电单元，用于在谷电期，利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中； 高热值煤气发电单元，用于在峰电期，利用谷电期所存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至煤气柜中。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述煤气柜包括:企业原有的煤气柜和新增的煤气柜； 所述煤气柜与自备电厂发电机煤气管道并联； 所述煤气柜与焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道以及混合煤气管道连接； 所述高热值煤气包括:高热值的焦炉煤气和次高热值的转炉煤气。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述煤气柜中的煤气采用依次、交替置换的运行方式，所述煤气柜不少于两个，所述煤气柜内煤气的交替置换过程由焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道上阀门控制； 所述系统还包括: 所述煤气柜也可按煤气种类独立运行，不同种类煤气不在同一煤气柜中进行置换，不同种类煤气的煤气柜采用不互相掺混的运行模式，所述煤气柜不少于三个，所述煤气柜内煤气的置换过程由焦炉煤气管道、高炉煤气管道、转炉煤气管道上阀门控制。9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述低热值煤气发电单元包括: 低热值煤气发电模块，用于当进入谷电期时，将煤气柜中存储的低热值高炉煤气并入自备电厂发电机煤气管道用于发电，且当自备电厂发电机的发电量不能满足企业用电时，不足部分由国家电网补充； 存储高热值煤气模块，用于在谷电期结束前，依次将释放高炉煤气置换出的煤气柜置换为高热值的焦炉煤气，若当天焦炉煤气量不足以充满所有置换出的煤气柜时，补充存储次高热值的转炉煤气。10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述高热值煤气发电单元包括: 高热值煤气发电模块，用于当进入峰电期时，将煤气柜中存储的高热值煤气并入自备电厂发电机煤气管道用于发电； 低热值煤气存储模块，用于在峰电期结束前，当煤气柜内所存储的高热值煤气用尽时，依次将释放高热值煤气置换出的煤气柜置换为低热值的高炉煤气。
【专利摘要】本发明提供一种自备电厂燃烧冶金煤气的发电方法及系统，有助于降低钢铁冶金企业的用电成本。所述方法包括：在谷电期，利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中；在峰电期，利用谷电期煤气柜中存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至释放高热值煤气置换出来的煤气柜中。所述系统包括：低热值煤气发电单元，用于在谷电期，利用峰电期煤气柜中存储的低热值高炉煤气发电，并将高热值煤气存储至释放高炉煤气置换出的煤气柜中；高热值煤气发电单元，用于在峰电期，利用谷电期所存储的高热值煤气发电，并将低热值的高炉煤气存储至煤气柜中。本发明适用于钢铁企业自备电厂技术领域。
【IPC分类】F27D17/00, F01K27/00
【公开号】CN104896954
【申请号】CN201510239804
【发明人】王立, 刘传平, 何坤
【申请人】北京科技大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月12日
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