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將燒結(jié)煙氣余熱“一網(wǎng)打盡
(時間:2015-6-26 13:56:32)

燒結(jié)工序是鋼鐵生產(chǎn)工藝的重要組成部分,燒結(jié)廠是各個鋼鐵企業(yè)的耗能大戶,其所排放的熱廢氣中顯熱占有很大的比例。多年以來,國內(nèi)外對燒結(jié)余熱的回收利用進(jìn)行了大量的研究。數(shù)據(jù)顯示,燒結(jié)過程中可供利用的余熱占鋼鐵廠總熱耗的12%,其中燒結(jié)礦的余熱占8%,燒結(jié)廢氣余熱占4%,而冷卻機(jī)廢氣和燒結(jié)煙氣的顯熱約占燒結(jié)過程全部熱支出的50%。若能把這些氣體的余熱加以利用,無疑是燒結(jié)工序節(jié)能的重要途徑和發(fā)展趨勢。

在全國大力發(fā)展燒結(jié)余熱回收的現(xiàn)階段,利用現(xiàn)有技術(shù)對冷卻機(jī)的余熱進(jìn)行回收,主要集中在冷卻機(jī)廢熱煙氣的回收,采用的是單壓余熱鍋爐或者回?zé)崾诫p壓余熱鍋爐。而燒結(jié)機(jī)主抽風(fēng)機(jī)大煙道部分煙氣量較大、溫度高,但由于其灰塵較大,硫含量較高,導(dǎo)致回收難度較大,對這部分余熱進(jìn)行回收利用的企業(yè)較少。若可以對燒結(jié)工序兩個部分的余熱都進(jìn)行回收利用,可以實現(xiàn)更高的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。

燒結(jié)余熱聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備特點

采用回?zé)崾诫p壓余熱鍋爐和大煙道熱管換熱器進(jìn)行聯(lián)產(chǎn),可有效對燒結(jié)機(jī)冷卻機(jī)廢熱煙氣余熱和主抽風(fēng)機(jī)大煙道煙氣余熱進(jìn)行回收利用。

與常規(guī)余熱鍋爐相比,回?zé)崾诫p壓鍋爐有更高的換熱效率,可生產(chǎn)更多的蒸汽,同時降低鍋爐排煙溫度;回?zé)犸L(fēng)機(jī)的使用可以提高余熱鍋爐入口溫度,提高廢熱煙氣的熱值,可替換掉部分冷卻鼓風(fēng)機(jī);分段式梯度煙氣入口可以將不同溫度的熱廢氣分段利用,將余熱回收得更徹底;獨立的控制系統(tǒng)將余熱鍋爐系統(tǒng)與燒結(jié)主系統(tǒng)獨立分開,對燒結(jié)主工藝的影響降到最低;鍋爐的熱風(fēng)循環(huán)、給水系統(tǒng)和鍋爐主體的集中布置,減少了鍋爐的占地,塔式布局更節(jié)省了燒結(jié)機(jī)側(cè)的安裝空間;環(huán)冷罩上的二次加熱裝置可以進(jìn)一步提高蒸汽的品質(zhì)。

大煙道熱管換熱器的結(jié)構(gòu)采用了熱管形式,箱體采用模塊和插排方式,方便安裝和更換;采用單片式拼接組裝,可避免熱管的放熱段漏水對大煙道的影響。

大煙道熱管換熱設(shè)備比常規(guī)換熱設(shè)備更安全、可靠,可長期連續(xù)運行;傳熱效率高,熱管受熱段根據(jù)需要采用纏繞翅片來增加傳熱面積;每根熱管都是相對獨立的密閉單元,冷、熱流體均在管外流動,并由中間密封結(jié)構(gòu)將冷、熱流體完全隔開,可有效避免冷、熱流體的串流;可有效防止露點腐蝕,通過調(diào)整熱管根數(shù)或調(diào)整熱管冷、熱側(cè)的傳熱面積比,使熱管壁溫提高到露點溫度以上;可有效防止積灰,換熱器設(shè)計時能夠采用變截面形式,保證流體通過熱管換熱器時等流速流動,達(dá)到自清灰的目的;單根熱管的損壞不影響其他熱管,同時對整體換熱效果的影響也可忽略不記。

燒結(jié)余熱聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)用實例

在技術(shù)指標(biāo)方面,雙壓余熱鍋爐的循環(huán)風(fēng)機(jī)在冷卻機(jī)臺車底部可形成4000Pa的風(fēng)壓,可以替代部分冷卻鼓風(fēng)機(jī),二次加熱裝置采用不銹鋼制造能夠耐受500℃的熱風(fēng)和料礦的輻射烘烤。雙壓工藝的好處是可以分別生產(chǎn)2.06MPa和0.5MPa的過熱蒸汽,方便汽輪機(jī)的發(fā)電和廠內(nèi)生產(chǎn)自用。

作為換熱組件的熱管耐高溫可以達(dá)到450℃,長期工作可以承受400℃的溫度。熱管換熱器的壽命在3年以上,可將煙氣的溫度有效降低到200℃左右,對燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)的引風(fēng)機(jī)影響較小。

在性能指標(biāo)方面,雙壓余熱鍋爐所生產(chǎn)的余熱蒸汽壓力可以達(dá)到2.06MPa和0.5MPa,過熱蒸汽的溫度可以分別達(dá)到約340℃和200℃。余熱蒸汽的有效產(chǎn)量可以達(dá)到每百噸成品礦生產(chǎn)中、低壓蒸汽分別為10噸和4噸。

熱管換熱器所生產(chǎn)的余熱蒸汽的壓力可以達(dá)到2.06MPa,過熱蒸汽溫度可以達(dá)到約340℃,余熱蒸汽有效產(chǎn)量可以達(dá)到每百噸成品礦生產(chǎn)5噸蒸汽。

以220平方米燒結(jié)機(jī)為例,冷卻機(jī)雙壓余熱鍋爐和熱管換熱器所生產(chǎn)的中壓蒸汽分別為26t/h和14t/h,可并入燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng),投產(chǎn)發(fā)電。合計其生產(chǎn)中壓余熱蒸汽發(fā)電量約為每噸成品礦26千瓦時。另外,生產(chǎn)的低壓蒸汽約10噸可留作燒結(jié)車間自用。

燒結(jié)余熱聯(lián)產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益顯著

目前,節(jié)能減排項目是我國重點推廣的項目,燒結(jié)余熱回收技術(shù)已被大多數(shù)鋼鐵企業(yè)認(rèn)可和重視。一般鋼鐵企業(yè)都只是將冷卻機(jī)余熱回收作為主要回收項目,在燒結(jié)機(jī)大煙道采用余熱回收裝置進(jìn)行余熱利用的企業(yè)較少。主要是因為此處余熱利用的技術(shù)條件比較苛刻,大顆粒粉塵、高含硫的煙氣回收比較困難,密封條件要求較高。在這部分進(jìn)行余熱回收,其投入的資金僅為余熱回收項目總投資的20%,卻可以增加近50%的蒸汽產(chǎn)量,更能減少燒結(jié)機(jī)的高溫?zé)煔饫速M。因此,將燒結(jié)機(jī)和冷卻機(jī)的余熱聯(lián)產(chǎn)作為一個整體回收系統(tǒng),其推廣前景非常廣闊。該系統(tǒng)運行過程中除了水泵和風(fēng)機(jī)之外,基本上沒有其他的功率消耗,操作、維修簡便,所產(chǎn)蒸汽既可以并入蒸汽管網(wǎng)又可以發(fā)電。

回?zé)崾綗犸L(fēng)循環(huán)的使用可以提高生產(chǎn)蒸汽的壓力和溫度,能大幅提高蒸汽的產(chǎn)量,可以增大余熱的發(fā)電總量。同時,雙壓鍋爐的設(shè)計方案可以將單壓鍋爐不能夠利用的較低溫度的熱風(fēng)也進(jìn)行回收。該部分蒸汽除了供給發(fā)電裝置使用,還可以用來加熱燒結(jié)料礦,減少煤氣消耗。

燒結(jié)大煙道熱管換熱器的使用,可以將原來廢棄的大煙道高含塵熱煙氣進(jìn)行回收,增加近50%的蒸汽產(chǎn)量,并可以降低主抽風(fēng)機(jī)的入口溫度,保護(hù)后續(xù)的除塵器和脫硫設(shè)備,減緩設(shè)備老化。

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