200m 2 燒結(jié)機(jī)煙氣余熱利用改造設(shè)計(jì)方案

1、 冶金之家網(wǎng)站200m2燒結(jié)機(jī)煙氣余熱利用改造設(shè)計(jì)方案杜衛(wèi)軍（山西冶金工程技術(shù)有限公司，山西 太原 030001）摘 要：通過首鋼長治鋼鐵有限公司200 m2燒結(jié)機(jī)煙氣余熱利用改造設(shè)計(jì)方案討論，達(dá)到清潔生產(chǎn)，節(jié)能增效，環(huán)保生產(chǎn)目標(biāo)。關(guān) 鍵 詞：燒結(jié)機(jī)；煙氣余熱；設(shè)計(jì)；節(jié)能；環(huán)保首鋼長治鋼鐵有限公司200 m2燒結(jié)機(jī)煙氣余熱利用項(xiàng)目改造由首鋼長治鋼鐵有限公司委托山西冶金工程技術(shù)有限公司進(jìn)行。本人擔(dān)任主要設(shè)計(jì)工作。在冶金行業(yè)中，燒結(jié)工序能耗占第二位，占總能耗的10%左右。并且我國燒結(jié)工序的現(xiàn)狀能耗與國際先進(jìn)水平存在較大的距離，每噸燒結(jié)礦的平均能耗要高20 kg標(biāo)準(zhǔn)煤。燒結(jié)機(jī)余熱回收主要從兩方面著手

2、：主要是燒結(jié)機(jī)尾煙氣余熱的回收，其次是燒結(jié)礦料在環(huán)冷機(jī)前段空冷時的煙氣余熱回收。這兩部分余熱所含熱量約占燒結(jié)總能耗的50%左右。燒結(jié)工序是高爐礦料入爐前的準(zhǔn)備工序。有塊狀燒結(jié)和球團(tuán)燒結(jié)兩種工藝。兩種燒結(jié)過程都要消耗大量的能源。目前，用于回收燒結(jié)廢氣余熱主要常用的方式有：利用余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，用于生產(chǎn)或生活；用于燒結(jié)機(jī)助燃空氣的預(yù)熱；將余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽通過透平及其他裝置轉(zhuǎn)換成電力；將煙氣直接用于加熱球團(tuán)，提高物料入爐溫度。燒結(jié)余熱回收設(shè)備可分為四個種類：環(huán)形冷卻機(jī)煙氣余熱回收裝置、冷卻機(jī)氣體進(jìn)燒結(jié)機(jī)氣體循環(huán)余熱回收裝置、燒結(jié)機(jī)余熱回收換能（發(fā)電）裝置和冷卻機(jī)煙氣加熱燒結(jié)機(jī)物料回收裝置1。目前，

3、燒結(jié)余熱是我國重點(diǎn)應(yīng)用低溫余熱資源。余熱回收利用是燒結(jié)生產(chǎn)節(jié)能減排、實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的必行之路。1 設(shè)計(jì)參數(shù)和技術(shù)原則1）設(shè)計(jì)參數(shù)（由廠家提供）。200 m2燒結(jié)機(jī)，環(huán)冷機(jī)第一段參數(shù)：爐罩煙氣量為240000nm3/h（工況）；煙氣溫度為320550；熱廢氣含塵量不大于8g/m3。2）技術(shù)原則。為降低工程投資，本項(xiàng)目將以國內(nèi)成熟的工藝設(shè)備和技術(shù)為主，以確保總體工藝生產(chǎn)線的先進(jìn)性和可靠性；設(shè)計(jì)工藝流程最短，工序銜接緊湊，用地合理的平面布置；項(xiàng)目各項(xiàng)指標(biāo)確保技術(shù)方案中各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)符合國家、行業(yè)和地區(qū)的有關(guān)規(guī)定。2 現(xiàn)狀及改造效果1）燒結(jié)煙氣排放現(xiàn)狀。 首鋼長治鋼鐵有限公司現(xiàn)有200 m2燒結(jié)機(jī)，煙

4、氣經(jīng)過機(jī)頭、機(jī)尾兩道除塵工序，到達(dá)環(huán)冷機(jī)內(nèi)煙氣含塵量極低，經(jīng)環(huán)冷機(jī)上的煙囪排放。大量的熱能直接散發(fā)到大氣中，造成了能源的浪費(fèi)。 基本工藝及煙氣排放溫度見圖1。2）本方案擬實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。利用環(huán)冷機(jī)第一冷卻段余熱產(chǎn)生蒸汽，一部分用于燒結(jié)礦料預(yù)熱，一部分并入蒸汽管網(wǎng)：廢氣溫度降至220 ；產(chǎn)汽量為8.5 t/h；蒸汽壓力為0.9 mpa；總回收熱為6370 kwh。3 余熱鍋爐換熱器比選國內(nèi)余熱鍋爐技術(shù)特點(diǎn)。國內(nèi)煙氣余熱利用技術(shù)中核心設(shè)備余熱鍋爐換熱器的類別主要有殼管式換熱器、板式換熱器、熱管換熱器等，其技術(shù)性能及特點(diǎn)見下頁表1。本方案采用余熱鍋爐換熱器采用熱管式換熱器，簡稱熱管余熱鍋爐。4 技術(shù)改造

5、方在燒結(jié)生產(chǎn)過程中，從機(jī)尾翻卸下的紅熱燒結(jié)礦經(jīng)單輥破碎機(jī)破碎后通過溜槽布到環(huán)冷機(jī)的臺車上。進(jìn)臺車的礦溫約在 500 左右，為保證出礦溫度低于1500 ，燒結(jié)環(huán)冷機(jī)四周布置3臺鼓風(fēng)機(jī)通過鼓風(fēng)進(jìn)行熱交換。 本方案設(shè)計(jì)是將吸熱后的煙氣引出環(huán)冷機(jī)，一部分進(jìn)入蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生蒸汽，一部分通過管道輸送到燒結(jié)機(jī)頭保溫段。4.1 燒結(jié)余熱回收系統(tǒng)工藝流程將環(huán)冷機(jī)原有煙囪密封處理，然后在環(huán)冷機(jī)上部增設(shè)鋼結(jié)構(gòu)支架，安裝水預(yù)熱器、過熱器、熱管蒸汽發(fā)生器。將蒸汽發(fā)生器和環(huán)冷機(jī)之間加設(shè)連接煙道。蒸汽發(fā)生器上部架設(shè)煙囪，對空放散空氣。在另一段密封罩上，采用管道將高溫?zé)煔廨斔偷綗Y(jié)機(jī)保溫段。自來水經(jīng)軟化器軟化后進(jìn)入軟水箱用軟

6、水泵加壓后進(jìn)入汽包下部補(bǔ)水口，汽包內(nèi)的軟水由下降管輸送到預(yù)熱器加熱至185 的飽和水后供給到熱管蒸發(fā)器，高溫?zé)煔獾臒崃坑蔁峁軅鳠崴讉鹘o的飽和水，并使其汽化，所產(chǎn)蒸汽（汽、水混合物）經(jīng)蒸汽上升管達(dá)到汽包，經(jīng)集中分離后再經(jīng)蒸氣主控閥輸出。4.2 熱管式余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)和原理余熱鍋爐是一種用于回收利用各種煙氣余熱的鍋爐。本方案選擇的余熱鍋爐由換熱器、預(yù)熱器、過熱器、汽包、上升管、下降管組成，其中換熱器采用的是熱管式蒸汽發(fā)生器。熱管式蒸汽發(fā)生器是由于若干根特殊的熱管元件組合而成。熱管式蒸汽發(fā)生器2。熱管式蒸汽發(fā)生器是由于若干根特殊材料的熱管單元組合而成。熱管的受熱段置于煙道內(nèi)，熱風(fēng)橫向通過熱管的受熱段

7、，熱管的放熱段通入水汽混合系統(tǒng)中。由于熱管的存在使得該水汽系統(tǒng)的受熱及循環(huán)系統(tǒng)和熱源安全分離而獨(dú)立存在煙道之外，水汽系統(tǒng)不受熱流體的直接沖擊。簡明結(jié)構(gòu)圖見圖2。該設(shè)備技術(shù)特點(diǎn)：采用熱管作為導(dǎo)熱部件，熱管和汽包產(chǎn)汽環(huán)管部分分離，整個水汽系統(tǒng)的熱量轉(zhuǎn)換和熱流體隔離裝置單獨(dú)存在于煙道以外，這就使本裝置區(qū)別于普通余熱鍋爐；設(shè)備中每根余熱回收管之間相互獨(dú)立，換熱載體與蒸汽發(fā)生區(qū)互相隔離，即使部分熱管受損，也不影響整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行。設(shè)計(jì)時為優(yōu)化調(diào)節(jié)和控制壁溫，可調(diào)節(jié)熱管兩端的換熱面積，避免低溫酸露點(diǎn)腐蝕；使用、維護(hù)簡潔方便、運(yùn)行可靠，整個系統(tǒng)的熱量交換過程基本不需要外界動力。總之，用熱管余熱產(chǎn)生蒸氣裝置回收燒結(jié)煙氣余熱，技術(shù)成熟、裝置體積小、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠等特點(diǎn)。4.3 燒結(jié)機(jī)余熱利用系統(tǒng)主要設(shè)備燒結(jié)機(jī)余熱利用系統(tǒng)主要設(shè)備為熱管式余熱鍋爐、補(bǔ)水泵、導(dǎo)煙管、煙囪等5 結(jié)語首鋼長治鋼鐵有限公司200 m2燒結(jié)機(jī)安裝熱管余熱鍋爐利用系統(tǒng)后，不影響燒結(jié)生產(chǎn)工藝；總投資約418.1萬元；每小時產(chǎn)生0.9 mpa蒸汽 8.5 t；每年按運(yùn)行7920 h計(jì)算可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤6546.53 t；每年可節(jié)約煤炭1.55萬t，經(jīng)濟(jì)效益3319.37萬元。由此，首鋼長治鋼鐵有限公司200 m2燒結(jié)機(jī)余熱利用