燒結煙氣余熱利用

1、4.3 400m2燒結環(huán)冷機尾部冷卻風余熱利用4.3.1 環(huán)冷機煙氣系統(tǒng)400m2燒結機余熱發(fā)電工程也是較早建成的同類項目，具備一定代表性。它采用雙壓、雙進氣、一體化除氧器、自然循環(huán)余熱鍋爐；煙氣側采用開式系統(tǒng)+串級冷卻方式，余熱鍋爐排出的煙氣直接經(jīng)引風機排至大氣，環(huán)冷機高溫段采用從低溫段煙罩收集的熱廢氣作為燒結礦的冷卻風。由于400m2燒結機規(guī)模較大，余熱鍋爐排出的煙氣量約60萬Nm3/h，溫度130，仍有可觀的可利用熱量。如果直接排放將造成很大的資源浪費。本工程擬改變原環(huán)冷機煙氣循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)方式，用原余熱鍋爐排放的煙氣代替環(huán)冷機3#煙囪收集的低溫煙氣，作為環(huán)冷機1區(qū)的冷卻風；重新核算風機

2、能力，原1區(qū)的循環(huán)風機利舊。3#煙囪收集的低溫煙氣進入新建設的熱水鍋爐產(chǎn)生熱水進行采暖供熱。環(huán)冷機的煙罩第三區(qū)段已經(jīng)進行了絕熱、密封的設計，本工程不在對第三區(qū)段的煙罩進行改造，通過環(huán)冷機的3#煙囪收集的高溫煙氣引出至余熱熱水鍋爐。3#煙囪上設置四通管道，配置電動切換蝶閥，熱水鍋爐正常工作時，打開新增的煙氣管道閥門，關閉煙囪閥門及原循環(huán)管道閥門，將煙氣導入熱水鍋爐煙道；在熱水鍋爐停止運行時，關閉煙氣進入余熱鍋爐的閥門，打開煙囪閥門，將煙氣直接排入大氣；或者打開原循環(huán)管道閥門進行原設計的煙氣循環(huán)冷卻。從環(huán)冷機3#煙囪收集的高溫煙氣進入鍋爐，在鍋爐內(nèi)充分換熱，產(chǎn)生高溫熱水。換熱后的煙氣降至90左右，

3、經(jīng)引風機后排放煙囪排入大氣。在原余熱鍋爐后煙囪上設置三通管道，配置電動切換蝶閥，如采用煙氣循環(huán)方式時，關閉煙囪閥門將余熱鍋爐換熱后的熱廢氣，通過循環(huán)風機及煙氣管道將煙氣引入環(huán)冷機一區(qū)。如采不用煙氣循環(huán)方式時，打開鍋爐后煙囪閥門，將煙氣直接排空。4.3.2環(huán)冷機煙氣量分配在保證不影響原400m2燒結余熱利用系統(tǒng)的情況下，采用合理的分區(qū)方法，盡可能多的利用環(huán)冷機三段的高溫煙氣及余熱鍋爐排放的煙氣。燒結礦的熱力學數(shù)據(jù)模型熱燒結礦平均比熱經(jīng)驗公式為：CP=0.115+0.257×10-3（T-373）-0.0125×10-5（T-373）2×4.1868式中 CP燒結礦的

4、平均比熱，單位：kJ/(kg·) T絕對溫度，單位：K。本工程計算以大氣溫度20時作為基礎，廢熱氣收集結果見表4-1。表4-1 廢煙氣收集特性項目單位數(shù)值用途高溫煙氣收集區(qū)域煙氣溫度420用于原余熱鍋爐產(chǎn)蒸汽發(fā)電煙氣流量KNm3/h275.0中溫煙氣收集區(qū)域煙氣溫度320用于原余熱鍋爐產(chǎn)蒸汽發(fā)電煙氣流量KNm3/h295.0低溫煙氣收集區(qū)域煙氣溫度170用于熱水鍋爐產(chǎn)熱水煙氣流量KNm3/h284.04.3.3 余熱收集的主要措施主要技術措施有如下幾個方面：（1）煙罩與臺車間的密封（收集區(qū)域）采用專有的剛柔性密封技術改造煙罩與臺車上緣之間的密封裝置。（2）煙罩及煙囪設置保溫層，以減少

5、輻射熱損失和對流熱損失。（3）其它漏風點的密封。4.3.4 流場優(yōu)化技術合理設計環(huán)冷機煙氣收集煙罩，消除死角，壓力均等，避免煙罩壓力偏差過大，導致局部熱風大量外漏，冷風大量內(nèi)侵，造成熱損和溫損兩種并存的缺陷。4.3.5 余熱收集系統(tǒng)如前所述，現(xiàn)有的400m2燒結冷卻余熱發(fā)電系統(tǒng)煙氣側采用串級冷卻，余熱鍋爐排出的大量煙氣余熱未得到利用。本次擬將串級冷卻系統(tǒng)改造為部分循環(huán)系統(tǒng)。具體流程見圖4-1。圖4-1：400m2燒結環(huán)冷機余熱利用流程圖該環(huán)冷機未設置1#鼓風機，而是采用的循環(huán)風機。該風機正常生產(chǎn)時自環(huán)冷煙罩3#煙囪吸取熱風，非正常情況可自大氣吸風。本次擬將現(xiàn)有的3#煙囪增設一個旁路，將該區(qū)段的

6、熱廢氣引至余熱水水鍋爐，設置電動蝶閥，以便操作切換。非采暖季節(jié)恢復原有的串級冷卻方式運行。余熱鍋爐煙囪增設兩個電蝶閥，一路至循環(huán)風機冷風吸入口，一路排至大氣。至大氣的蝶閥正常情況下部分關閉，允許余熱鍋爐排煙一部分排空、一部分至循環(huán)風機。該方式與320m2燒結冷卻余熱發(fā)電現(xiàn)有煙氣系統(tǒng)相同，在生產(chǎn)上完全可行。經(jīng)測算，廢氣收集成果見表4-2。表4-2 余熱收集特性表煙囪煙氣流量（kNm3/h）煙氣溫度（）1煙囪330.64402煙囪270.33203煙囪284.01704.3.6 余熱回收裝置該系統(tǒng)余熱回收裝置與320m2結構、類型相同，只是供熱量不同，在此不再贅述。設計壓力1.6MPa，供回水溫度

7、66.5/49，熱水循環(huán)流量約390.0t/h，供熱功率8.0MW。余熱鍋爐煙氣阻力約450Pa，排煙溫度91.5±3。余熱熱水鍋爐放水接入現(xiàn)有的余熱鍋爐排污擴容系統(tǒng)。4.3.7 廢氣排放系統(tǒng)由余熱鍋爐排出的煙氣被引風機抽吸，經(jīng)煙囪排至大氣。風機入口配置電動調(diào)節(jié)風門，風機采用變頻調(diào)速電機拖動。風機后設置鋼制煙囪一座，直徑2.6m，高度暫定40m。4.4 320 m2燒結環(huán)冷機尾部冷卻風余熱利用4.4.1帶冷機煙氣系統(tǒng)320m2燒結機余熱發(fā)電工程建成較早，為國內(nèi)第二套同類項目、國內(nèi)第一套獨立知識產(chǎn)權的燒結礦冷卻余熱發(fā)電裝置。它采用雙壓、單進氣、強制循環(huán)余熱鍋爐，煙氣采用部分循環(huán)。目前3

8、20m2燒結冷卻余熱發(fā)電系統(tǒng)僅利用了帶冷機的1#煙囪高溫段煙氣及2#煙囪部分中溫段煙氣，其余的高溫煙氣處于放空狀態(tài)，造成能源浪費和大氣的熱污染。經(jīng)實地調(diào)研和現(xiàn)場數(shù)據(jù)核算，帶冷機3#煙囪的排放的年平均溫度在220左右，該處高溫煙氣可作為優(yōu)質(zhì)采暖熱源加以利用。本工程擬對帶冷機的煙罩第三區(qū)段進行絕熱、密封、隔斷改造，收集的高溫煙氣通過帶冷機的3#煙囪引出至余熱熱水鍋爐。3#煙囪上設置三通管道，配置電動切換蝶閥，正常工作時，打開煙氣管道閥門，關閉煙囪閥門，將煙氣導入熱水鍋爐煙道；在熱水鍋爐停止運行時，關閉煙氣進入余熱鍋爐的閥門，打開煙囪閥門，將煙氣直接排入大氣。從帶冷機3#煙囪收集的高溫煙氣進入鍋爐，

9、在鍋爐內(nèi)充分換熱，產(chǎn)生高溫熱水。換熱后的煙氣降至90左右，經(jīng)引風機后排放煙囪排入大氣。具體流程見圖4-2。圖4-2：320m2燒結環(huán)冷機余熱利用流程圖4.4.2 帶冷機煙氣量分配在保證不影響原320m2燒結余熱利用系統(tǒng)的情況下，采用合理的分區(qū)方法，盡可能多的利用帶冷機三段的高溫煙氣。燒結礦的熱力學數(shù)據(jù)模型熱燒結礦平均比熱經(jīng)驗公式為：CP=0.115+0.257×10-3（T-373）-0.0125×10-5（T-373）2×4.1868式中 CP燒結礦的平均比熱，單位：kJ/(kg·) T絕對溫度，單位：K。本工程計算以大氣溫度20時作為基礎，廢熱氣收集

10、結果見表4-3。表4-3 廢煙氣收集特性項目單位數(shù)值用途高溫煙氣收集區(qū)域煙氣溫度400用于原余熱鍋爐產(chǎn)蒸汽發(fā)電煙氣流量KNm3/h393中溫煙氣收集區(qū)域煙氣溫度220用于熱水鍋爐產(chǎn)熱水煙氣流量KNm3/h2304.4.3 余熱收集采取的主要措施和流場優(yōu)化技術同400 m2燒結機余熱回收。4.4.4 320 m2余熱收集系統(tǒng)如前所述，現(xiàn)有的320m2燒結冷卻余熱發(fā)電僅利用了廢氣溫度較高煙罩區(qū)段，其余處于放空狀態(tài)，經(jīng)實地調(diào)研和測算，該廢氣可作為優(yōu)質(zhì)采暖熱源。本次擬對煙罩第三區(qū)段進行絕熱、密封、隔斷改造，收集的熱廢氣通過3#煙囪引出至余熱熱水鍋爐，作為載熱體。3#煙囪增設電動蝶閥兩套，一路去大氣，一

11、路去余熱鍋爐。非采暖季節(jié)廢氣直接排至大氣，余熱熱水鍋爐停用。新增的系統(tǒng)對現(xiàn)有的余熱發(fā)電系統(tǒng)無任何不利影響，在工藝上近乎獨立。結合現(xiàn)有余熱發(fā)電系統(tǒng)，測算余熱收集成果見表4-4。表4-4 余熱收集特性表煙囪煙氣流量（kNm3/h）煙氣溫度（）1煙囪+2煙囪393.04003煙囪230.02204.4.5 320m2余熱回收裝置采用雙集箱、立式煙道、螺旋翅片管熱水鍋爐，設計壓力1.6MPa，供回水溫度66.5/49，熱水循環(huán)流量約515.0t/h，供熱功率10.6MW。余熱鍋爐煙氣阻力約450Pa，排煙溫度91.5±3。鍋爐設置燃氣脈沖吹灰裝置，與燒結發(fā)電余熱鍋爐吹灰裝置相同，保證余熱鍋爐

12、性能長期穩(wěn)定。余熱鍋爐設有安全閥、排氣閥、放水閥等必要的附屬設施，配有完善的檢測儀表。余熱熱水鍋爐放水接入現(xiàn)有的余熱鍋爐排污擴容系統(tǒng)。4.4.6 廢氣排放系統(tǒng)由余熱鍋爐排出的煙氣被引風機抽吸，經(jīng)煙囪排至大氣。風機入口配置電動調(diào)節(jié)風門，風機采用變頻調(diào)速電機拖動。風機后設置鋼制煙囪一座，直徑2.4m，高度暫定40m。4.5 供熱系統(tǒng)4.5.1 系統(tǒng)構成本次擬將深度利用的熱廢氣合建成一個供熱站，分成兩個系統(tǒng)。每套系統(tǒng)均設置開一備一的熱水循環(huán)泵兩臺，變頻驅(qū)動；每套系統(tǒng)均設開一備一的補水定壓泵兩臺，變頻驅(qū)動；兩套系統(tǒng)合用一座補水定壓水箱。系統(tǒng)補水來自生產(chǎn)新水，送至補水箱，設置水位控制裝置及流量測量計算裝

13、置。4.5.2 供熱站本工程建設一處供熱站，分為水泵間和配電間；其中配電間設有控制室；采用單層結構。水泵間布置有4臺熱水循環(huán)泵、4臺補水定壓泵、一座補水箱和兩套加藥裝置；設有檢修所需的起重設備。4.5.3 熱力管網(wǎng)供熱站與熱用戶接口設在1750m3高爐沖渣水供熱站處，采用母管制式，供熱母管設有熱量計；設有供回水管各一條，采用架空敷設。供熱站與熱源之間采用雙供單回方式，320m2和400m2分別供水，鍋爐出水合并至一條母管，連接至泵站；管道選用螺旋焊接管，擬采用直埋方式敷設。系統(tǒng)總循環(huán)水量約900m3/h，供回水溫度設計值為65/50。供水系統(tǒng)設計壓力1.6MPa。4.6 工藝流程圖工藝流程圖見

14、圖4-3。圖4-3 工藝流程圖4.7主要設備表序號名稱規(guī)格、型號單位數(shù)量備注一能源1熱水鍋爐Q=230/220-10.6-1.6-65/5050進水 65出水，出口壓力1.2MPa，出口流量515t/h臺12熱水鍋爐Q=284/170-8.0-1.6-65/5050進水 65出水，出口壓力1.2MPa，出口流量390t/h臺13吹灰裝置套24加藥裝置1箱2泵套25循環(huán)水泵流量：520m3/h 揚程: 62mH2O耐受溫度：70臺26循環(huán)水泵流量：390m3/h 揚程: 72mH2O耐受溫度：70臺27補水泵流量：25m3/h 揚程: 55mH2O臺28補水泵流量：20m3/h 揚程: 58mH

15、2O臺29軸流風機T35-112.8臺2二燒結1引風機風機型號：Y4-73-14No28F臺12引風機風機型號：Y4-73-14No31F臺13電動蝶閥DN3000 300臺34電動蝶閥DN3700 300臺15電動蝶閥DN4000 300臺16煙氣管道膨脹節(jié)DN3000 300套27煙氣管道膨脹節(jié)DN3700 300臺1三電氣泵站區(qū)域1高壓開關柜 (含保護裝置及后臺監(jiān)控)KYN28-12臺22低壓配電屏GGD2型低壓元器件品牌為施耐德臺113干式變壓器SCB10-630/10/0.4臺24隔離開關YFN18-10R/200A Ir=100A臺25PLC柜威圖（800X600X2200）臺16

16、PLC控制系統(tǒng)西門子S7-300系列套17照明箱PZ30臺48電動葫蘆開關箱JXF3001臺19現(xiàn)場檢修箱臺210現(xiàn)場操作箱JXF3001臺811封閉母線1250A米1212監(jiān)控軟件WinCC，1024點套113編程軟件Step7 5.4中文版套114應用軟件（編程人員所編程序）套115上位監(jiān)控設備DELL：CPU3.0GHz、內(nèi)存4G、硬盤500G（帶以太網(wǎng)卡）套116打印機HP臺117工程師站IBM T62（雙核1.8G/4G/320G）臺118操作臺1500X1100X650(長X寬X高）個119顯示器飛利浦 22''液晶臺120以太網(wǎng)交換機臺121UPS電源（5KVA380V/220V）臺122通訊電纜及附件套12311KW變頻器臺424160KW軟啟動臺4320m2燒結區(qū)域鍋爐系統(tǒng)1低壓配電屏GGD2型低壓元器件品牌為施耐德臺22現(xiàn)場操作箱JXF3001臺33照明箱JXF3001臺14現(xiàn)場檢修箱臺15PLC控制系統(tǒng)AB（羅克韋爾）系列6應用軟件（編程人員所編