PDF《莱钢烧结厂 265 m2 烧结系统环冷烟气的余热利用》

收稿日期 :2007 -

06 -

26 联系人 :王珂(271104) 山东莱芜 莱钢股份有限公司烧结厂 莱钢烧结厂

265 m2 烧结系统环冷烟气的余热利用 王珂夏建刚 张惠王继永 李连海 (莱芜钢铁股份有限公司烧结厂) 摘要本文介绍了莱钢烧结厂新二区

265 m2 烧结机环冷烟气余热利用的工艺流程、 生 产实践以及今后改进的方向 ,阐述了余热利用在节能降耗方面的重要作用.

关键词 余热利用 余热回收装置 节能降耗 实践

1 前言莱钢股份公司烧结厂二车间

265 m2 烧结机 于2005 年12 月26 日建成投产 ,生产中为改善 料层透气性 ,要求烧结料温应提高到

65 ℃以上.为了提高料温 ,我们采用了加生石灰和在 二次混合、 小矿槽加蒸汽预热等措施 ,但由于外 购蒸汽压力不稳定 ,料温基本上徘徊在

60 ℃ 左右.另外 ,生活、 浴室、 冬季取暖也需要蒸汽 ,蒸 汽对烧结二车间而言也是一项长期的消耗 ,据 统计 ,

2006 年265 m2 烧结机月消耗蒸汽为858419 t ,年需成本

678147 万元.投产以来 ,烧 结矿余热仅用在烧结机机头保温段 ,其余未加 利用.如能回收这部分热能来生产蒸汽 ,则无 论是从能源利用还是从经济效益角度看 ,都具 有相当大的意义.考虑到余热锅炉回收技术的 换热效率高 ,蒸汽产生量大 ,因此我们选择了余 热锅炉来回收利用

265 m2 烧结机环冷余热.该 工程于

2007 年1月16 日开始土建施工 ,利用

4 月18 日到

4 月29 日的年修时间完成本体安装 及设备调试 ,并于

5 月3日21∶

00 开始投入运 行,23∶

00 生产的蒸汽达到设计要求 ,莱钢首次 成功实施了烧结环冷机烟气余热利用项目.

2 工艺简介 烧结生产过程中 ,从机尾翻卸下的红热烧 结矿经单辊破碎机破碎后 ,通过溜槽布到环冷 机台车上.进台车的矿温约在

500 ℃左右 ,为 保证出矿温度低于

150 ℃,烧结环冷机四周布 置5台鼓风冷却风机 ,上部设置有冷却风罩 ,通 过鼓风进行热交换使热矿冷却.本项目的设计 是将吸热后的烟气引出环冷机 ,进行余热回收. 在方案实施中 ,将环冷机上部原有的第一段密 封罩 ,即对应

1 # 鼓风机的密封罩拆除 ,在此空间 增设钢结构支架 ,安装水预热器、 过热器、 热管 蒸汽发生器 ,在热管蒸汽发生器上部新建烟囱 一座 ,高度

35 m ,对空放散热废气.在4#鼓风 机北侧打基础构建另一钢结构支架 ,用于安装 汽包及分汽包 ,汽包距地面

25 m.将环冷机

4 # 风机对应的第二段密封罩保留 ,采用管道连接 将高温烟气输送到烧结机保温段. 根据

265 m2 环冷机余热分布特点 ,设计的 余热产汽系统如下 :除盐水经过除氧器蒸汽除 氧 ,产生

104 ℃ 热水 ,通过锅炉给水泵加压给出 至预热器 ,利用环冷机上

1 # 风机鼓风冷却烧结 矿产生的热废气 (1 # 风机距离烧结机单辊破碎 机溜槽下料口最近 ,烧结矿温度高 ,烟气温度 高) ,加热除盐水进入汽包.除盐水通过汽包下 降管 ,进入热管蒸汽发生器 (见图 1) ,在此处自 环冷机

1 # 风机来的大约

350 ℃ 高温烟气横向流 经热管受热段 ,热管的受热段置于热流体风道 内 ,热管元件的放热段插在水 ― 汽系统内.由 于热管的存在 ,使得该水 ― 汽系统的受热及循 环完全和热源分离而独立存在于热流体的风道 之外 ,水―汽系统不受热流体的直接冲刷. 热管蒸汽发生器(见图 2) 的工作原理如下 :

7 4 第32 卷第4期2007 年8月烧结球团Sintering and Pelletizing ? 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 图1余热回收换热流程图 热流体的热量由热管传给水套管内的饱和 水(饱和水由下降管输入) ,并使其汽化 ,所产生 的汽水混合物经上升管到达汽包 ,经集中分离 以后 再经蒸汽主控阀输出.汽包内的水由104 ℃ 除氧水经水预热器加热至

154 ℃ 后供给. 这样由于热管不断将热量输入水管套 ,通过外 部汽 ― 水管道的上升及下降管道构成汽 ― 水循 环的基本回路 ,达到吸收高温废气热量 ,并转化 为蒸汽的目的.饱和蒸汽从汽包出口管道进入 过热器 ,成为

258 ℃的过热蒸汽.过热蒸汽经 分汽包分配 ,一部分通过减压阀减压至

018 MPa 进入烧结厂内蒸汽管网主管道 ,供生产与生活 使用 ;

另一部分蒸汽(设计压力约在

113 MPa) 对 外供应.烟气经过过热器、 热管蒸汽发生器换 热后 ,通过烟囱排入大气. 图2热管蒸汽发生器基本结构图

1 ― 热管 ;

2 ― 水套管 ;

3 ― 下降管 ;

4 ― 汽包 ;

5 ― 上升管

3 生产中采取的措施 在余热利用系统投入运行后 ,为了保证余 热回收效率和产汽量的稳定 ,我们采取了一系 列措施 : 1) 提高烧结系统生产稳定性来降低工艺参 数波动及非正常停机对烟气品质的影响 ,以保 证烧结矿热源的稳定. 2) 通过不断摸索 ,我们总结出了一套该系 统的较佳操作方式 ,即 :在烧结机重新开机时 , 开启余热回收系统 ,缓缓向汽包供水 ,此时间大 约40~60 min ;

当汽包达到规定水位 ,环冷机上 烧结热矿也已布到了余热回收蒸发器下部 ,此 时将环冷鼓风机风门全开 ,使烧结矿的热量尽 量多地传递到热管发生器 ,让系统快速运行产 生蒸汽 ,大约 30~50 min 后 ,蒸汽产质量便能达 到设计要求 ,开始进行生产供汽.当烧结矿热 废气温度超过

350 ℃ 时 ,逐渐关小

1 # 鼓风机风 门 ,甚至停止

1 # 鼓风机.正常生产时靠鼓风机 风门开度的大小来调节烟气流量以平衡烟气温 度 ,确保烟气热量满足产生蒸汽所需. 3) 为避免因除盐水供应系统故障导致回收 装置受损 ,在水箱进口处增加一组工业新水管 道组(见图 1) ,保证了设备的安全运行 ,降低了 故障停机率. 4) 强化设备维护 ,利用停机机会对设备存 在的问题及时整改 ,使设备性能不断完善 ,减少 了非计划性检修 ,提升了设备作业率.

4 余热利用效果 该烧结余热利用项目共投资

600 万元 ,采84烧结球团第32 卷第4期?1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 用了换热效率高、 制作简便、 工作寿命长的热管 元件作锅炉主要组成部分 ,通过预热器、 蒸汽发 生器、 过热器等换热器件 ,吸收烧结环冷机烟气 余热产生蒸汽 ,用于烧结二次混合机、 小矿槽加 热混合料、 浴室和取暖.该余热回收系统投入 运行后 ,至今运行安全、 平稳、 可靠 ,所属设备运 行正常.余热回收平均每日除盐水用量维持在

180 t 左右 ,最高蒸汽压力

1134 MPa ,正常蒸汽 压力控制在

110 MPa ,生产蒸汽管道压力

018 MPa ,汽包蒸汽出口最高流量达到

11 t/ h ,正常 流量在 7~8 t/ h ,蒸汽最高温度可达

350 ℃,正 常温度在

260 ℃ 左右 ,达到了设计能力和生产 要求.烧结混合料温度达到70 ℃ 以上 ,既减少 了焦粉配加量 ,降低了固体燃耗 ,又满足了生 产、 生活用汽需要 ,免除了蒸汽外购.通过计 算 ,在减去运行成本后 ,烧结余热利用项目年创 效益

351199 万元 ,节能降本效果十分显著.余 热利用投产前后相关指标对比见表 1. 表12007 年余热利用投产前后指标对比 月份 产汽量 / t・ h -

1 余热压力 / MPa 料温 / ℃ 利用系数 / t・ m -

2 ・ h -

1 综合合格 率/ % 一级品率 / % 转鼓指数 / % 筛分指数 / %

1 0

0 60

11172 97142

65119 76198

5117 2

0 0

59 11169

95198 56125

76190 5118

3 0

0 61

11183 97106

65177 76173

5121 4

0 0

61 11165

97160 66147

76188 5123

5 618

812 65

11194 98151

68166 77106

5110 6

912 1106

71 11218

99117 69150

77115 5101

5 下步改进的方向 1) 继续对该余热回收系统进行扩容改造. 余热系统投入运行后 ,虽然烧结生产的不稳定 对蒸汽生产有一定的影响 ,但该系统本身的热 废气利用率较低也是不争的事实 ,从蒸发器和 预热器排出的热废气还高达

200 ℃左右 ,部分 热能还是浪费了 ,所以余热回收系统还有扩容 改造的空间. 2) 余热回收利用系统的运行受制于烧结生 产 ,当烧结机处于生产状态时 ,余热回收系统无 法停机维护 ;

烧结矿产生的高温辐射 (达200 ℃ 以上) 也导致维修人员无法靠近蒸发器、 过热器 等设备进行维护.所以 ,余热锅炉只要出现问 题 ,就必须停烧结机 ,制约了烧结生产 ,影响了 烧结矿的产、 质量.因此 ,下一步还应对该系统 的工艺进行改造 ,如通过增设隔断装置等 ,来调 节通过余热系统的烟气量 ,使检修与生产互不 干扰.

6 结语余热回收利用是烧结生产走节能减排、 实 现循环经济的必行之路.莱钢烧结厂烧结二车 间回收环冷余热工艺获得了成功 ,取得了良好 的效果 ,从而使烧结生产的工艺水平得到进一 步的提升和完善. Waste Heat Utilization of the Circular2Cooler G as in

265 m2 Sintering Plant Wang Ke et al1 Abstract The process flowsheet and its operating practice of the circular2cooler waste heat recovery system in LAIGAN G

265 m2 sintering plant were presented in this paper1 The essentiality of waste heat recovery for energy saving and consumption decreasing was discussed1 Keywords waste heat utilization , waste heat recovering device , energy saving and consumption decreasing , practice

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2007 年第

4 期 王珂 等 莱钢烧结厂

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