机械工程评职论文烧结环冷机余热回收

　　摘要：介绍了西宁特钢股份有限公司180m2烧结环冷机废气余热利用系统的基本情况和组成，对该系统的设计特点和存在的问题进行了分析，并提出了一些建议。

　　关键字：环冷机余热利用,余热锅炉,烟气温度

　　近几年来，随着余热回收技术的提高，钢铁行业余热回收项目的成本大幅度降低，同时余热回收效率大幅度提高，为钢铁行业余热回收创造了有利的条件。

　　在烧结矿的生产过程中，烧结机结尾下料温度为700～800℃，鼓风环冷机冷却过程中会排出大量温度为280～400℃的低温烟气，该部分低温烟气带走的热量不能回收，不仅浪费了宝贵的能源，而且也污染了环境。因此，对烧结环冷机废气余热应进行有效回收利用。从能源利用的有效性和经济性来看，将余热用来发电或作为动力直接拖动机械是最为有效的利用方式，西宁特钢180m2烧结环冷机余热锅炉产的蒸汽用来拖动炼钢系统的真空泵。

　　一 、余热利用系统

　　1、工程概况

　　西宁特钢拥有两条烧结生产线，其中一条烧结生产线配置1台180m2烧结机和1台228m2环冷机，在不考虑漏风的情况下废气流量为286000～308000 m3/h。在环冷机四周布置有4台冷却鼓风机，鼓风机风压 3138Pa～3452Pa，通过鼓风使空气强制穿过料矿层。一般地，烧结机生产时热烧结矿从烧结机的尾部落下，经单齿辊破碎机破碎后落到环式冷却机上。落到机尾导料溜槽上的烧结矿温度可达700～800℃，落到环冷机后温度仍在600℃以上。经吸收热矿热量后，在第一风罩内冷却风温提高到350～400℃，在第二风罩内冷却风温提高到250～300℃，这两个风罩内的冷却风都可以利用其余热。

　　余热回收系统正是利用了这两段风罩内收集的烟气余热。在风罩出口的管路上设置了电动热风阀，通过调节热风阀的开度来控制废气流量。遇到紧急情况时，可立即关闭热风阀，切断废烟气回收管路。

　　本工程利用上述环冷机1号和2号风机范围内较高温度的废气，配置一台由南京圣诺自主研发的热管式双压余热锅炉。

　　余热锅炉参数：型号QC237.6(79.2)/380(280)-20(6)-1.4(0.4)/330(143)型;形式：双压余热锅炉;

　　额定工况：中压过热蒸汽压力1.4MPa(表压)温度330℃、蒸发量为20t/h;低压饱和蒸汽压力0.4 MPa(表压)、温度143℃、蒸发量为6t/h。

　　2、烟气系统

　　在余热回收系统正常运行时，原有烧结环冷却风机停运，启动循环风机，烟气由开式排放变成闭式循环，可进一步提高余热锅炉进口烟气温度50℃并稳定烟气工况参数，见流程见图1。

　　3、汽水系统

　　工业自来水经水处理软化后进热力除氧器除氧，由给水泵输入热管一级省煤器;经过预热后进入热管二级省煤器再预热后进入汽包，水通过下降管进入热管蒸汽发生器，水吸收热量变成蒸汽，蒸汽再经上升管进入汽包，在汽包里进行水汽分离，形成1.4MPa的饱和蒸汽，饱和蒸汽经过过热器过热，温度达到330℃以上，最后再送至蒸汽总管

　　至用户。

　　二、烧结环冷机余热利用系统设计特点

　　1、采用双压双通道余热锅炉

　　本工程采用双压双通道余热锅炉，热能回收效率在各种余热方案中相对较高，以最大幅度地回收环冷废气中的热量。该锅炉产生两种参数蒸汽，即1.4MPa， 330℃过热蒸汽和0.4MPa ，143℃饱和蒸汽。中压蒸汽作为炼钢系统真空泵动力，4t/h低压蒸汽作为热力系统除氧器用汽，剩余2t/h蒸汽外供，做为除尘系统冬季保温或保温用汽等。

　　2、烟气采用循环系统

　　烟气温度150℃左右，通过循环风机再次鼓入环冷机入口风箱。代替常温空气冷却烧结矿，烟气再循环系统是本工程采用的核心技术，烟气再循环技术有以下优点：

　　(1) 可以提高余热锅炉进口烟气温度，增加余热回收量;

　　(2) 较少烧结矿的极冷破碎，提高烧结矿的品质，利于后续炼铁工艺。

　　三.总结

　　受行业形势及运行条件的影响，钢铁厂普遍压产停运烧结机或减负荷运行烧结机，烧结机出口的热矿料产量决定了余热锅炉的产汽量及炼钢系统真空泵运行工况。炼钢系统真空泵正常运行需要稳定的蒸汽流量和压力，而稳定的蒸汽流量和压力与环冷机一段、二段稳定的废气温度有关。影响烟气温度的因素有如下几点：

　　(1)作业连续性和作业率。受上下工序及设备因素影响，烧结机作业连续性差，作业率低，环冷机一段、二段烟气温度不稳定。可采取以下措施提高作业连续性和作业率:减少设备的停机时间;控制设备检修、清扫停机时间，坚持定修制度;加强生产组织，对成平仓存量进行管理，以保证烧结机连续生产。

　　(2)烧结料层厚度。烧结机台车上所布料层越厚，蓄热效果越好，烧结矿卸矿温度越高。因此，生产操作中，要求烧结机台车要布满料，且平整、不拉沟，烧结料层厚度≥700mm。

　　(3)烧结终点。通常情况下，烧结终点控制在烧结机倒数第二个风箱。烧结终点提前，烧结矿料会产生过烧，热量被抽走，导致卸矿温度及冷却烟气温度偏低;烧结终点后移过多，烧结料在未烧透的情况下进入冷却机，继续燃烧放热，则导致冷却烟气过高，影响烧结矿质量。为满足余热回收的要求，宜将烧结终点位置后移到烧结机最后一个风箱前半部。将烧结机最后一个风箱分为两部分，安装热电偶，并将所测风箱温度纳入在线监控。

　　(4)环冷机参数的影响:冷却料层厚度、冷却风量、环冷机机速控制、环冷机台车边缘效应。为提高烟气温度，需对环冷机进行如下优化：环冷机料层厚度达标，要求热烧结矿必须布满台车，厚度必须达到1500mm;改造烧结矿下料溜槽，使环冷机布料均匀，减小环冷机边缘效应;控制环冷机机速，有条件的提高冷却风量。

　　(5)系统漏风。环冷机台车下方风箱、上方集气罩与台车之间、烧结机机尾密封等均存在一定的漏风，需采取相应的密封措施。若密封效果较差，任何漏风都会造成烟气温度和余热资源的下降。为此，每次检修都对环冷机台车下方风箱、上方集气罩和台车之间、烧结机台车尾部密封等漏风部位采取相应的措施进行堵漏密封。

　　四、经济效益与社会效益

　　本项目20012.12月投产，设计烧结矿年产量为154.4万吨，吨矿蒸汽产量为55kg/t，产生的蒸汽总量为1544000×55/1000=8.492万t，折合标煤0.8492为万t，折合烧结无烟煤1.05万t，无烟煤按1130元/t计算，经济效益为1.05×1130=1186.5万元.

　　通过该余热回收系统的运行情况来看，有效利用烧结过程中的余热，废烟气的排放减少，烧结生产的能耗降低，烧结产量提高。

　　五、结语

　　该项目的建成，在不影响烧结工艺的前提下，有效降低了西钢的工序能耗。为企业降本增效做出了贡献。烧结余热回收是节能减排、降耗降成本的重要措施，复合低碳经济要求，复合国家产业政策，发展前景广阔，潜力较大。

　　参考文献：

　　[1]徐国群.烧结余热回收利用现状与发展[J].世界钢铁，2009，27-31.

　　[2]李剑、林福生、龚艺杰.提高烧结余热回收利用量的实践.烧结球团,2012,37-2.