將燒結煙氣余熱“一網(wǎng)打盡”
燒結工序是鋼鐵生產(chǎn)工藝的重要組成部分，燒結廠是各個鋼鐵企業(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)外對燒結余熱的回收利用進行了大量的研究。數(shù)據(jù)顯示，燒結過程中可供利用的余熱占鋼鐵廠總熱耗的12%，其中燒結礦的余熱占8%，燒結廢氣余熱占4%，而冷卻機廢氣和燒結煙氣的顯熱約占燒結過程全部熱支出的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)展燒結余熱回收的現(xiàn)階段，利用現(xiàn)有技術對冷卻機的余熱進行回收，主要集中在冷卻機廢熱煙氣的回收，采用的是單壓余熱鍋爐或者回熱式雙壓余熱鍋爐。而燒結機主抽風機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，導致回收難度較大，對這部分余熱進行回收利用的企業(yè)較少。若可以對燒結工序兩個部分的余熱都進行回收利用，可以實現(xiàn)更高的環(huán)境和經(jīng)濟效益。
燒結余熱聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)設備特點
采用回熱式雙壓余熱鍋爐和大煙道熱管換熱器進行聯(lián)產(chǎn)，可有效對燒結機冷卻機廢熱煙氣余熱和主抽風機大煙道煙氣余熱進行回收利用。
與常規(guī)余熱鍋爐相比，回熱式雙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;回熱風機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機;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)與燒結主系統(tǒng)獨立分開，對燒結主工藝的影響降到最低;鍋爐的熱風循環(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)省了燒結機側的安裝空間;環(huán)冷罩上的二次加熱裝置可以進一步提高蒸汽的品質(zhì)。
大煙道熱管換熱器的結構采用了熱管形式，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。
大煙道熱管換熱設備比常規(guī)換熱設備更安全、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，并由中間密封結構將冷、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。
燒結余熱聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)應用實例
在技術指標方面，雙壓余熱鍋爐的循環(huán)風機在冷卻機臺車底部可形成4000Pa的風壓，可以替代部分冷卻鼓風機，二次加熱裝置采用不銹鋼制造能夠耐受500℃的熱風和料礦的輻射烘烤。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，對燒結主抽風機的引風機影響較小。
在性能指標方面，雙壓余熱鍋爐所生產(chǎn)的余熱蒸汽壓力可以達到2.06MPa和0.5MPa，過熱蒸汽的溫度可以分別達到約340℃和200℃。余熱蒸汽的有效產(chǎn)量可以達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到2.06MPa，過熱蒸汽溫度可以達到約340℃，余熱蒸汽有效產(chǎn)量可以達到每百噸成品礦生產(chǎn)5噸蒸汽。
以220平方米燒結機為例，冷卻機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噸可留作燒結車間自用。
燒結余熱聯(lián)產(chǎn)經(jīng)濟效益顯著
目前，節(jié)能減排項目是我國重點推廣的項目，燒結余熱回收技術已被大多數(shù)鋼鐵企業(yè)認可和重視。一般鋼鐵企業(yè)都只是將冷卻機余熱回收作為主要回收項目，在燒結機大煙道采用余熱回收裝置進行余熱利用的企業(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，更能減少燒結機的高溫煙氣浪費。因此，將燒結機和冷卻機的余熱聯(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機之外，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。
回熱式熱風循環(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，雙壓鍋爐的設計方案可以將單壓鍋爐不能夠利用的較低溫度的熱風也進行回收。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料礦，減少煤氣消耗。
燒結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行回收，增加近50%的蒸汽產(chǎn)量，并可以降低主抽風機的入口溫度，保護后續(xù)的除塵器和脫硫設備，減緩設備老化。
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