烧结机废气余热利用

烧结机废气余热利用

冀留庆　林学良

(中钢集团工程设计研究院有限公司　北京100080)

摘　要　烧结机及烧结矿冷却机的废气温度在400℃以下,为了回收低温废气的余热,开发了纯低温余热锅炉。概述了锅炉及汽轮发电机组的设计和运行情况,并展望了应用前景。讨论的余热锅炉为发电用锅炉,用于回收烧结机和烧结矿冷却机排放的低温余热,机组安装于360m 2烧结机。

关键词　烧结机　烧结冷却机　余热锅炉　汽轮发电机组

W aste G as R ecovery of Sintering Machine

J I Liu -qing LIN Xue -liang

(Sinosteel Engineering Design &Research Institute Co.,Ltd.　Beijing 100080)

Abstract The tem perature of waste gas of sintering machine and sintering cooling machine is below 400℃.S ingle low -tem perature waste heat boiler is designed to recover the heat of low -tem perature waste gas.This paper describes the design and running situation of the boiler and turbogenerator set and prospects its application.The boiler mentioned is a power generation boiler.It is used to recover low -tem perature waste heat em itted by sintering machine and sintering cooling machine and installed in a 360m 2sintering machine.K eyw ords sintering machine sintering cooling machine waste heat boiler turbogenerator set

0　前言在钢铁生产过程中,烧结工序的能耗约占总能耗的

10%,仅次于炼铁工序。在烧结工序总能耗中,有近50%的

热能以烧结机烟气和冷却机废气的显热形式排入大气,既浪费了热能又污染了环境。烧结废气不仅数量大,而且可供回收的热量也大,但由于废气温度均低于400℃,所以如何回收其中的低温余热,进一步降低烧结生产能耗是我国烧结矿生产企业面临的节能技术课题。

在日本低温余热回收已应用得相当广泛,这种技术是利用烧结环冷机余热锅炉来产生低压过热蒸汽供汽轮机组发电。2005年9月,由日本川崎重工提供的一套先进而成熟可靠的低温余热发电成套设备在马钢炼铁厂投产发电。该套设备配2台容量为37.4t/h 废气锅炉(每台300m 2烧结机配备1台废气锅炉),装机容量为17.5MW 凝汽式汽轮发电机组。设计年发电量为1.4×108

kW ・h 。经4年运行实绩证明,该系统安全可靠,能为烧结生产带来显著的经济效益和环境效益。该技术近几年已经在我国烧结行业开始普及推广。对于关键设备余热锅炉的制造难点是如何应对烟气的低品位和高灰分问题,经过国内技术人员共同努力已经解决。方法是采用低成本的扩展受热面,即采用螺旋鳍片管来提高换热效率,采用机械振打清灰技术解决高灰分问题。

1　工艺简介

烧结环冷机余热锅炉是抽出环冷机第1段(300-400

℃

)和第2段(250-300℃)的冷却热废气,废气进入余热锅炉经热交换后,余热锅炉出口排烟温度降至165℃。为了充分回收利用热能,将余热锅炉排出的165℃废气通过循环风机再送回烧结环冷机鼓风口,从而实现余热锅炉到烧结机之

间的烟气再循环方式。

烧结机余热锅炉是抽出烧结机高温段烟气,该段排出的

300-330℃的烟气进入余热锅炉经热交换后余热锅炉出口

排烟温度降至165℃。通过循环风机再送回烧结机低温段经烧结除尘器和主风机排向大气。产生的蒸汽与烧结环冷机余热锅炉产生的蒸汽混合进入汽轮发电机做功发电。

对于烧结余热利用可采用烧结环冷机余热锅炉和烧结机余热锅炉形式,也可以将环冷机高温段废气和烧结机高温段烟气混合后进入一个共同的余热锅炉进行热交换,但是带来的问题是余热锅炉出口排烟分配平衡调整不易。所以笔者认为2个余热锅炉较适宜。

2　锅炉规范及结构简述

对于360m 2烧结机配套的锅炉规范如下:

环冷机锅炉设计参数:型号QC720/350-45-1.25/300;第1段:废气流量360000m 3/h ,进口温度300-400℃,第2段:废气流量360000m 3/h ,进口温度250-300℃,出口温度

165-180℃,废气含尘量1g/m 3,漏风率≤2%,锅炉总废气

阻力≤500Pa ,蒸汽出口压力1.25MPa ,蒸汽出口温度300℃,蒸发量45t/h 。

烧结机锅炉设计参数:型号QC350/300-25-1.25/250;废气流量350000m 3/h ;进口温度300-330℃;出口温度165

-180℃;废气含尘量2g/m 3;漏风率≤2%;锅炉总废气阻力

≤500Pa ;蒸汽出口压力1.25MPa ;蒸汽出口温度250℃;蒸发量25t/h 。

锅炉的总体方案是经充分调研并进行多方案比较而确定的。余热锅炉采用自然循环的立式结构,立式结构布置节约了占地面积,也方便了废气管道的布置;自然循环省掉

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61・ 工业安全与环保

Industrial Safety and Environmental Protection

2009年第35卷第12期

December 2009