武钢3×450m2烧结环冷机低温烟气余热的开发应用
钢铁厂烧结冷却机低温余热发电设计方案
XX钢铁有限公司烧结冷却机低温余热发电设计方案项目建设的规模根据XX钢铁公司提供数据及进行的热力计算：1、110m2烧结机鼓风机风量：230400m3/h（利用系数：1.6，一、二段风量为1600m3/t）2、设计取值烟气进口温度380℃烟气性质为热空气3、余热锅炉基本参数主蒸汽额定蒸发量为11.6t/h主蒸汽额定蒸汽压力2.1MPa主蒸汽温度330℃付蒸汽额定蒸汽发量为3.27t/h付蒸汽额定蒸汽压力0.4MPa付蒸汽饱和蒸汽温度151℃锅炉进水温度36℃锅炉排污率1%4、配备3000KW 的发电机组，项目建成后每小时将发3000 度电工艺技术方案第一节系统选择从烧结机出来的380℃烟气经余热锅炉换热后，余热锅炉产生的蒸汽带动汽轮机发电。
1.目前国内发电汽水系统有三种系统。
1.1、单压系统采用单级进汽汽轮机及单压烧结余热锅炉的单压不补汽系统。
一般余热锅炉排气温度在170℃，排气用于烘干物料。
由于废气余热得不到充分利用，相应影响了发电能力，在这三种系统中单压系统发电能力最低。
1.2、双压系统采用补汽式汽轮机的双压单级补汽系统，烧结余热锅炉生产两个不同的蒸汽，一为主蒸汽，另一个为低压补汽。
由于设臵了低压蒸发段，低压蒸汽压力： 0.35MPa ，低压蒸汽饱和温度148 ℃，再加上设臵了低压省煤器，排烟温度能降到110℃左右。
在这三种系统中双压系统发电能力最高，但投资最大。
1.3、复合闪蒸单级补汽系统采用补汽式汽轮机的复合闪蒸单级补汽系统，烧结余热锅炉生产主蒸汽同时生产高温热水，高温热水再降压蒸发出二次蒸汽，二次蒸汽补入汽轮机。
虽然冷却机废气余热被充分利用了，但由于闪蒸器的出水未能转换为电能，降低了系统的发电能力，但由于有闪蒸汽补进汽轮机，所以发电能力和投资在前两系统之间。
2.我司综合考虑客户投资和运行的经济性选用双压系统。
2.1 工艺流程给水经给水泵进入余热锅炉，经废气加热后，一部分变为过热蒸汽，进入汽轮机作功发电。
北台450m2烧结余热发电技术方案
辽宁本溪北营钢铁（集团）股份有限公司2×450m2烧结环冷机纯低温余热发电项目技术方案中冶北方工程技术有限公司2010年8月本溪北营钢铁（集团）股份有限公司2×450m2烧结环冷机纯低温余热发电项目目录1 装机方案 (1)1.1 余热锅炉系统 (1)1.2 装机方案 (3)2 建厂条件 (6)2.1 厂址概况 (6)2.2 交通运输 (7)2.3 水源 (7)2.4 总体布置 (7)2.5 电气部分 (8)3 投资估算 (9)1 装机方案1.1 余热锅炉系统1.1.1余热条件北营公司烧结厂建设2台450m2烧结机，本余热锅炉可利用的烧结环冷机热风条件如下：（a）采用环冷机一段和二段高温端热风，风温为250-400℃。
（b）烧结环冷机各段风机参数如下：450m2烧结机风机（单台）风量：435000Nm3/h风压：4300Pa（c）余热锅炉排气温度为140℃，采用再循环方式，再循环后风温可达280-420℃。
（d）余热风量含尘浓度为1.0g/Nm3。
粉尘成分如下：TFe----55.71% FeO----7.5% SiO2----6.24%Al2O3—3.42% CaO----11.23% MgO----2.69%S-----0.0067%1.1.2所利用的环冷机热风资源参数将每台环冷机一段和二段高温端风箱排出的气体作为余热锅炉的热源。
一段风量取风机额定流量的70%，二段高温端风量取风机额定流量的70%，因此余热发电所利用的环冷机热风资源原始设计参数如下表。
环冷机一段所利用的热风资源参数环冷机二段高温端所利用的热风资源参数1.1.3余热发电工艺流程在环冷机一段和二段高温端风箱对应的上部风罩顶部分别设置集气烟筒。
在烟筒顶部设置电动蝶阀。
在风罩合适位置设置烟气连通管。
将环冷机一段和二段高温端风箱的温度较高的热废气分别送进余热锅炉。
余热锅炉生产时，烟筒顶部电动蝶阀关闭，使环冷机一段和二段高温端风箱的全部废气都进入余热锅炉。
烧结环冷机低温烟气余热发电技术探讨
烧结环冷机低温烟气余热发电技术探讨摘要:介绍了目前国内烧结环冷机余热发电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。
关键词:烧结环冷机余热锅炉汽轮发电机组闪蒸器1 概述钢铁工业是一个国家的经济基础,但其能耗高、污染严重,是国家节能减排的重点行业。
而钢铁企业能耗的10%又是烧结系统消耗的,因此烧结系统又是钢铁企业节能减排的重点对象之一。
在烧结矿生产过程中,鼓风式环冷机冷却烧结矿时,会向大气中排出大量低温烟气(280～400℃),这部分烟气的热能约为烧结系统热耗的33％,如将其转换为电能,将给企业带来巨大的经济效益。
近年来低温烟气余热锅炉制造技术逐渐成熟并国产化,低参数汽轮机技术被研发并投入批量生产,使低温烟气的热量回收在技术上成为可能。
目前国内各大钢铁企业都在建设烧结环冷机时配套建设低温烟气的余热发电设施,此种方法已经成为国内各大钢铁企业节能降耗的重要措施。
如济钢、马钢、武钢、重钢、安阳钢厂等的烧结环冷机烟气余热发电设施均已建成投产。
2 烧结环冷机废热发电系统的组成与工艺流程烧结环冷机废热发电系统主要由三部分组成:烟风管道、蒸汽锅炉和汽轮发电机组。
烟风管道把烧结环冷机产生的烟气送至蒸汽锅炉;蒸汽锅炉利用烟气的热量把水加热成过热蒸汽;过热蒸汽通过主蒸汽管道送入汽轮机做功,带动发电机发电,蒸汽冷却成的凝结水进入除氧器除氧后,由锅炉给水泵送回锅炉,冷却后的烟气被循环风机重新送回环冷机,冷却烧结矿。
这一过程,实现了烧结环冷机废烟气的热能转化为电能。
2.1 烟气再循环目前国内建设的大多数烧结环冷机余热锅炉烟气均采用烟气再循环方式运行。
即在环冷机烟囱出口设有电动钟罩阀,当余热发电系统正常工作时,电动钟罩阀关闭,烟气引出管控制蝶阀打开,从烧结环冷机高温段烟囱及密封罩引出的烟气(400℃左右)进入余热锅炉,将烟气的热量传递给水产生蒸汽,冷却后的烟气(165℃左右)从锅炉下部排出,通过管道接至循环风机,加压后,再送回环冷机继续冷却烧结矿,实现烟气再循环;当余热发电系统不工作,将烟囱出口电动钟罩阀打开,同时烟气引出管控制蝶关闭,环冷机的烟气排入大气,整个烧结环冷机的运行不受任何影响。
烧结环冷机余热回收利用技术的应用
36!"工程Mining Engineering第15卷第6期2017年12月•烧结球团！烧结环冷机余热回收利用技术的应用吴天月(中冶北方工程技术有限公司，辽宁大连116600)摘要：环冷机余热回收利用技术的应用可将烧结环冷机一、二段风箱排出的气体作为余热锅炉的热源进行回收利用，产生蒸汽推动汽轮机做功达到作为主抽风机动力的目的，实现了机械能#机械能直接转化的过程。
通过S H R T系统从而提高钢铁企业能源利用率，节约了大量的能源，项目的经济效益十分可观。
关键词：余热回收；汽轮机；烧结主抽风机（节能中图分类号：T F321.4 文献标识码：B文章编号：1671 —8550 (017)06 —0036 —020引言现有环冷机余热回收利用技术多为产生蒸汽或发电并网，而烧结主抽风机电机功率高，电耗高达烧结厂总用电量的50R%若将二者有机结合，环冷机余热回收利用产生蒸汽，推动汽轮机做功，作为主抽风机的动力，则可实现机械能#机械能直接转化的过程，可节约大量的能源。
1技术特点—布置合理，废气利用范围及热力系统技术可靠实用，利用率高，运行安全可靠，成本低，投资省，效率高。
—余热锅炉烟气系统采用烟气再循环方式，在不影 响烧结料冷却工艺前提下，尽量提高余热锅炉进口废气温度，提高热能利用率。
循环风机具有可靠的耐磨措施，且 采用高压变频调速方式。
—环冷余热锅炉采用双进烟气自然循环双压余热锅炉。
余热锅炉换热面积有足够的容量，以确保获得较大的经济效益。
SHRT机组是烧结余热能量回收与电动机联合驱动烧结主抽风机的新型能量回收机组，由烧结余热汽轮机、变速离合器、烧结主抽风机、同步电动机组成。
它将 钢铁企业烧结余热回收的能量直接作用的烧结主抽风机轴系 ，通过 电机 电到节 的的，通过系统集成提高能量回收效率，节省投资及运行成本。
汽轮机 组采用补汽式纯凝汽轮拖动机组，选用技术先进、成熟、可靠的国产定型设备。
—采用机力通风冷却塔的循环供水系统，提高水的重复利用率。
钢铁厂烧结冷却机低温余热发电技术开发及应用
第11卷第5期中国水运V ol.11N o.52011年5月Chi na W at er Trans port M ay 2011收稿日期：33作者简介：朱飞（）男，武汉都市环保工程技术股份有限公司工程师。
钢铁厂烧结冷却机低温余热发电技术开发及应用朱飞（武汉都市环保工程技术股份有限公司，湖北武汉430071）摘要：烧结冷却机低温余热发电技术是利用烧结冷却机中低温的废气通过余热锅炉产生低品位蒸汽，来推动汽轮机组做功发电。
文中对烧结冷却机纯低温余热发电热力工艺系统、热力参数、锅炉与烧结冷却机间烟气系统、烧结冷却机烟气罩的漏风改进等特点及发电能力进行了探讨、分析、比较，通过工程实例，为合理选择余热发电技术及提高发电能力提供参考。
关键词：烧结冷却机；低温余热发电；双压系统；烟气再循环；烟气罩中图分类号：TP273文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2011）05-0076-03一、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，位居第二。
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。
由于烧结冷却机废气的温度不高，以往人们对这部分热能的回收利用重视不够，但实际上烧结冷却机废气数量大，可供回收的热量也大。
烧结冷却机低温余热发电技术是利用烧结冷却机中低温的废气通过余热锅炉产生低品位蒸汽，来推动汽轮机组做功发电。
其与火电发电相比，不需要消耗一次能源，不产生额外的废气、废渣、粉尘和其它有害气体。
它是当前工业企业节能和环保要求下的必然趋势和产物，具有充分利用低温废气以达到变废为宝，净化环境的目的，是一项一举两得的资源综合利用工程项目。
近年来，随着国家树立科学发展观、大力发展循环经济，国内钢铁、水泥生产线等纯低温余热发电技术得到蓬勃发展，多家科研院所积极进行余热发电技术研究、建设纯余热电站工程，使得余热发电技术日臻完善。
不同工程的不同热力系统，为用户提供了多种选择。
300平米烧结环冷机烟气余热综合利用
300平米烧结环冷机烟气余热综合利用1 、烧结余热利用意义烧结工序中有50％左右的热能被烧结烟气和冷却机热风带走，烧结矿冷却过程中排出的热量约占烧结能耗的28％，回收利用好这部分余热对实现钢铁企业节能降耗具有重要意义。
烧结过程生产的余热主要集中在烧结烟道废气与环冷机热风，烧结废气由于脱硫工艺要求不便利用，因此利用好冷却机热风是一个重要课题。
2 、烧结余热利用方式目前国内环冷机热风余热利用主要有以下几种方式：①热风烧结。
将环冷机热风引到烧结机头，以降低能耗，改善烧结矿性能，一般热风温度在200～300℃。
②蒸汽预热烧结料。
利用低压蒸汽预热烧结料，提高料温，降低烧结能耗，同时改善料层透气性，提高烧结矿质量。
所用蒸汽压力一般为～0.4MPa。
③余热发电。
将中低温烟气通过余热锅炉产生蒸汽，然后推动汽轮发电机组发电。
此种利用方式技术已经成熟，经济效益较好。
④其他。
比如热烟气用于解冻原料库，锅炉产汽供生活用汽、浴室和食堂等等。
如果将前三种利用方式通过一个系统来实现，就能实现环冷机热风最大效率的利用。
3、余热综合利用系统3.1、热源及需求某钢铁厂300m2烧结机及环冷鼓风机参数如表1所示。
落到环冷机上的烧结矿温度约为600～750℃，根据热力学分析，得到可利用的热风参数为：450000Nm3／h，380℃。
按照工艺要求，用于热风烧结的风量为15万Nm3／h、250℃；烧结生产所用预热蒸汽及其它用蒸汽为21t／h，压力0.4MPa。
3.2、工艺流程根据热源情况以及需求，设计了一套由双重供热余热锅炉和抽汽补汽凝汽式汽轮发电机组成的余热发电利用系统。
双重供热余热锅炉既可产生蒸汽又可提供热风烧结所需的热风，抽汽补汽凝汽式汽轮机提供烧结生产用蒸汽。
余热锅炉烟气“一进两出”，立式布置，其额定参数：过热蒸汽40t／h、330℃、1.7MPa。
汽轮机进汽参数：40t／h、330℃、1.6MPa，抽气21t／h，补汽10t／h，额定功率5300kW。
关于钢铁企业中低温烟气余热用于制冷的研究
关于钢铁企业中低温烟气余热用于制冷的研究摘要：总结和分析了我国钢铁企业，中低温烟气余热回收利用情况。
采用火用分析方法确定了不同温度烟气余热的合理利用方式，对利用烟气直接驱动的制冷机组提出了改进方法，以提高其热力系数和能源利用火用效率。
介绍了热风炉烟气余热梯级利用方案，将烟气先用于制冷，再用于预热助燃空气和煤气。
关键词：钢铁企业；低温预热；制冷钢铁企业在生产过程中有许多部门需要制取低温冷媒水用于工艺冷却和空调、如轧钢厂、焦炉煤气净化工艺、主电室、电气控制室、电子计算机房、操作台、仪表房、各办公楼、居住区等。
1.钢铁企业烟气余热资源回收利用状况在我国，钢铁企业属于能源密集型行业，是能耗大户，它消耗的能源是非常巨大的，在全国总能耗量中，它的能源消耗量占其中的16%左右，同时它的能源利用效率大概仅为30%~50%，和国际先进水平相比较，我国吨钢可比能耗要高出20%左右。
而且随着我国日益突出的能源危机问题，各级政府部门开始大力推动淘汰落后产能、优化产业结构工作，以达到节能降耗的目的，这样一来，高能耗的钢铁企业的发展必将受到制约。
而在生产过程中钢铁企业排放了大量的余热资源，并且其中很多余热资源具有回收利用的价值。
目前我国钢铁工业生产1t钢产生的余热约为8．4GJ，只有25.8%被回收利用。
伴随着我国不断发展的钢铁节能技术，对于钢铁企业高效回收利用多种余热资源已经成为可能，而且对于钢铁企业节能降耗和增产增效已经成为了有力的推手。
我国钢铁企业余热资源在回收利用方面和国外先进水平相比较，还是有很大的差距。
国际先进钢铁企业余热资源的回收利用率超过50%，而我国的还不足30%。
2.烟气余热利用火用分析每一种形态的能量，向“高级能量”转化的能力并不是相同的。
如果以这种转换能力为尺度，就能评价出各种形态能量的优劣。
但是转换能力的大小与环境条件有关，还与转换过程的不可逆程度有关。
实际上采用在给定的环境条件下，理论上最大可能的转换能力作为量度能量品味高低的尺度，这种尺度称之为（火用）（Exergy）。
试析钢铁企业烧结余热发电应用
试析钢铁企业烧结余热发电应用摘要：钢铁生产过程中，烧结工序的能耗约占总能耗的10%，仅次于炼铁工序而位居第二。
由于以前余热回收技术的局限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。
因此，采用新技术对余热余能进行利用就显得势在必行，而烧结余热发电就是一项利用烧结废气余热能源转变为电能的余热回收利用技术，该技术不需要消耗一次能源，不产生额外的废气、废渣、粉尘以及其它有害气体。
随着近几年来余热回收技术的发展，钢铁行业的余热回收项目造价也大幅降低，同时余热回收效率大大提高，特别是闪蒸汽发电技术和补汽式凝汽式汽轮机在技术上的突破，为钢铁行业余热回收创造了条件。
关键词：钢铁企业；烧结余热；发电应用1钢铁工业余热回收利用概况钢铁工业烧结余热回收主要有两部分：一部分是烧结机尾部废气余热，另一部分是热烧结矿在冷却机前段空冷时产生的废气余热。
这两部分废气所含热量约占烧结总能耗的50%，充分利用这部分热量是提高烧结工艺的效率，显著降低烧结工序能耗的途径之一。
目前，国内烧结废气余热回收利用主要有三种方式：一是直接将废烟气经过净化后作为点火炉的助燃空气或用于预热混合料，以降低燃料消耗，这种方式较为简单，但余热利用量有限，一般不超过烟气量的10%；二是将废烟气通过余热锅炉或热管装置产生蒸汽，并入全厂蒸汽管网，替代部分燃煤锅炉；三是将余热锅炉产生蒸汽用于驱动汽轮机组发电。
从实现能源梯级利用的高效性和经济性角度来看，最为有效的余热利用途径是余热发电，对烧结矿产生的烟气余热回收，平均每吨可发电20kWh，折合每吨钢综合能耗可降低8kg标准煤。
2烧结余热回收中出现得较为普遍的问题2.1漏风現象在余热回收系统中的漏风问题主要是通过台车与烟罩之间的密封以及台车与风箱之间的密封体现出来的。
因为烟气系统属于全闭路式循环，台车与烟罩、台车与风箱都是在实际运转过程中进行相互配合的，风箱中一般为正压3000PA-4000PA之间，眼罩中为负压-100PA-400PA。
武钢3×450m2烧结环冷机低温烟气余热的开发应用
武钢3×450m2烧结环冷机低温烟气余热的开发应用1前言随着能源的日趋紧张，节能成为烧结工序的又一主题，烧结工序能耗约占钢铁企业总能耗的10%，仅次于炼铁而居第二位，冷却机废气带走的显热约占总能耗20%～28%。
可见，回收利用冷却机废气带走的余热成为降低烧结工序能耗的一个重要环节。
武钢炼铁总厂共有5台烧结机，分别为一烧（450m2）、二烧（280m2）、三烧（360m2）、四烧（450m2）、五烧（450m2）。
总所周知，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进行有效回收利用，对武钢推行节能降耗、改善环境、拓展循环经济、实现可持续发展具有十分重要的现实意义。
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，因此武钢选择了余热发电方式来回收3台450m2烧结环冷机低温烟气余热。
该工程由中国设备公司总承包，于2007年9月9日正式开工，2008年11月28日热负荷试车成功。
2低温烟气余热发电的可行性研究2.1武钢烧结低温烟气余热利用情况国内烧结低温余热回收利用从产气原理上可归纳为两大类：一类是热管式蒸汽发生器装置，另一类是翅片管式蒸汽发生器装置。
两者相比，翅片管式余热锅炉较之热管，其换热效率、产气量等都大大胜出。
武钢集团非常重视节能降耗，早在1993年就在老一烧车间（现已拆除，原址上建起了炼铁总厂8#高炉）3#带冷机上安装了热管式蒸汽发生器；2003年5月，又在三烧“四改一”工程396m2环冷机的高温段上安装了翅片管式余热锅炉，投产至今已6年有余，运行良好，产生了巨大的经济和环境效益。
2.2余热发电情况调研随着近年来低温烟气余热锅炉技术和低参数补气式汽轮发电机组技术参数不断发展和日益完善，使低温烟气余热回收发电成为可能，为此我们分别考察了马钢300m2（2005年9月投产，年发电量约6100万KWh）烧结带冷机余热发电系统和海螺集团宁国水泥厂回转窑余热发电设施（98年投产，年发电量约5500万KWh），通过与上述两家的烟气情况进行对比，武钢烧结环冷机所产生的烟气温度及烟气量完全具备发电条件，而且一烧、四烧和五烧三个车间的现有场地，能够满足余热发电工艺设施及管道布置需要。
烧结环冷机余热回收技术应用
十一届全国烧结球团设备技术研讨会征文烧结环冷机余热回收技术应用施毓东卓坚韦俊（江苏沙钢集团有限公司）一摘要据统计，烧结工序的能耗约占冶金总能耗的10～12%，而其排放的余热约占总能耗热能的49%，高效回收和利用烧结排放的低温烟气余热越来越引起企业的关注。
在烧结矿生产过程中，特别是烧结矿由鼓风式环冷机冷却过程中会排出大量温度为250～380℃的低温烟气，其热能量大约为烧结矿热耗量的30％左右。
将烧结矿冷却过程产生的大量低温烟气进行余热回收，必将提高烧结矿生产过程的能源利用率，降低工序能耗，为企业带来十分可观的经济效益，同时减少烟气热、尘排放，减轻对大气环境的影响。
目前我公司共有各型号烧结机8台套，其中3#、4#、6#、7#、8#烧结机余热回收系统已投入运行，本文以3#烧结机为例阐述环冷机余热回收技术应用。
关键词：烧结工序，环冷机，余热回收，经济效益，大气环境二工艺简介烧结余热回收系统包括烟气回收系统、余热锅炉系统（回收蒸汽用于发电的话还包含汽轮机发电系统）。
其原理是从环冷机排出的高温烟气经混合，通过配置的高效余热蒸发器进行热交换，产生A t/h的饱和蒸汽和B t/h的低压蒸汽。
通过能量转换使烧结矿外排烟气的平均温度由350℃以上降低到150℃左右，余热锅炉排出的烟气经由引风机回送至烟囱排空。
烟气余热回收主要回收环冷一段与二段，设置封闭式烟罩用于烟气余热回收，烟罩内部上方设置内绝热烟罩，分割成高温烟气段和低温烟气段。
两个区段均设置一座烟囱，烟囱上设置三通管道，配置电动切换蝶阀，正常工作时，切换阀均将烟气导入锅炉烟道，在余热锅炉停止运行时，关闭烟气进入余热锅炉的通道，环冷机烟气通过机上烟囱排入大气。
图1 环冷机余热回收系统工艺图1 烧结工艺情况目前我公司3#烧结机为360m2烧结机，环冷机面积为415m2，配有5台冷却风机，进风管路连通，每台风机风量为48.4万m3/h。
烧结环冷机处理量620t/h热烧结矿，冷却时间最长80min，料层厚度1500mm，烧结矿平均入料温度600~700℃，出料温度120℃。
烧结冷却机余热回收控制系统在武钢三烧应用实践
余热回收系统工艺流程如图 １ 所示。生活用 水经过除氯水池处理和软化水池后 ，顺序经过置 于烧结环冷机上的水预热器、蒸发器 、过热器，
利用烧结矿的冷却废气 ，产生过热蒸汽 ，过热燕
收稿日 ： Ｏ — ２ ０ 期 ２ ６ ０— ８ ０ ａ￣ｆ （９ｔ ＝＿ １７－ ）工程 师 ；１０４ 辽宁省鞍 山市。 ｇ 。 １４４
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烧 结冷却 机余热 回收控制 系统在 武钢 三烧应用 实践
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Ａｂ嘲 ｜ Ｔｈ ｈ ｌ ｉｔｏ ｕ ｅ ｈ ｏ ｉ ｉ ｏ ｅ ｔｍｏｖ ｒ ｏ ｔ ｌｓｓｅ ｚｉ ｈ ｈｒ ｉｔｒ ｐ ｎ ｒｄ ｏｓｔ ｅｃ ｍｔ ｃ ｆｈ ａ ｏ ｅｙｃ ｎ ｒ ｙ ｔａ ｎ ｔ ｅｔｉ ｓ ｅ 盯 ｍｔ￣ ｏ ｄ ｎ
（）过程控 制功能 ：由 Ｐ Ｃ完成对过程数 １ Ｌ 据的采集 ，运算及对系统子功能的控制。
烧结低温烟气余热发电技术应用分析
烧结低温烟气余热发电技术应用分析摘要：随着社会的发展与进步，重视烧结低温烟气余热发电技术具有重要的意义。
本文主要介绍烧结低温烟气余热发电技术应用的有关内容。
关键词:烧结; 低温; 余热; 技术; 应用Abstract: along with the development of social development and progress, and pay attention to the sintering temperature flue gas waste heat power generation technology has the vital significance. This paper mainly introduces the sintering temperature flue gas waste heat power generation technology application related content.Keywords: sintering; Low temperature; Waste heat; Technology; application 引言钢铁企业烧结工序的能耗仅次于炼铁工序，一般为钢铁企业总能耗的10％～20％。
传统的烧结余热利用方式是在环冷机高温段安装简易余热锅炉生产蒸汽，效率低，回收的废气余热仅占总热量的10％左右。
近年来低温烟气余热锅炉技术和低参数补汽凝汽式汽轮发电机组技术不断发展，低温烟气余热回收成为可能。
最大限度的利用烧结环冷机排放的低温烟气的热能，降低烧结工序能耗，从而降低生产成本，是烧结余热发电的主要目标。
重钢在环保搬迁前烧结厂热平衡测试数据表明，烧结机的热收入中烧结矿显热占28.2%、废气显热占31.8%。
可见，烧结厂余热回收的重点为烧结废(烟)气余热和烧结矿(产品)显热回收。
烧结余热也是目前我国低温余热资源应用的重点。
重钢在环保搬迁后有容量为360m2的烧结机3套，其可利用余热有两部分：一为占烧结过程总带入热量约45％的烧结矿显热，在冷却机高温段废气温度为350～420℃；二是占总带人热量约24％的烧结烟气显热，在烧机机尾风箱高温段排出的废气温度为300～400℃。
烧结环冷机低温烟气余热发电技术探讨
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摘 要 ： 绍 了 目 国内烧结环冷机 余热发 电系统 的基 本情况和组 成， 介 前 对谊 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 键词 ： 烧结环冷机 余热锅 炉 汽轮 发 电机组 冈蒸 器 中 图分 类号 ： ７ ６ ｘ ０ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ： ６ ４ ０ ８ （ ｏ ２０ （ ） Ｏ ７ － １ １ ７ － ９ ｘ ２ １ ） １ｂ － Ｏ ０ Ｏ
１概述
钢 铁工 业是 一个 国家的 经济 基础 ， 但 其 能 耗 高 、 染 严 重 ， 国 家 节 能 减 排 的 重 污 是 点 行 业 。 钢 铁 企 业 能耗 的 １ ％又 是 烧结 系 而 Ｏ 统 消 耗 的 ， 此烧 结 系统 又 是 钢 铁 企 业 节 因 能减排 的重点对象 之一 。 在 烧 结 矿 生 产 过 程 中 ， 风 式 环 冷 机 鼓 冷 却 烧 结 矿 时 ， 向 大 气 中排 出 大 量 低 温 会 烟 气 （８ ２ ０～４ ０℃） 这部 分 烟 气 的 热能 约 为 ０ ， 烧结系统热耗的３ ％， 将其转换为电能 ， ３ 如 将 给 企 业 带 来 巨大 的 经 济 效 益 。 近 年 来 低 温 烟 气 余 热 锅 炉 制 造 技 术 逐 渐 成 熟 并 国产 化 ， 参 数 汽 轮 机 技 术 被 研 低 发并投 入批量 生产 ， 低 温烟气的 热量 回 使 收 在 技 术 上 成 为 可 能 。目前 国 内 各 大 钢 铁 企 业 都 在 建 设 烧 结 环 冷机 时 配 套建 设低 温 烟 气 的 余 热 发 电 设 施 ， 种 方 法 已经 成 为 此 国内各大钢铁 企业节 能降耗 的重要措施 。 如 济 钢 、 钢 、 钢 、 钢 、 阳 钢 厂 等 的烧 马 武 重 安 结 环 冷 机 烟 气 余 热 发 电 设 施 均 已 建 成 投 产。
烧结环冷机余热回收技术应用
十一届全国烧结球团设备技术研讨会征文烧结环冷机余热回收技术应用施毓东卓坚韦俊（江苏沙钢集团有限公司）一摘要据统计，烧结工序的能耗约占冶金总能耗的10～12%，而其排放的余热约占总能耗热能的49%，高效回收和利用烧结排放的低温烟气余热越来越引起企业的关注。
在烧结矿生产过程中，特别是烧结矿由鼓风式环冷机冷却过程中会排出大量温度为250～380℃的低温烟气，其热能量大约为烧结矿热耗量的30％左右。
将烧结矿冷却过程产生的大量低温烟气进行余热回收，必将提高烧结矿生产过程的能源利用率，降低工序能耗，为企业带来十分可观的经济效益，同时减少烟气热、尘排放，减轻对大气环境的影响。
目前我公司共有各型号烧结机8台套，其中3#、4#、6#、7#、8#烧结机余热回收系统已投入运行，本文以3#烧结机为例阐述环冷机余热回收技术应用。
关键词：烧结工序，环冷机，余热回收，经济效益，大气环境二工艺简介烧结余热回收系统包括烟气回收系统、余热锅炉系统（回收蒸汽用于发电的话还包含汽轮机发电系统）。
其原理是从环冷机排出的高温烟气经混合，通过配置的高效余热蒸发器进行热交换，产生A t/h的饱和蒸汽和B t/h的低压蒸汽。
通过能量转换使烧结矿外排烟气的平均温度由350℃以上降低到150℃左右，余热锅炉排出的烟气经由引风机回送至烟囱排空。
烟气余热回收主要回收环冷一段与二段，设置封闭式烟罩用于烟气余热回收，烟罩内部上方设置内绝热烟罩，分割成高温烟气段和低温烟气段。
两个区段均设置一座烟囱，烟囱上设置三通管道，配置电动切换蝶阀，正常工作时，切换阀均将烟气导入锅炉烟道，在余热锅炉停止运行时，关闭烟气进入余热锅炉的通道，环冷机烟气通过机上烟囱排入大气。
图1 环冷机余热回收系统工艺图1 烧结工艺情况目前我公司3#烧结机为360m2烧结机，环冷机面积为415m2，配有5台冷却风机，进风管路连通，每台风机风量为48.4万m3/h。
烧结环冷机处理量620t/h热烧结矿，冷却时间最长80min，料层厚度1500mm，烧结矿平均入料温度600~700℃，出料温度120℃。
烧结环冷机低温烟气余热发电的控制研究
烧结环冷机低温烟气余热发电的控制研究作者：王旭伟刘新尧来源：《中国科技纵横》2013年第11期【摘要】据统计,2007～2012年间,我国钢铁行业能耗约占全国能耗的14.2%,是国内的第一能耗大户。
在钢铁生产中,烧结是仅次于炼铁的第二大能耗工艺,约占钢铁企业总能耗的12%～20%,其中,冷却机废气和烧结机烟气带走的显热又占整个烧结工艺全部支出热量的50%。
对冷却机废气余热进行回收是降低钢铁企业能耗,发展循环经济的重要途径。
本文基于我国烧结冷环机热废气余热利用现状,分析了现行技术的不足及其产生原因,提出一种新的环冷机余热发电的控制方法,并对其工程应用进行了对比分析,节能效果显著。
【关键词】钢铁厂余热发电控制烧结环冷机在工作时,会向外排出大量200～450℃的中低温废气,这部分废气带走的显热占整个烧结工艺全部支出热量的一半以上,余热利用潜力巨大。
国内外理论研究和工程实践已经证明,完全可以在保证烧结系统正常生产的前提下,基于余热品味分析,实施能量梯形利用技术,用来生产蒸汽发电。
1 控制方法的相关背景、前提条件1.1 控制方法的相关背景在我国,对烧结低温余热发电的研究在上个世纪七八十年代就已经开始,第一套自主研发的余热发电项目也已于2004年在马钢建成投产。
截止目前,国内180余台大中型烧结机已经有三分之二以上都已建成或在建环冷机余热发电项目,但从已投运的项目的运行状况看来,绝大部分系统的实际发电量远小于设计指标,约为设计值的60%～70%,与国外发达国家相比差距较大。
造成这种差异的原因,除了国内烧结工艺不稳定,余热发电系统设计参数选取不当之外,还与国内现行的烧结余热发电系统控制不完善有很大关系。
现阶段,余热发电系统与外部烧结生产工艺之间的衔接和配合,尤其是余热锅炉与环冷机热风罩之间的取风衔接控制不完善,导致取风过程中环冷机Ⅰ、Ⅱ段中、低温热风混合和冷风漏入加剧,降低了余热锅炉效率。
如能对这部分控制加以完善,则可以进一步降低烧结工序中的能耗指标,实现能源的深度梯级利用。
烧结工程中环冷机余热发电利用技术的应用与探索通用版
安全管理编号：YTO-FS-PD614烧结工程中环冷机余热发电利用技术的应用与探索通用版In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities.标准/ 权威/ 规范/ 实用Authoritative And Practical Standards烧结工程中环冷机余热发电利用技术的应用与探索通用版使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。
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节能环保、资源回收再利用是社会的主题。
钢铁行业耗能巨大，其中，烧结环冷机节耗能就占钢铁生产1/10，并浪费巨大的可再用能源。
高温废气中含有大量粉尘，若不经处理向大气直接排放，则会造成粉尘污染与热污染，同时浪费能源。
在调查研究某钢铁企业的余热资源后得出，环冷机的余热资源充足，因此有必要对高温废气余热资源进行利用，余热发电工程投产之后，其经济效益、社会效益、环境效益十分显著。
1.目前国内外烧结工程中余热利用情况介绍世界主要发达国家中，日本的资源尤其稀缺，其能源利用率处于世界先进水平。
在余热利用技术上，其理论与实践应用领先于其他发达国家，取得成效明显。
在该国，钢铁企业都普遍安装了余热利用设施，用以发电或供热，从而降低钢铁厂能耗。
在我国，上世纪90年代，上海宝钢新建2#烧结机，向日本进口环冷机2台。
并在随后改造了3#烧结机，宝钢依靠自主创新，安装了余热利用设施，已投入使用。
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武钢3×450m2烧结环冷机低温烟气余热的开发应用1前言随着能源的日趋紧张，节能成为烧结工序的又一主题，烧结工序能耗约占钢铁企业总能耗的10%，仅次于炼铁而居第二位，冷却机废气带走的显热约占总能耗20%～28%。
可见，回收利用冷却机废气带走的余热成为降低烧结工序能耗的一个重要环节。
武钢炼铁总厂共有5台烧结机，分别为一烧（450m2）、二烧（280m2）、三烧（360m2）、四烧（450m2）、五烧（450m2）。
总所周知，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进行有效回收利用，对武钢推行节能降耗、改善环境、拓展循环经济、实现可持续发展具有十分重要的现实意义。
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，因此武钢选择了余热发电方式来回收3台450m2烧结环冷机低温烟气余热。
该工程由中国设备公司总承包，于2007年9月9日正式开工，2008年11月28日热负荷试车成功。
2低温烟气余热发电的可行性研究2.1武钢烧结低温烟气余热利用情况国内烧结低温余热回收利用从产气原理上可归纳为两大类：一类是热管式蒸汽发生器装置，另一类是翅片管式蒸汽发生器装置。
两者相比，翅片管式余热锅炉较之热管，其换热效率、产气量等都大大胜出。
武钢集团非常重视节能降耗，早在1993年就在老一烧车间（现已拆除，原址上建起了炼铁总厂8#高炉）3#带冷机上安装了热管式蒸汽发生器；2003年5月，又在三烧“四改一”工程396m2环冷机的高温段上安装了翅片管式余热锅炉，投产至今已6年有余，运行良好，产生了巨大的经济和环境效益。
2.2余热发电情况调研随着近年来低温烟气余热锅炉技术和低参数补气式汽轮发电机组技术参数不断发展和日益完善，使低温烟气余热回收发电成为可能，为此我们分别考察了马钢300m2（2005年9月投产，年发电量约6100万KWh）烧结带冷机余热发电系统和海螺集团宁国水泥厂回转窑余热发电设施（98年投产，年发电量约5500万KWh），通过与上述两家的烟气情况进行对比，武钢烧结环冷机所产生的烟气温度及烟气量完全具备发电条件，而且一烧、四烧和五烧三个车间的现有场地，能够满足余热发电工艺设施及管道布置需要。
经过多方论证和技术分析，武钢集团公司决定在烧结三台450m2烧结机，即一烧（450m2）、四烧（450m2）、五烧（450m2）的鼓风式环冷机上建设利用日本川崎成套设备公司的技术制造的低温烟气余热锅炉，并非标设计一台额定功率为33MW的抽汽补汽凝气式汽轮发电机组，且抽汽提供25t/h（0.8MPa）的生产、生活用汽供烧结所用，以最大限度地利用烧结环冷机排放的低温烟气的热能，达到大幅度降低烧结工序能耗目的。
3设计方案和工艺介绍3.1环冷烟气参数的确定烧结机尾卸出的成品矿，直接进入环式冷却机，通过鼓风进行冷却，冷却产生的废气主要经两座烟囱直接排入大气。
为准确掌握废气品质情况，对环冷机前端相对高温的1#、2#烟囱及2#风机后段排出的废气进行了多次现场测试（见表1）。
表1 一烧、四烧和五烧环冷机高温段废气温度、流量等测试数据测试点烟气温度℃烟气标况Nm3/h 含尘浓度g/Nm3一烧390 530000 2四烧388 523000 2五烧394 539000 2一烧、四烧、五烧烧结矿采用的是鼓风式环冷机进行冷却，测得3#～12#间环冷机排出的废气温度的平均值约330～400℃，为了充分回收热能，余热锅炉到烧结环冷机之间的烟气采用闭环再循环方式，这样设计能使余热锅炉进口烟气温度提高50～80℃，烧结矿温度比正常情况略有提高（10℃左右），不影响烧结矿的冷却质量。
结合一烧、四烧和五烧车间环冷机废气温度及流量测试报告，最终确定如下设计参数：烟气温度388～390℃（按余热锅炉进口废气温度提高50℃设计考虑）；烟气流量523000m3/h～54000m3/h；锅炉出口排烟温度为165℃。
3.2工艺设计与技术参数的设定根据检测数据对各车间生产情况的调研，我们总结出：（1）每台烧结环冷机温度波动大（在310～450℃之间）；（2）生产稳定性受来料和高炉的生产情况影响较重；（3）烧结系统每个环节的设备和设施的故障的影响；（4）到换班班组人员操作习惯的影响。
基于以上条件，决定采用三炉一机的配置方式，合理调度三个烧结车间的生产，保证至少有两台烧结机在连续生产，这样就能避免因烧结停机或温度不正常而使汽轮发电机组频繁起停。
按照三炉一机的设计方式和普通电站配置的要求，该电站包括：烟气回收系统、余热锅炉系统、除盐水系统，汽轮发电机系统、循环冷却水系统、电力并网系统、蒸汽外网系统等；即在现有三条烧结环冷机旁就近露天各布置一台余热锅炉，锅炉主蒸汽压力2.05MPa，温度364～367℃，锅炉能力44.5～47.1t/h。
三台锅炉所产蒸汽并入蒸汽母管（压力1.95MPa，温度364～367℃，蒸汽量137.6t/h）冲动一台汽轮发电机。
系统设计充分考虑余热的充分利用和节约能源，最大程度的减少排放；其工艺系统见图1。
3.2.1余热锅炉系统设计余热锅炉系统主要包括余热锅炉本体、锅炉汽水系统、烟风回收系统等，见图2。
3.2.1.1余热锅炉本体及选型余热锅炉采用立式自然循环锅炉，带上汽包，烟气自上而下通过锅炉。
为增大换热面积，强化换热效果，余热锅炉受热面使用螺旋翅片管，同时采用特殊设计使烟气在炉膛内具有稳定均匀的分布和流速，从而使锅炉达到很高的效率；余热锅炉由省煤器、蒸发器、过热器和汽包组成主要循环回路。
具体选型见表2表2 余热锅炉设计参数项目1烧换冷机余热锅炉4烧换冷机余热锅炉5烧换冷机余热锅炉型式BLW自然循环锅炉BLW自然循环锅炉BLW自然循环锅炉蒸汽压力（过热器出口） 2.05MPa(A) 2.05MPa(A) 2.05MPa(A) 蒸汽温度（过热器出口）365℃364℃367℃蒸发量45.5t/h 44.5t/h 45.5t/h给水温度（汽包进口处）210℃210℃210℃烟气流量530000Nm3/h 523000Nm3/h 539439Nm3/h 烟气温度（锅炉进口处）390℃388℃394℃烟气温度（锅炉出口处）165℃165℃166℃通过锅炉的压力损失＜100mmH2O ＜100mmH2O ＜100mmH2O 3.2.1.2汽水系统为了充分进行余热回收，保证锅炉烟气出口温度为165℃左右，本汽包给水，另外一路进入闪蒸器。
采用闪蒸技术后使余热锅炉省煤器出口水温可达210℃，因单台余热锅炉扩容闪蒸出的饱和蒸汽压力较低，不足以合理利用，故三台余热锅炉设置一台闪蒸器，闪蒸出的饱和蒸汽直接进入汽轮机低压级进行补汽做功，增加发电量；而闪蒸器的出水又重新经锅炉给水泵送至余热锅炉省煤器形成一个水路循环。
余热锅炉省煤器段的工质流量比锅炉后段增大数倍，冷热流体热容量相当大，这样便可防止出现局部温差过大，影响传热效果，从而保证了烟气余热的充分利用，出炉烟气温度可降至165℃左右。
进入汽包的锅炉给水，通过下降管进入蒸发器，炉水被加热后变为汽水混合物，返回到汽包进行汽水分离，分离后的饱和蒸汽进入过热器，产出的过热蒸汽通过蒸汽外网送至汽机间。
本余热锅炉采用自然循环，即汽包、下降管、蒸发器、上升管、汽包形成一个闭路循环。
余热锅炉汽包的连续排污、事故放水、省煤器进口安全阀排水以及蒸汽管道的疏放水，通过管道接至疏水扩容器，进入疏水箱内，经过疏水泵加压后，经外网送汽机间。
这样可以节约除盐水的消耗量，并节约能源。
余热锅炉汽包的定期排污通过管道接至定期排污扩容期，扩容后的水排入下水管道。
余热锅炉汽包设置有磷酸三钠加药装置。
磷酸三钠溶液通过加药泵注入汽包。
余热锅炉设有炉水取样、过热蒸汽取样，从连续排污管道上抽出一根管道接至取样冷却器，进行炉水检验。
在过热蒸汽管道上抽出一根管道接至取样冷却器，进行过热蒸汽检验。
3.2.2烟气系统从烧结环冷机高温段烟囱及密封罩引出的烟气通过烟气母管送入余热锅炉顶部，经过炉膛，从余热锅炉下部排出，通过管道接至循环风机，加压后，将烟气管道分别接至环冷风机的风箱及1#鼓风机的出口风管道上。
为有效调节烟气流量，在循环风机入口和回送烟气支管上设有调节翻板阀。
在烟气系统设计过程中我们确保主线生产和尽可能提高产汽量等问题进行了计算核实。
锅炉烟气循环示意图见图3。
3.2.2.1首先考虑余热回收不能影响环冷机的正常生产，即：保证原环冷机1#风机停机后，下料温度保持在允许范围之内。
经计算，采用闭环循环系统，高温段的温度与过去相比有一定的（50～80℃）的提高，但对整体的下料温度影响不大，根据环式冷却机资料，对相关条件进行核算如下：A 环式冷却机原始参数有效冷却面积：460m2料层厚度：1400mm正常处理能力：880t/h最大处理能力：1150t/h鼓风机：台数5台风量552000m3/h风压4116PaB 环式冷却机计算1）鼓风环式冷却机面积选择A效=（Q·t）/（60·h·γ）式中：A效——冷却机有效冷却面积，m2; Q——冷却机处理能力，t/h；t——冷却时间，min;h——冷却机料层高度，m；γ——烧结矿堆积密度，t/m3。
A效=（1150×57）/（60×1.40×1.7）=459m2现有冷却机有效冷却面积为460m22）核算最少冷却时间t=（A·h·γ·60）/Q式中：t——冷却时间，min;A——冷却机冷却面积，m2;h——冷却机料层高度，m；γ——烧结矿堆积密度，t/m3。
Q——冷却机处理能力，t/h；t=（460×1.4×1.7×60）/1150=57.12min实际最少冷却时间为57.12min。
C 配套冷却风机的选择冷却机处理烧结矿量：1150t/h。
冷却风量：Q风=q×Q式中：q——冷却每吨烧结矿耗风量，2000m3/t·s；Q——冷却机处理能力，t/h。
Q风=2000×1150=2300000m3/h单位冷却面积风量：Q sc=Q风/（F×60）=2300000/（460×60）=83.33m3/（m2·min）冷却机在无热筛时料层阻力：P=1275·h·（Q sc/60）1.67式中：h——冷却机料层高度，m；Q sc——单位冷却面积的风量，m3/（m2·min）。
P=1275×1.4×（83.33/60）1.67=3089Pa现有风机参数如下：离心通风机5台，每台风机全压4116Pa，流量552000m3/h，配用电机：N=1000Kw。