钢铁厂烧结冷却机低温余热发电技术开发及应用
低温余热发电技术的特点、应用和发展趋势探讨
节能环保270 2015年12期低温余热发电技术的特点、应用和发展趋势探讨李金龙中材节能股份有限公司,天津 300400摘要：随着我国社会经济的高速发展，能源紧缺的矛盾日益突出。
但我国在能源使用上又客观存在着一些不合理的现象，导致能源的大量浪费。
能源的利用效率偏低，与此同时，又存在着大量工业低温余热、废气丢弃不用的普遍现象。
为了开发国家新能源，解决能源紧张的问题,国家应有效回收利用原本排放到大气中的工业废气低温余热。
而低温余热发电系统结构简单、设备稳定，利用压差做功回收动力，可以有效提高能源利用率。
本文则阐述了低温余热发电技术的概念、特点、应用以及发展趋势，以供参考关键词：低温余热发电技术；特点；发展趋势中图分类号：TM617 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)12-0270-021 引言能源是国家经济发展的基础，它与国家发展以及人们的生活水平息息相关。
然而，伴随着国家经济的高速发展，能源消耗不断增多，能源储备越来越少，能源需求不断增加。
这就要求我们提高能源的利用效率。
而在我国经济发展中，低温余热的数量巨大，在水泥、钢铁、玻璃、化工等行业生产中，这些余热资源数量大，品味低，有些不能再利用的废旧烟气被大量的排放，造成环境污染的同时，也造成了能源及资源的极大浪费。
低温余热发电系统的建设，可以综合利用企业生产排放的废热、废气资源，回收烟气的热量变废为宝，提高我国能源利用效率。
2 低温余热发电技术概述2.1 低温余热发电技术概念目前我国的工业生产企业，对150℃以上的中、高温余热利用技术已非常成熟，可用于发电或直接再利用。
而对150℃以下的中温余热/废热（水、气、汽）以及90℃以下的低温余热/废热，基本采用冷却后直接排放到大气中的方法。
温度在90℃以下的低温余热普遍存在于建材、冶金、化工和轻工等工业过程中以及人们的普遍生活中，对其实现高效回收利用具有重要意义。
把低温余热所具有的热能转换为电能，是提高能源利用效率和降低环境污染的有效途径。
烧结机余热发电技术的详解
烧结机余热发电技术一.概述余热发电是利用强制循环余热锅炉回收废气余热，生产中压饱和蒸汽，配套饱和蒸汽汽轮机组，发电机组抽汽供热，实现供热、电联产，最大限度提高余热蒸汽利用效率。
而对于烧结机余热发电来说是通过钢厂烧结机所产生的冶炼烟气余热强制循环余热锅炉回收利用，生产中压饱和蒸汽，配套饱和蒸汽轮机组，抽取供热发电。
通过对烧结机烟气的回收利用，一方面减少了对大气环境的污染（主要是二氧化碳，一氧化碳），另一方面，从某种程度上也节约了生产成本。
其所产生的蒸汽可进行对外供热，电联产，节省了企业的生产成本，也迎合当今社会节能减排的主题。
二.工艺原理1.烟气循环：烧结机所产生的烟气分为高低烟温段，共同进入余热锅炉烟道口，并且通过高功率循环风机强制其烟气循环，加热其中低压汽包，产生蒸汽。
当高低段烟道阀门打开时，烟气就进入锅炉烟道口，同时1#，2#烟囱也随之关闭，旁路烟关闭，补冷风口根据烟气温度自行调节其开度。
1#和2#环冷机的出口电动阀打开，循环风机的风流将进入环冷机内，代替环冷风机的风流，使得烧结工序能正常运行。
在此工序中循环风机是主体，因此循环风机的效率直接影响到烧结和锅炉蒸汽产生的效率，进一步影响发电效率。
2.中压水循环：中压锅筒给水是来自汽机房凝结水经过低压除氧器处理后，由中压给水泵打入中压锅筒。
中压给水调节中最为重要的是给水三冲量调节，其调节方式是通过汽包水位，给水流量，主蒸汽流量。
给水三冲量调节中，给水流量的准确度直接影响到调节的准确和稳定度。
因此要进行三冲量的调节，给水流量和蒸汽流量以及水位的校验非常重要。
当主蒸汽温度达到一定值（主要由进入汽机的蒸汽温度决定）时，需要打开减温水调节阀来冷却中压减温汽，降低蒸汽温度，符合进入汽机蒸汽温度的要求。
3.低压水循环：低压汽包给水是来自汽机房凝结水经过除氧器处理后进入低压汽包。
对于低压汽包给水调节可以进行两冲量或单冲量调节，其具体调节方式可以根据现场情况而定。
钢铁企业烧结余热利用与发电技术
钢铁企业烧结余热利用与发电技术摘要: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%。
我国烧结工序的能耗与先进国家相比有较大差距，每吨烧结矿的平均能耗要高20kgce。
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，即浪费了热能又污染了环境。
据日本某钢铁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。
一、烧结余热利用方式与现状烧结余热主要利用方式有（1）在点火前对烧结料层进行预热；（2）送到点火器，进行热风点火；（3）实行热风烧结，回收烧结过程的热量和成品矿显热，降低烧结能耗；（4）利用余热锅炉回收烧结或冷却热废风，所产蒸汽用于预热烧结混合料或生活取暖等，或者进行蒸汽升值发电。
目前，我国大型烧结厂普遍采用了余热回收利用装置，但多数中、小烧结厂的余热仍未得到有效利用。
国内重点大中型企业，钢铁协会会员单位在2006年钢铁协会调研时，只有不到三分之一的烧结机配备了烧结余热利用设备，大部分是蒸汽回收并入全厂动力蒸汽管网，很少利用余热发电的。
近年来，随着低温烟气余热锅炉技术和低参数补汽式汽轮机技术的发展，使低温烟气余热发电成为可能。
二、烧结余热利用与发电技术目前我国烧结余热利用的重点和难点在于：由于存在漏风率高导致废气温度降低，又要保证进入除尘器前废气温度在露点以上等原因，回收利用烧结余热较困难。
因此，如何降低漏风率以提高烧结机烟气温度，以及在保证烧结废气除尘所需温度条件下，实现烧结机尾部高温段废气显热回收？烧结余热蒸汽发电核心技术的消化吸收和本土化，是烧结余热回收的重点。
如开发此技术将烧结矿余热充分利用，则钢铁行业年可节约能源约900万吨标准煤。
烧结余热发电是利用低温余热的一个有效途径，但目前来说应用很少，且存在一些问题，在运行过程中，由于烧结机和环冷机工况发生变化时，余热回收系统的工作参数也将随之变动，输出的蒸汽压力、温度、流量也将发生变化，从而影响发电机组的运行效率。
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。
烧结环冷机纯低温余热发电技术的应用效果
能 源研 究 与 管 理 ２ １（ ） ０ ２ １
・ １ ９ ・
烧结环冷机纯低温余热发 电技术的应用效果
肖南石 ，潘春 晖
（ 江西萍钢 实业股份有 限公 司，南 昌 ３ ０ ３ ） ３０８
摘 要 ：介绍 了余 热发 电技术在 萍钢公司烧结 机上的应用 ； 合本企业使用情况 证明该技术 的应用 既可净化环境 ， 结
Ｋｅ ｒ ｓ ｓｅ ｌ ｎ ｅｐ ｉｅ ｓ ｔｒ ｃ ｉ ｅ ｃ ｇ ｅ ａｉ ｎ ｂ ｎ ｆ ｙ ｗｏ ｄ ： ｔｅ ｔ ｒ ｒｓ ； ｉ ｅ ｍａ ｈ ； ｏ ｎ ｒ ｔ ； ｅ ｅ ｔ ｅ ｎ ｎ ｏ ｉ
引言
在钢铁企业中 ， 烧结工序能耗仅次于炼铁工序 ， 占总能耗的 ９ ％～１％，节能潜力很大 。烧结余 热发 ２ 电是一项将烧结废气余热资源转变为 电力的节 能技 术 。该 技术不 产生额 外 的废 气 、废 渣 、粉 尘和其 它有 害气体 ，能够有效提高烧结工序的能源利用效率，平 均每吨烧结矿产生的烟气余热 回收可发电 ２ ・， ０ Ｗ ｈ ｋ 折合吨钢综合能耗可降低约 ８ ｇ 标准煤［。 ｋ Ｉ － ２ ］
（ ａ ｇ ｉ ｉｇ ｉｎ ｔｅ Ｉｄ ｓ ｉ ｏ，ｔ．Ｎａｃ ａ ｇ３ ０ ３ ， ｈｎ ） Ｊ ｎ ｘ ｎ ｘａ ｇＳｅｌｎ ｕｔ ａ Ｃ ． ｄ， ｎ ｈ ｎ ３ ０ ８ Ｃ ｉａ ｉ Ｐ ｒｌ Ｌ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｐ ｌ ａｉ ｎ ｏ ｇ ｎ ｒ ｔ ｎ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｆｓ ｔｒ ｃ ｉｅ ｉ ｉ ｇ ｉ ｎ ｔｅ ｓｉ ｔｏ ｕ ｅ ． ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｅ ｓｒ ｃ ： ｅ ａ ｐ ｉ ｔ ｆ ｏ ｅ ｅ ａｉ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｎ ｅ ｍａ ｈ ｎ Ｐ ｘ ａ ｇ Ｓ ｅ ｌ ｃ ｏ ｃ ｏ ｉ ｎ ｎ ｗａ ｒ ｄ ｃ ｄ Ａｃ ｏ ｄｎ ｔ ｎ ｏｈ ａ ｐ ｉａ ｏ ｆ ｉ ｃ ｏ ｏ ｅ ｃ ｍｐ ｎ ， ｔ ｒ ｖ ａ ｉ ｃ ｏ ｏ ａｌ ｏ ｎ ｙ ｉ ｒ ｖ ｎ ｉ ｎ ｎ ｕ ｌｏ ｔｋ ｐ ｌ ｔ ｎ ｏ ｔ ｓｔ ｈ ｌ ｇ ｉ ｔ ｏ ａ ｙ ｉ ｐ ｏ ｅ ｔ ｔ ｈ ｓｔ ｈ ｌ ｇ ｃ ｌ ｎ ｔｏ ｌ ｃｉ ｈ ｅｎ ｙ ｎ ｈ ｈ ｔ ｅｎ ｙ ｍｐ ｏ ｅｅ ｖ ｒ ｍｅ ｔ ｔ ｓ ｅ ｏ ｂ ａ ａ ａ ｖ ｎ ａ ｅｏ ｒ ｓ ｕ ｃ ｓ ｒ ｄ ｃ ｅｃ ｓｓ ｎ ａ ｅｇ ｏ ｃ ｎ ｍｉ ｄ ｓ ｃａ ｅ ｅ ｔ ｄ ａ ｔｇ ｆ ｅ ｏ ｒ ｅ ， ｅ ｕ ｅｔ ｏ ｔ ａ ｄ ｈ ｖ ｏ ｄｅ ｏ ｏ ｃａ ｏ ｉｌ ｎ ｆ ． ｈ ｎ ｂ ｉ
钢铁企业烧结余热发电技术研究-论文
摘要烧结余热发电技术是一项将烧结废气余热资源转变为电力的节能技术。
由于国内烧结余热发电起步较晚，因此还存在回收率较低等很多问题，现对现有的余热发电系统进行分析，提出新的改进措施，从而提高余热资源回收率及机组的发电功率。
本研究通过分别分析烧结余热发电双压系统、单压系统、闪蒸系统和补燃系统四种余热发电系统的热力学和经济性计算，发现对于钢铁企业，双压系统的热力特性和经济性最佳，排出的污染物较少，是最合理的设计方案。
最后，对于当前技术条件下烧结余热发电技术应用难点，本设计通过设计余热发电流程，严格控制余热发电环节，以优化余热发电方案，取得更好的经济及环境效益。
关键词：余热发电、烧结、双压ABSTRACTSintering waste heat power generation technology is a sintered exhaust heat resources into electricity saving technology. As domestic sintering waste heat power generation started late, so there are still many problems such as low recovery rate, now we existing analysis cogeneration systems, propose new measures for improvement, thereby improving waste heat recovery and power generation units.This study analyzed separately dual-pressure sintering waste heat power generation system, a single pressure system, flash system and the complement system, fuel system, four kinds of cogeneration thermodynamic and economic calculations and found that the iron and steel enterprises, dual pressure system and economy of the thermodynamic properties is best, fewer pollutants dischar- ed, is the most reasonable design. Finally, the sintering waste heat power genera- tion technology difficulties of current technical conditions, this design through the design of waste heat power generation process, strict control of waste heat power generation process, in order to optimize the waste heat power generation system, and obtain better economic and environmental benefits.Key words:waste heat power generation, sintering, dual-pressure目录1绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2烧结余热发电技术国内外研究现状 (3)1.3烧结余热发电研究意义 (4)1.4研究内容 (5)2烧结余热发电系统分析 (6)2.1烧结余热发电系统 (6)2.2烧结余热发电烟气系统 (8)2.3烧结余热发电热力系统分析方法 (9)2.4烧结余热发电四种热力系统热力学分析 (13)2.5烧结余热发电四种热力系统经济性分析 (22)3烧结余热发电设备 (26)3.1选型原则 (26)3.2部分主要设备的选型要求及选择 (26)4烧结余热发电技术应用难点及解决方法 (32)4.1烧结余热发电技术应用难点 (32)4.2烧结余热发电技术应用难点解决方法 (33)5总结 (36)参考文献 (37)致谢 (39)附录A 烧结余热发电系统总图 (40)附录B 外文参考文献及译文 (42)1绪论1.1研究背景1.1.1 钢铁工业烧结余热能源现状钢铁生产过程中消耗了大量的资源、能源，因此随着钢铁产量的增长，能源消耗总量也持续上升。
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。
钢铁企业烧结余热发电技术推广实施方案
增强企业竞争力
采用先进的烧结余热发 电技术，可提高钢铁企 业的生产效率和产品质 量，增强企业的市场竞 争力。
THANKS。
01
进行详细的预算编制，包括设备购置、安装、运行和
维护的总成本。
资金筹措
02 通过企业自筹、政府补贴或银行贷款等方式筹措资金
，确保项目的顺利实施。
使用计划
03
制定合理的资金使用计划，确保项目各阶段的资金投
入与使用符合预算。
风险管理措施与应对方案
环境风险
评估烧结余热发电系统对环境的影响，采取 相应的环保措施，如废气处理、噪声控制等 。
政策支持
政府将加大对钢铁企业节能减排的支持力度，政策鼓励钢铁企业采 用烧结余热发电等节能技术。
市场需求
随着社会对环保和节能的关注度不断提高，市场对环保节能产品的 需求也将不断增加。
对钢铁企业可持续发展的贡献
提高能源利用效率
采用烧结余热发电技术 可有效提高钢铁企业的 能源利用效率，降低能 源成本。
减少环境污染
经济效益与社会效益分析
经济效益分析
根据烧结余热发电系统的运行数据，分析系统对钢铁企业经济效益的影响，包括 减少的能源费用、增加的营业收入等。
社会效益分析
从国家能源战略和环保政策的角度出发，分析烧结余热发电技术对减少碳排放、 节约能源、促进经济发展的贡献。
06
结论与展望
项目实施的意义与价值
减少能源消耗
节能减排效果评估
根据烧结余热发电系统的运行数据，评估每吨烧结矿的发电 量，以及减少的二氧化碳排放量，计算出系统的节能减排效 果。
技术创新与改进方案
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℃。
钢铁企业低温余热发电技术探讨
钢铁企业低温余热发电技术探讨I. 引言- 低温余热的概念和重要性- 钢铁企业低温余热产生情况及待解决问题II. 低温余热发电技术概述- 传统低温余热发电技术简介- 新型低温余热发电技术探究III. 钢铁企业低温余热发电技术应用研究- 钢铁企业低温余热特点分析- 低温余热发电技术适用性评估- 钢铁企业低温余热发电方案设计IV. 钢铁企业低温余热发电技术实施案例分析- 案例1：某钢铁企业余热产生及发电方案实施- 案例2：某钢铁企业余热综合利用方案实施效果V. 结论与展望- 钢铁企业低温余热发电技术的应用前景与发展趋势- 对未来相关研究工作的建议VI. 参考文献第一章引言随着全球经济的发展和人民生活水平的提高，各行各业对能源的需求不断增加。
同时，环保意识也逐渐增强，对传统高污染、高耗能行业的监管也越来越严格。
如何将能源转化为高效、低污染的形式，成为了现代能源领域需要解决的一个重要问题。
低温余热是指在工业生产过程中，生产出来温度低于环境温度的余热。
传统上，这种低温余热普遍被认为是一种无用的能源形式而被直接排放到环境中。
然而，在经过专业的处理和利用后，这种低温余热可以转化为可再生的能源，从而为企业节约能源消耗的同时减少了环境污染，提升了企业的社会形象和竞争力。
本文以钢铁企业为例，探究低温余热发电技术的应用和探讨其发展方向。
通过分析钢铁企业低温余热的产生情况和问题，总结传统和新型低温余热发电技术，并探讨其在钢铁企业中实际应用的可行性和效果，为今后的钢铁企业低温余热利用提供参考和借鉴。
第二章低温余热发电技术概述1. 传统低温余热发电技术简介传统低温余热发电技术主要包括有机朗肯循环发电技术、卡尔森循环发电技术和热电联供技术等。
有机朗肯循环发电技术是一种将低温余热通过热泵提升温度，再将高温蒸汽作为工作流体驱动涡轮机发电的技术。
这种技术的优点是能够将低温余热的温度提升到较高的水平，以便于发电。
但是，由于其需要热泵等设备的维护和运行成本较高，以及采用的工作流体溴化甲烷等具有一定的环境隐患，其在应用中受到了一定的限制。
钢铁企业低温余热源热泵技术及其应用
钢铁企业低温余热源热泵技术及其应用结合典型钢铁企业的低温余热资源调研,通过测算分析了采纳余热源水源热泵技术回收利用钢铁企业工艺循环冷却水和工业废水的节能减排效果,证明该技术是一项先进的节能减排措施,有助于企业降低能源成本、实现节能减排,践行低碳经济和循环经济,增加企业核心竞争力,可为企业带来良好的经济效益和社会效益。
钢铁冶金过程中产生的大量循环水、废水和废气等低温余热源,此部分余热资源目前尚没有得到有效利用,形成余热资源的铺张。
同时,中国北方钢铁企业冬季供暖需要开动高能耗低效率的燃煤小锅炉或者直接耗用高品质的蒸气进行采暖,燃煤费用、维护检修费用和人工成本较高,造成冬夏季蒸气单位耗量差值较大,在用气高峰时,由于蒸气供应困难甚至影响钢铁生产顺行。
针对此类问题,本文尝试采纳水源热泵技术回收利用低温余热资源,从而替代和淘汰高耗能高污染的燃煤小锅炉,达到节能减排的效果。
余热在不同的工序中有着不同的种类和形态,余热的温度水平及数量既影响着余热的数量也影响着余热的质量,所以在余热源水源热泵的热力学分析中,不仅要分析它的数量,还要分析它的质量,这样才能做到合理、全面,也为余热资源的有效利用打下了基础。
电能是一种全能,是能量品位最高的能量形式之一,而余热资源一般品位较低,两者在能质上有着极大的差别;高品质的蒸气也含有肯定的值,直接利用板式换热器供暖后,值全部损失掉了。
1 钢铁企业低温余(废)热源热泵技术1.1 热泵的工作原理热泵是将低温热源的热量转移到温度高于环境温度物体的机器和设备。
其作用同水泵相像,水泵把水从低处提升到高处,从而实现水的由低处向高处流淌;热泵同样可把热量从低温传递到高温。
因此,热泵实质上是一种热量提升装置,热泵的作用是从四周环境中吸取热量,并把它传递给被加热的对象(温度较高)。
依据热泵驱动力不同,热泵主要分为压缩式热泵和汲取式热泵。
其中压缩式热泵供热工况原理见图1,此工况下,低温热源经过蒸发器,加热蒸发器中工质产生蒸气经压缩机压缩,消耗外功,使工质的温度和压力提高,此时工质温度高于热用户所需温度,让它进入冷凝器向热用户供热而本身被冷凝,然后通过节流阀降压降温进入蒸发器,此时工质温度低于余热源的温度,在蒸发器中汲取外界热量而蒸发。
邯钢烧结余热发电技术创新与应用
邯钢烧结余热发电技术创新与应用1方案制定1、1烟气系统工艺流程设计安装两条烟道将环冷机1#和2#烟囱与双压余热锅炉的烟气入口相连接。
通过这两条烟道将环冷机1#和2#烟囱的高温烟气分别引入余热锅炉，高温烟气在锅炉内放热，余热锅炉排出的冷烟气通过循环风机回鼓至环冷机的底部重新吸收环冷机台车上烧结矿的热量后向上进入环冷机1#和2#烟囱。
这样布置的工艺流程好处在于：第一、可以同时停开两台环冷机的鼓风机，以提高进入余热锅炉的烟气温度和节约环冷机系统电耗。
第二、烟气的循环利用可以大幅提高余热锅炉能量回收效率。
第三、可以大幅减少烟气排空所造成的矿尘污染，改善生产区域的环境质量。
第四、用回风冷却烧结矿可以减少烧结矿与冷却风的温差，减少高温矿料因急剧冷却产生的破碎现象，提高烧结矿的品质。
为了切实保证环冷机主体生产不受烧结余热发电系统的影响，在余热锅炉的尾部设置有补冷风口，在回鼓管道上设置有烟气应急放散口，以便调节回鼓烟气的温度和处理突发事故。
1、2蒸汽发电系统工艺流程本工程蒸汽发电系统配置有1台双压余热锅炉和1台补汽、凝汽式汽轮发电机组。
双压余热锅炉产生的中压过热蒸汽通过布置在汽机间的中压蒸汽管，送往汽轮机主汽阀进口，低压蒸汽经补汽管道进入汽轮机的补汽阀进口。
主蒸汽和补汽通过不同的入口进入汽轮机，带动汽轮机做功发电。
做完功的蒸汽在凝汽器内冷凝后由凝结水泵送回锅炉继续吸热，再变成过热蒸汽送往汽机。
2、1减少环冷机上部烟罩漏风为核心的柔性密封技术在烧结矿质量相对稳定的情况下，减少环冷机上部烟罩漏风是提高烟气温度和发电量的关键技术。
由理论和实践可知，冷风漏进烟罩内以后会对高温烟气产生冷却作用，造成烟气温度降低，在余热锅炉内的换热效率下降，发电量降低；高温烟气从烟罩内漏出，同样造成热量的损失，使得进入锅炉的热量减少，而影响发电量。
为了攻克这一难题，本项目开展了从烟罩漏风各个结构装置控制到操作工艺控制的全面技术研究。
包括环冷机台车上部柔性自吸密封技术、烟罩端部动态密封技术、烟罩内部负压动态控制防泄漏技术等。
烧结冷却机余热发电技术
烧结冷却机余热发电技术分析当前我国烧结环冷的烟气余热利用问题，根据我国现阶段建设节约型社会的迫切要求，余热利用和热电联产被作为重点节能工程提出，天津华能通过技术改造，成功解决烟气污染问题，利用余热生产饱和蒸汽，供生产生活使用，具有非常现实的意义。
标签：烟气；高温；翅片管蒸发器；蒸汽；过热器；布袋除尘器；热管蒸发器钢铁生产过程中，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%的热能以烧结烟气和冷却机废气的显热形式排入大氣。
烧结冷却机余热的回收，是通过回收烧结机尾落矿风箱及烧结冷却机密闭段的烟气加热余热锅炉来回收低品位余热能源，结合低温余热发电技术，用余热锅炉的过热蒸汽来推动低参数汽轮发电机组做功发电的最新成套节能技术。
由冷却机一段风箱排出烟气（300～450℃）拟进行余热发电，2段和3段排出烟气温度（100℃及以下）较低，经性价比计算，回收价值较低，同时考虑矿料的最终冷却效果，不考虑回收，只考虑利用一段风箱范围内的高温烟气进行余热回收。
配置一条循环风余热锅炉系统。
从简单的工艺流程图可以看出：在烧结环冷机一段风箱和二段风箱之间设置隔板，将两端烟气隔开。
在一段风箱原有烟囱顶部加装烟道碟阀并在烟囱上开孔，设置一个引出烟道，并加设烟气蝶阀，引出的高温烟气首先进入撞击式除尘器进行粗除尘，然后高温烟气进入余热锅炉，烟气降温到160℃进入新增加的循环风机。
同时在进入循环风机前的烟道上设计一个混风阀补冷风。
需要发电时，关闭烟囱顶部烟道阀，打开引出烟道蝶阀，开动引风机，烟气由上部进入余热回收系统的温度为300-450℃，烟气从余热回收系统上部进入，经换热器将温度降到160℃左右，经引风机鼓入原有冷却风系统，达到循环风利用的目的，同时余热锅炉产生的230℃的过热蒸汽去汽轮机发电。
主要设备及技术特点一、撞击式除尘器从烟道过来的含尘气体流过扩大的截面流速降低，并与撞击式除尘器内部挡板相撞，颗粒大的固体沉降下来，并通过撞击式除尘器下部的卸灰阀排走。
钢铁行业烧结余热发电技术
钢铁行业烧结余热发电技术
一、所属行业：钢铁行业
二、技术名称：钢铁行业烧结余热发电技术
三、适用范围：钢铁行业
四、技术内容：
1.技术原理
钢铁行业烧结、热风炉、炼钢、加热炉等设备产生的废烟气，通过高效低温余热锅炉产生蒸汽，带动汽轮发电机组进行发电。
2.关键技术
通过分级利用余热，使得余热锅炉能最大限度的利用200～400℃的低温余热。
3.工艺流程
烟气收集→余热锅炉→汽轮发电机。
五、主要技术指标：
1.与该节能技术相关生产环节的能耗现状：
200～400℃的低温余热废气，基本没有得到利用。
2.主要技术指标：
可利用烟气温度为200～400℃。
六、技术应用情况：
目前钢铁冶金行业才开始推广应用。
七、典型用户及投资效益：
典型用户马钢
某钢铁投资1.7亿元人民币，安装了低温余热锅炉及汽轮发电机组，年发电量达1.4亿kWh，年取得经济效益7000万元人民币，投资回收期2.5年。
八、推广前景和节能潜力：
钢铁企业的烧结、冶炼、加热等设备产生大量的低温废气，基本没有得到合理利用，所以其推广前景广阔，节能潜力巨大。
“十一五”期间该技术在行业推广到的比例为10%～20%，需要总投资为5亿元人民币，年可发（节）电12亿kWh。
九、推广措施及建议：
钢铁生产过程中，都会产生大量低温烟气，若将其低温余热充分合理利用，将会产生很大的节能效益。
建议政府应积极支持、鼓励，制定特殊政策，激励企业利用低温余热的积极性，节约大量一次能源，创造更多社会效益。
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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。
但如何确定经济合理的烧结冷却机低温余热发电技术，充分提高余热发电能力？本文针对国内外同类设施余热利用技术经验，结合烧结冷却机原理、热工理论、锅炉和汽轮机制造技术、工程实践等，探讨如何选择热力工艺系统，确定热力参数；如何从烧结冷却机冷却工作原理着手，想办法提高冷却媒体（即空气）的温度水平，从而提高冷却机烟囱排气温度；如何改进烧结冷却机烟气罩的密封，减少热烟气的外漏量，提高冷却机烟囱排气量；为合理选择余热发电技术及提高发电能力提供参考。
二、烧结冷却机概述烧结矿的冷却方式主要有鼓风冷却、抽风冷却和机上冷却等几种方式。
目前，国内钢铁厂烧结矿的冷却方式大多采用鼓风冷却方式，烧结鼓风冷却机根据占地方式不同有带式冷却机和环式冷却机两种，烧结鼓风冷却机规模按冷却机面积有140m 2、190m 2、280m 2、336m 2、415m 2、460m 2等系列。
烧结鼓风冷却机工作原理为：赤热的烧结矿石从烧结机进入冷却机时的温度高达650~750℃。
在烧结机中反应终了的矿石经过破碎，移送至冷却机，并形成一定厚度的填充层。
填充层一面向前移动，一面被从下部各段鼓风机送入的空气逐次冷却，当冷却至120~150℃时，排出冷却机向高炉输送。
与烧结矿石进行热交换的空气，通过在冷却器上方各段设置的烟罩烟囱排出。
烧结冷却机前几个烟罩烟囱（即高温段烟罩烟囱，一般为1#，2#段烟囱或1#，2#，3#段烟囱）向大气排放300~400℃左右的废气，其中还含有一定数量的矿物粉尘。
该部分废气温度相对较高，废气排量大，有较强的余热利用价值，且可回收部分烧结矿粉尘。
三、热力工艺系统方案1．国内余热发电技术主要采用的三种热力系统对于纯低温余热发电，目前国内已普遍采用的有以下几种热力循环系统：（1）单压系统：采用单级进汽汽轮机及单压余热锅炉的单压不补汽系统，见图1。
图1单压热力系统图（2）闪蒸系统：采用补汽式汽轮机的复合闪蒸单级补汽系统，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后，二次蒸汽补入汽轮机，见图2。
图2复合闪蒸热力系统图2011-0-11981-第5期朱飞：钢铁厂烧结冷却机低温余热发电技术开发及应用77（3）双压系统：采用补汽式汽轮机的双压单级补汽系统，余热锅炉生产两个不同压力的蒸汽，一为主蒸汽，另一个为低压补汽，见图3。
图3双压热力系统图2．系统蒸汽参数的选取与发电能力比较对于单压系统，随着主蒸汽压力的升高，其对应的饱和温度也升高，由于节点温差的存在，锅炉排烟温度也升高，使其利用的热量减少，主蒸汽产量减少；相反，随着蒸汽压力的降低，其对应的饱和温度也降低，锅炉排烟温度降低，其利用的热量增多，主蒸汽产量会增加。
但如果工质压力太低，因为等熵焓降显著减少，造成工质循环热效率下降，其单位发电能力减少，当压力降到一定值时，系统总的发电能力反而开始降低。
由于废气余热不能得以充分利用，相应影响发电能力。
在双压技术中，可以在主蒸汽压力较高的前提下，也就是在工质循环热效率较高的情况下，保证较低的排气温度。
双压系统可使相对高温热源（230~350℃烟气）产生较高参数的蒸汽，使相对低温热源（100~230℃烟气）产生较低参数的蒸汽，使能量分布优化，系统充分吸收低参数热量，发出更多的电能。
复合闪蒸单级补汽系统，发电能力处于中等，是由于废气经余热锅炉生产主蒸汽后，再经省煤器加热段生产高温热水，生产出的热水一部分作为余热锅炉蒸发段的给水，余下的高温热水经过闪蒸器生产出低压饱和蒸汽，低压饱和蒸汽补进汽轮机发电，闪蒸器的出水混和汽轮机的凝结水作为锅炉的给水，由于闪蒸器的出水温度为闪蒸器所产蒸汽压力下对应的饱和温度，一般闪蒸器低压蒸汽压力：0.4MPa，饱和水温度144℃，高于汽轮机的排汽温度45℃，也就是说，虽然冷却机废气余热被利用了，但由于闪蒸器的出水焓未能转换为电能，降低了系统的发电能力，但由于有闪蒸出的蒸汽补进汽轮机，所以发电能力在前两系统之间。
因此，在相同的条件下，单压、双压、闪蒸三种系统中，双压系统发电能力是最高的。
4．技术经济比较现以我公司设计的某钢厂烧结环冷机余热蒸汽发电工程为例，在相同的条件下，对单压、双压、闪蒸三种系统进行技术经济比较。
某钢厂工程共有2套360m2烧结机环冷机，采用两台余热锅炉配置一台纯凝式汽轮发电机组。
每台锅炉进口烟气参数为：额定烟气量440,000Nm3/h，额定烟气温度370℃。
三种系统装机方案主要技术经济指标如表1。
由表可知，烧结冷却机纯低温余热发电应优先选择双压热力系统，不但技术经济合理，且发电能力是最高的。
表1三种系统装机方案技术经济比较序号名称单位单压系统双压系统闪蒸系统1额定烟气量万Nm3/h44x2=8644x2=8644x2=86 2额定烟气温度℃370370370 3锅炉主蒸汽压力MPa（g） 1.4 1.9 1.94锅炉主蒸汽温度℃345345345 5锅炉主蒸汽流量t/h42x2=8439x2=7839x2=78 6锅炉补汽（或闪蒸汽）压力MPa（g）无0.40.3 7锅炉补汽（或闪蒸汽）温度℃无210143.6 8锅炉补汽（或闪蒸汽）流量t/h无10x2=208x2=16 9锅炉排烟温度℃17013815310汽机主蒸汽流量t/h84787811汽机补汽流量t/h无201812汽机计算功率MW14191813发电年利用小时数h70007000700014全厂年发电量kWh/a0.98×108 1.33×108 1.26×108 15全厂年供电量kWh/a0.87×108 1.18×108 1.11×108 16综合厂用电率%11.411.611.617项目静态投资万元7200100001120018发电工程单位投资元/kW51435263622219年销售收入万元34804720444020财务内部收益率%27.6228.1123.2321财务净现值万元13123186921567422全部投资回收期年 4.60 4.54 5.24注：本工程为余热利用发电，折合标煤按汽机计算功率下燃煤锅炉纯凝发电机组相等估算标煤值。
收益按0.4元/KWh计算。
四、锅炉烟气系统方案1．锅炉烟气系统方案比较锅炉烟气系统有如下两种方案：（1）锅炉排出烟气直接排入大气。
（2）将锅炉排出烟气再送至环冷机高温段入口，形成烟气再循环。
提高余热锅炉主蒸汽参数，更应从烧结冷却机冷却工作原理着手，想办法提高冷却媒体（即空气）的温度水平，从而提高冷却机烟囱出口废气温度。
根据烧结冷却机工作原理，在不影响烧结工艺前提下，主要应提高烧结冷却机高温段入口空气的温度，从而提高高温段烟囱出口废气温度。
为此采取锅炉烟气再循环的办法是最佳途径，将在余热锅炉中经过换热后的废气再送至环冷机高温段入口。
提高烧结冷却机高温段入口进风温度，会稍微降低环冷机高温段烧结料冷却效果，此时只须稍微加大后几段冷却风，照样能保证烧结料的最终冷却效果。
对于烟气再循环系统，在锅炉后需设置循环风机，循环风机压头选取需克服锅炉和高温段冷却机系统阻力，故循环风机压头高，投资大些，烟气系统运行较复杂，会稍微增加冷却机其他风机耗电量，但因提高了废气温度，从而提高发电能力。
烟气再循环系统另一个最大优点还在于锅炉无废气排放大气，故烧结冷却机减少向大气排放烧结矿粉尘和热烟气，社会效益显著。
对于锅炉排出烟气直接排入大气方案，炉后设置锅炉引178中国水运第11卷风机和烟囱即可。
引风机只克服锅炉阻力即可，故投资省，且对烧结冷却工艺无任何影响。
但因废气余热不能得以充分利用，相应影响发电能力。
2．技术经济比较表2两种烟气系统装机方案主要技术指标技术经济比较序号名称单位烟气直接排放烟气再循环1锅炉进口烟气量万Nm3/h44x2=8644x2=862锅炉进口烟气温度℃3303703锅炉主蒸汽压力MPa（g） 1.9 1.94锅炉主蒸汽温度℃3053455锅炉主蒸汽流量t/h29x2=5839x2=786锅炉补汽压力MPa（g）0.40.47锅炉补汽温度℃2102108锅炉补汽流量t/h12x2=2410x2=209锅炉排烟温度℃15013810汽机计算功率MW141911烟气再循环增加的用电量kW2012烟气再循环增加的初投资万元800现以某钢厂烧结环冷机余热蒸汽发电工程为例，在相同的条件下，对烟气再循环系统和烟气直接排放两种系统进行技术经济比较。
某钢厂工程共有2套360m2烧结机环冷机，环冷机配5台相同的风机，每台烧结机环冷机1#，2#烟囱平均总烟气量为440,000Nm3/h，平均废气温度334℃。
采用两台双压余热锅炉配置一台补汽式纯凝汽轮发电机组。
两种烟气系统装机方案主要技术经济指标如表2。