烧结机工序的余热回收利用
烧结环冷机余热回收利用技术
建材发展导向2018年第02期118烧结过程是将燃料、溶剂和含铁原料按一定的比例进行混合、分配后布置到烧结机台车上，然后在1250℃的点火温度下进行点火，使混合后的燃料在烧结机台车上燃烧，燃烧温度高达1350-1600℃，燃料燃烧释放出来的热量使料层中矿物呈熔融状态。
随着燃烧层下移和冷空气通过，生成的熔融液相被冷却，在冷却到1000-1100℃时再结晶成网孔结构的烧结矿，再对生成的高温烧结矿进行冷却，冷却烧结矿温度降到120℃以下，通过皮带机送往高炉。
该工艺过程中的余热利用可分为两个阶段：烧结和冷却。
在烧结阶段，燃料燃烧释放大量的热能；在冷却阶段，烧结矿显热在被冷却的过程中释放大量的中低温热能。
在传统的烧结工艺中这两部分余热资源都以废气的形式排到大气中，造成了环境污染和资源浪费。
如果对这两部分余热资源进行回收利用不仅可减少能源浪费，同时还能给企业带来很好的经济和社会效益。
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上，通过降低电机动电流而达到节能的目的，即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。
排水系统采用生产、生活及雨水合流制系统，特殊生产排水及生活排水经处理达标后，排水接入现场指定位置。
宝钢烧结冷却废气余热回收现状与潜力
（ 宝钢 股份有 限公 司炼 铁厂 ）
摘 要 阐述了宝钢股份烧结 工序 冷却废气 余热 回收的发展 和现状 ，介绍 了宝钢烧结 实行废
气余热回收的有效措施。为最 大限度回收废气余热 ，降低烧 结工序能 耗 ，分析 了进 一步提高
烧结废气余 热回收水 平的潜力 ，提 出了相应技术思路 。 关键词 烧 结 余热回收 余热锅 炉 余热发 电 工序能耗
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｓｎ ｅ ｉｇ ｗａ ｔ ｅ ｔｒ ｃ ｖ ｒ ｗ ｔ ｅ ｔ ｂ ｉ ｒ ｗａ ｔ ｅ ｔｐ ｗ ｒｇ ｎ ｒ ｔ ｎ ｔｔｌ ｙ ｒｓ ｉｔ ｒ ｓ ｅ ｈ ａ ｅ ｏ ｅ ｙ ｎ ｓ ａ ｅ ｈ ｏｌ ｓ ｅ ｈ ａ ｏ ｅ ｅ ｅ ａ ｏ ｏａ ａ ｅ ｉ
ｅ ｅ ｇ ｏ ｓ ｍｐｔｏ ｎ ｒ ｙ ｃ ｎ ｕ ｉ ｎ
长流程钢铁联合企业中，铁矿石烧结是必不 可少的一个工序。烧结生产过程中 ， 从机尾经热 破碎卸下的烧结矿 温度高达 ７０— ０ ％ ，为便 ５ ８０
结矿冷却废气与烧结烟气带走 了烧结生产过程大 约 ５ ％ 的热 量 ，且 前 者 一般 都 多 于后 者 。宝 钢 ０ 股份本部厂区内，余热显热资源存在于炼铁 、炼 钢、轧钢与发 电四个系统。其中，属于炼铁系统 的烧结 工 序余 热 资源 约 占总余 热显 热 资源 的
１． ％ ，其 中烧 结矿 显 热 占 １％ ，烧 结 烟 气 显 ８８ ０
于烧结矿 的整粒筛 分和输送贮存需将 其冷却至 １０ 以下。烧结矿冷却过程 中，烧结矿显热大 ５℃ 部分转变为冷却废气余热 ，即固态载体余热转化 为气态载体余热。烧结矿冷却废气 中高温部分可
达 ３０ ４ ０ ５ — ０ ℃，这是钢铁企业 内重 要 的余热资 源。 日 本为研究钢铁企业节能极限曾设定典型的
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。
炼铁生产线烧结机环冷余热回收工艺优化设计及实施效果分析
78M achining and Application机械加工与应用炼铁生产线烧结机环冷余热回收工艺优化设计及实施效果分析张仲勋，袁冬根，李 严（大冶特殊钢有限公司，湖北 黄石 435000）摘 要: 为解决传统炼铁生产线烧结机环冷余热回收工艺发电量低的问题，在分析大冶特殊钢220㎡烧结生产和环冷机及余热管道设计的基础上，对该工艺展开优化设计。
通过优化设计余热循环烟气管道及风箱隔断，重新分布环冷机高温段余热烟气循环量，强化高温段循环进风量，有效的提升高温段热烟气温度，提升余热锅炉蒸汽产量。
设计实例分析，结果表明，在优化工艺实施前每天发电量为3万KW·h ；在优化工艺实施后每天发电量为11万KW·h，能够解决传统炼铁生产线烧结机环冷余热回收工艺发电量低的问题。
关键词：炼铁生产线; 烧结机; 环冷余热回收工艺; 实施效果中图分类号: TP343.7 文献标识码:A 文章编号：11-5004（2021）07-0078-2收稿日期：2021-04作者简介：张仲勋，男，生于1987年，汉族，湖北广水人，冶金工程师，本科，研究方向：炼铁、烧结。
大冶特殊钢有限公司现有一台265㎡烧结机和一台220㎡烧结机。
其中220㎡烧结为2020年8月份投产，220㎡烧结机配套280㎡环冷机。
同步配套实施回收环冷机第一、第二冷却段热废气余热，利用高效余热锅炉生产蒸汽，并设置热废气循环系统，提高蒸汽产量，用于发电提升能源回收，降低整体工序能耗。
该环冷机采用上、下水密封，整体密封效果好。
我厂两台烧结机采用“二炉一机”。
其中220㎡烧结机配套余热锅炉于2020年10月15日开始调试，并将蒸汽送至265㎡烧结汽轮发电机组发电，调试期间蒸汽量一直偏低，发电效率偏低，发电量存在上升空间。
经过优化环冷余热回收工艺设计，对余热循环烟气管道及风箱隔断等进行优化设计，集中取热等多项措施并举提升回收烟气温度，有效的提升了发电量。
烧结余热回收的实践
热风 点火 助燃 ： 我公 司在 九十 年代 设 计
的如 马钢 ３ ０ 烧 结机 和上钢 一 厂 １ ０ ０ｍ ３ ｍ２
热、 保温 热 风两 个系 统 。鼓 风 环冷机 给料 端 排 出的废气 温度 可 达到 ３ ０ ３ ０ 。 了保 Ｏ～ ５℃ 为 护 风机 和烧 嘴 ，尤其 是 防止烧 嘴堵塞 ，冷 却 废 气 进 入 点 火器 前 ，分 别 通 过 重力 除 尘 器
度 ６ ～ ０ ℃，其 余热 同收 在设 计上 是成 功 ０ １０
柳 钢 ２ ５ 烧 结机 自 ２ ０ ６ ｍ ０ ５年 开始 采用 热 风烧 结技 术 ， 质量 明显提 高 ， 产 节能显著 。
三 、 北敬业 ２ ０１ 烧 结机余热 河 ３ １ １２
发 电
随着 近 年 来 低温 废 气 余 热 锅 炉 技术 和
炉 、高炉混 合煤 气 ，系 国 内 首次使用 ，其热
值偏低 ， 不能完全满足烧结要求。 然而利用
热 风助燃 点火 及 预热 混合 料 ， 仅可 以提高 不 点火温 度 、节 约能 耗 、改善 烧 结矿 质量 、提 高烧 结 矿产 量 ， 可 以减少 粉 尘 对厂 区环 境 还
的污染 。
的， 为烧 结 厂使用 低热 值燃 料 开辟 了新 的途 径 ， 曾获得 上海 市 的奖励 。
二、 柳钢 ２ ５ 烧结机热风烧结 ６ ｍ２
柳钢 ２ ５ 结机 于 ２０ ６ｍ 烧 ０ ５年 ３月投 入 生 产 。 结 余热 回收利 用技 术 是采用 热风 烧 烧 结 ， ２ ０ 鼓风 环冷 机 的高温 热废 气送 往 将 ８ｍ 烧结 机点 火保温 后面 的密封 罩 内， 用 了无 采 动 力 的热 风烧 结技 术 ， 利用 环 冷机 的鼓风 正 压 与烧结 料面 负压 的压 差 ， 使烧 结表 层继 续
烧结机烟道废气余热回收利用
ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
近几 年 我公 司 积极 响应 国 家号 召 ， 推 动 循 环
量。
经济 的发 展 ， 充 分 利 用 烧 结 环 冷 机 废 气余 热 回收 发电， 先后在 ２ ０ ０ ９年 建 设 了 ２×３ ６ ０ ｍ 烧 结 余 热 发 电项 目， ２ ０ １ １ 年 建设 了 ６×１ ８ ０ ｍ 烧 结余 热发 电
宝钢集团新疆八一钢铁有限公司新区烧结机组余热利用工程节约能源篇
节约能源篇1 项目概况1.1 建设单位概况宝钢集团新疆八一钢铁有限公司。
1.2 项目概况项目名称：宝钢集团新疆八一钢铁有限公司新区烧结机组余热利用工程建设地点：八钢铁前新区。
项目性质：改建项目项目类型：生产性项目建设规模：1x30MW低温低压补汽凝汽式机组建设内容：用八钢烧结分厂现有2座265m2烧结机，1#265m2烧结机环冷机有效冷却面积为280m2，2#265m2烧结机环冷机有效冷却面积为360m2；1座430m2烧结机，430m2烧结机环冷机有效冷却面积为530m2，本设计回收3座环冷机的低温烟气余热，配置一台33MW凝汽式发电机组进行发电。
建设工期：2011年2月正式开工-2011年12月底正式投产发电，共计10个月。
项目周边环境：拟建八钢新区烧结余热发电33MW机组工程汽轮机区域位于八钢铁前新区，其南侧为高炉干煤棚，北邻在建的铁精粉圆形料仓，东邻新建空压站。
场地东西长约145m，南北最宽处约66m，总占地面积为9570㎡。
拟建场地地势平缓开阔，地形由西南向东北倾斜，平均坡度约1.6%，地面高程在820.46～822.58m。
1.3 建设方案简述1.3.1总平面布置：总平面布置共分两个布置区（主厂房布置区和烧结锅炉布置区）。
主厂房布置区根据八钢总体规划要求布置；烧结锅炉布置区根据烧结余热发电取风位置并结合现场空余场地布置。
1）汽机房区布置主厂房布置区主要布置有自然通风冷却塔、循环水泵房、主厂房，依次由西向东布置于八钢规划区域内。
南侧为高炉干煤棚，北邻在建的铁精粉圆形料仓，东邻新建空压站。
各建构筑物四周设环形道路，满足消防及设备运输要求。
2）1#烧结余热区布置1#烧结余热区主要布置有锅炉控制楼、1#锅炉、1#环冷风机及除尘器。
依次由西向东布置在1#环冷机南侧空地。
锅炉控制楼为1#、2#、3#锅炉共用。
3）2#烧结余热区布置2#烧结余热区主要布置有2#锅炉、2#环冷风机及除尘器。
依次由南向北布置在2#环冷机西侧。
烧结余热能量回收驱动技术
一、技术名称：烧结余热能量回收驱动技术二、适用范围：冶金行业余压余热能量回收三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状：冶金流程的烧结工序能耗约占吨钢能耗的10%以上，冷却机排出的废气带走的热量，其热能大约为烧结矿烧成系统热耗量的35%，烧结工序能耗约占冶金总能耗的12%，是仅次于炼铁的第二大耗能工序。
在钢铁企业烧结流程中，烧结主抽风机容量占到总装机容量的30%～50%。
由于烧结生产中部分附属设备运转率低，且选择的电机容量偏大，主抽风机耗电量占到50%～70%。
同时，我国烧结工序余热利用率还不足30%，与发达国家相比差距非常大，每吨烧结矿的平均能耗要高20kgce。
四、技术内容：1、技术原理将烧结余热能量回收发电技术与电动机拖动的烧结主抽风机驱动系统集成配置，使得烧结余热汽轮机、烧结主抽风机以及同步电动机同轴串联布置，形成烧结余热与烧结主抽风机能量回收三机组（SHRT）。
1.技术原理烧结余热能量回收驱动技术（SHRT）在原有的电机驱动的烧结主抽风机和烧结余热能量回收发电系统技术的基础上，将两种系统集成配置，形成烧结余热回收汽轮机与电动机同轴驱动烧结主抽风机的新型联合能量回收机组。
取消了发电机及发配电系统，合并自控系统、润滑油系统、调节油系统等，可避免能量转换的损失环节，增加能量回收，确保装置在各种工况下都不会影响到烧结生产线的正常运行，并且能最大限度回收利用烧结烟气余热的能量。
当整套机组正常运行时，烧结工艺各种工况对烧结主抽风机风量的需求主要通过烧结主抽风机的调节门来实现，不论任何情况，烧结主抽风机组都是一套独立的系统，可以完全满足烧结工艺正常运行的各种工况。
2.关键技术（1）烧结余热产生的废热通过余热锅炉产生蒸汽，再通过汽轮机转换为机械能，直接作用在轴系上，与电动机同轴驱动烧结主抽风机，提高能源利用效率；（2）机组采用大型变速离合器，能够使烧结汽轮机与机组实现在线啮合、在线脱开。
主要关键技术包括三机联合机组软件设计及组态、轴系稳定性计算等。
烧结余热回收主要有两部分
烧结余热回收主要有两部分：一是烧结机尾部废气余热，二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能源利用效率，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%；二是将废烟气通过热管装置或余热锅炉产生蒸汽，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。
烧结工序余热回收量是指烧结工序每生产一吨合格烧结矿回收的余热蒸汽量(或发电量)折标准煤量。
粗钢生产企业烧结工序应配备先进的节能设备，最大限度回收产生的余热蒸汽量(或发电量) ，使余热蒸汽量(或发电量) 不小于6kgce／t。
烧结余热回收是提高烧结能源利用效率、降低烧结工序能耗的主要途径之一。
烧结系统的显热回收有两部份：一是烧结矿的显热，二是烧结机尾部烟气的显热。
目前，烧结废热余热回收利用的方式主要有以下三种：1、利用余热锅炉产生蒸汽或提供热水,直接利用;2、用冷却器的排气代替烧结机点火器的助燃空气或用于预热助燃空气；3、将排气直接用于预热烧结机的混合材。
烧结矿显热利用——冷却烧结矿产生的温度较高的烟气可进行余热回收、生产蒸汽，循环利用（如昆钢建设的，利用两台130m2烧结机环冷机余热蒸汽进行发电的5MW 余热发电机组）电系统方面，提高电气设备（皮带输送设备、风机、水泵、其他电动机械）的使用效率——如：减少皮带空转时间、减少风机漏风、保持设备运行负荷最佳、对有条件的动力设备实施变频调速等等高炉炉顶余压发电量是指高炉工序每生产一吨合格生铁、利用炉顶余压所发的电量。
粗钢生产企业高炉工序应配备先进的节能设备，最大限度回收高炉炉顶余压发电，使高炉炉顶余压发电量不小于干式35kW.h／t；湿式30kW.h／t。
烧结余热回收利用途径
压 ，以使 电耗 达 到经济 状态 。
— —
采 用节 能型机 电设 备 。
１ ３ 余热 回收 利用 ．
回收冷 却装 置余 热及烧 结热 废气余 热 。
在 “ ・ ”期 间 ，通过 产 业政 策调 整 ，淘 汰 十 五 小型落 后 的烧结 生产 线 ，单机规 模 大型化 ，优化 工 艺流程 及 采用节 能 型设备 ，强化 操作 管理 等 ，使 我
１ １ 工 艺 方 面 改 善 ．
— —
显热 和冷 却机 废气 显热 。烧结 烟气 平均 温度一 般不
超 过 １ ０ ，所 含显 热 占总热量 的约 ２ ，机 尾烟 ５℃ ３
改善 原料 透气性 。采用厚 料层 烧结 ；添 加
气 温度 达 ３ ０Ｃ～４ ０ ０。 Ｏ ℃。冷却 机废气 温度 在 １ ０ ０ ℃
表 １ 日本 及 韩 国 部 分 烧 结 厂 余 热 回 收 系 统 情 况
— —
点火 炉前 预热混 合料 。将冷 却机 热废 气 于
点 火前抽 过烧 结料 层 ，对 上层 混合料 进行 预热 、干
燥 。如津 西 钢 铁 公 司 ２ ０ｍ ６ 结 机 均 采 ０ 、２ ５ｍ 烧 用 此种 预热方 式 ，可降低 固体 燃耗 ２ ｇ ｔ Ｓ ～３ｋ ／ ・ 。 点 火 炉 后 进 行 热 风 烧 结。据 沙 钢 ３
投 资 较 低 ，但 换 热 效 率 也 较 低 ，蒸 汽 产 生 量 少 ，
２ ０ ０ ０ ￣４ ０ｍ 烧结 机 产 汽 量 为 １ ～ １ ／ 。因 烧 结 Ｏ ６ｔｈ 生 产过 程需 消耗蒸 汽 ，如混 合料预 热 、机头 除尘 器
钢铁生产过程余热资源回收与利用技术
钢铁行业是高消耗、高排放行业: 工业消耗能源量约占全国的17%；水资源消耗约占我国工 业耗水的10% ；二氧化碳排放量约占全国11%。 钢铁是我国生态环境建设和低碳经济发展的重点领域。
钢铁生产流程实质上是复杂的“煤—铁化工”过程，以 煤为主的过剩能量流在推动“矿石—铁—钢—材”这一过程 （即物质流）完成的同时，产生了大量的余热余能。
工序 余热资源
焦炭显热
焦化 工序
焦炉煤气显热 焦炉烟气显热
烧结 烧结矿余热 工序 烧结废风余热
高炉煤气余热和余压 炼铁 高炉煤气化学热 工序 高炉渣显热
热风炉烟气余热
转炉煤气余热 炼钢 转炉煤气化学热 工序 钢坯余热
钢渣余热
合计（GJ/t钢）
合计（GJ/t钢）不计化学热
总火用量 GJ/t产品 GJ/t钢
随着钢铁工业生产流程的不断优化和工序能耗的逐步降低， 回收利用各生产工序产生的余热余能资源是钢铁企业节能减 排的方向、途径及潜力所在。
企业能耗
工序能耗 =
∑（能源 j 实物耗量）×（能源 j 折标系数）—（能源回收利用量）
j
统计期内工序的实物产量
降低工序能耗必须从两方面入手：
（1）降低各工序生产单位产品所直接消耗的燃料量和 各种动力；
续表
表 我国大中型钢铁企业余热资源回收利用的情况（续） GJ/t-s
高温
中温
低温
合计
资源量 回收量 资源量 回收量 资源量 回收量 资源量 回收量
焦炉烟气显热
0.19
0.19
焦炉煤气显热
废 烧结烟气显热 烟 高炉煤气显热 气 显 热风炉烟气显热 热 转炉渣显热
0.21
科技成果——烧结余热能量回收驱动技术(SHRT技术)
科技成果——烧结余热能量回收驱动技术（SHRT技术）适用范围钢铁行业冶金行业余压余热能量回收行业现状冶金流程的烧结工序能耗约占吨钢能耗的10%以上，冷却机排出的废气带走的热量，其热能大约为烧结矿烧成系统热耗量的35%，烧结工序能耗约占冶金总能耗的12%，是仅次于炼铁的第二大耗能工序。
在钢铁企业烧结流程中，烧结主抽风机容量占到总装机容量的30%-50%。
由于烧结生产中部分附属设备运转率低，且选择的电机容量偏大，主抽风机耗电量占到50%-70%。
同时，我国烧结工序余热利用率还不足30%，与发达国家相比差距非常大，每吨烧结矿的平均能耗要高20kgce。
目前该技术可实现节能量6万tce/a，减排约16万tCO2/a。
成果简介1、技术原理将烧结余热能量回收发电技术与电动机拖动的烧结主抽风机驱动系统集成配置，使得烧结余热汽轮机、烧结主抽风机以及同步电动机同轴串联布置，形成烧结余热与烧结主抽风机能量回收三机组（SHRT）。
2、关键技术（1）烧结余热产生的废热通过余热锅炉产生蒸汽，再通过汽轮机转换为机械能，直接作用在轴系上，与电动机同轴驱动烧结主抽风机，提高能源利用效率；（2）机组采用大型变速离合器，能够使烧结汽轮机与机组实现在线啮合、在线脱开。
主要关键技术包括三机联合机组软件设计及组态、轴系稳定性计算等。
3、工艺流程一般烧结厂烧结烟气平均温度≤150℃，机尾温度达300-400℃。
烧结机尾风箱及冷却机密闭段的烟气除尘后，加热余热锅炉以回收低品位余热，产生过热蒸汽推动汽轮机做功，汽轮机通过变速离合器与双出轴驱动的烧结主抽风机连接，烧结主抽风机的另一侧与同步电动机连接。
机组中余热汽轮机及同步电动同轴驱动烧结主抽风机做功，降低电机电流从而达到节能的目的。
主要技术指标烧结环冷系统：220m2；配套余热回收汽轮机：5000kW；烧结主抽风机：SJ22000；电机：8000kW，余能利用效率提高5%。
技术水平该技术已获得2项目实用新型专利。
烧结余热回收利用技术规范
《烧结余热回收利用技术规范》（征求意见稿）编制说明《烧结余热回收利用技术规范》编写组二〇一五年五月目次一项目背景 (1)二标准制定的必要性和原则 (2)三采标情况 (4)四标准主要内容 (4)五调查验证的情况和结果 (21)六与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系 (21)七重大分歧意见的处理经过和依据 (21)八标准水平建议，预期的社会经济效果 (21)九对该标准作为强制性标准或推荐性标准的建议 (22)十贯彻标准的要求和措施建议 (22)《烧结余热回收利用技术规范》编制说明一项目背景1 任务来源根据国家标准委综合[2014]51号关于下达《氧化铝单位产品能源消耗限额》等122项国家标准制修订项目计划的通知，计划编号20140105-T-605的《烧结余热回收利用技术规范》为国家标准制定项目。
2 编制单位本规范由由济钢集团国际工程技术有限公司和冶金工业信息标准研究院，并在有关设计研究单位、钢铁冶金企业等单位的协助下进行编制。
3 主要工作过程（1）根据国家标准委国标委综合[2014]51号关于下达《氧化铝单位产品能源消耗限额》等122项国家标准制修订项目计划和全国钢标准化技术委员会SAC/TC183钢标委[2014]21号《关于下达全国钢标准化技术委员会化解产能过剩标准支撑工程项目计划的通知》的要求，济钢集团国际工程技术有限公司于2014年9月成立了标准编写组。
（2）2014年9月～2014年10月，确定标准范围、要素和标准结构，并编制了工作计划，明确了标准章节的起草人员和完成时间。
（3）2014年11月，全国钢标准化技术委员会在鞍山市主持召1开《轧钢连续加热炉热平衡测试与计算方法》等21项节能、节水国家标准计划落实会。
会议确定了本标准的基本框架、提出了下一步的工作思路，初步确定了标准参与起草单位、验证单位和工作进度。
（4）2014年12月～2015年1月，完成调研论证工作，组织标准的有关调研工作，发放市场调研表，收集好有关信息，论证标准要求的技术指标和方法等内容。
科技成果——烧结过程热质传递机理模型及余热利用技术
科技成果——烧结过程热质传递机理模型及余热利用技术技术开发单位北京科技大学技术领域节能与新能源成果简介针对钢铁烧结工序烟气量大、显热利用率低等问题，构建了烧结过程热-质耦合数值模型，开发了烧结工艺质-热耦合仿真软件和质-热平衡分析计算软件，阐明了烧结过程混合料散体多相反应机制及热-质耦合传输机理，分析了烧结过程中SO2、NOx等污染物的产生规律，开发了烧结过程余热利用技术，优化了烧结工艺，为烧结工序绿色发展提供理论支撑和技术支持。
相比传统冷风烧结工艺，高温烟气循环烧结与余热利用技术通过烟气循环回收部分烧结机高温烟气，来替代常温空气，作为烧结助燃气体。
该技术既能回收部分高温烧结废气余热，又可减少废气排放量，降低污染物处理成本。
应用情况该技术已获得成功的推广和应用。
北科大研究团队先后与宝钢中央研究院和中科院过程所合作，已在宝钢不锈钢公司、宁钢公司和河钢集团邯钢有限公司等单位成功改造了数套烧结机，改造完成的烧结机运行状况良好，节能效益显著，说明该技术具有广阔的应用前景和巨大的推广价值。
技术转移成交价格面谈。
市场前景钢铁生产过程中的资源消耗、能源消耗以及对环境的污染主要集中在炼铁工序,其中烧结过程具有高能耗、高污染、低余热利用等突出劣势。
烧结能耗约占钢铁生产总能耗的12%，烧结过程会产生和排放大量的烧结废气和冷却废气，烧结60%的热能被主烟道烟气和冷却机废气带走。
此外，烧结废气中含有多种复杂的环境污染物，如粉尘、SO2、NOx、重金属等。
随着面临的挑战愈加严峻，探究开展烧结过程热质传递机理及污染物产生机制，研发新型环保烧结工艺技术，以实现铁矿烧结烟气的减量排放和过程节能，满足企业的可持续发展需要已成为共识。
投资估算和经济效益分析投资包括循环风机、阀门、管道改造等费用，约需1500-2000万元。
投入运行后可减少烧结能耗并减少烟气污染物末端治理等运行成本，经济效益可达每年800余万元。
成果亮点1、该技术基于机理模型，优化烧结工艺并进行参数调控，有助于精准的工程设计和操作运行，已取得软件著作权2项。
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℃。
（完整版）钢铁行业余热回收
（完整版）钢铁行业余热回收烧结线余热烧结生产线有两部分余热，一是冷却机产生的热风，二是烧结机尾的高温烟气。
用余热锅炉将这两部分余热来产生蒸汽，再通过汽轮机发电。
据经验数据，每10m2的烧结面积可产生1.5t/h的蒸汽，可发电300kW，折合标煤120kg/h。
转炉余热转炉汽化冷却烟道间歇产生的蒸汽，通过蓄能器变为连续的饱和蒸汽，采用我公司的专利——机内除湿再热的多级冲动式汽轮机发电。
每炼1t钢，可产生80kg 饱和蒸汽，每吨饱和蒸汽大约可发电150kWh，折合标煤60kg。
转炉煤气经过汽化冷却烟道冷却后温度仍高达800～900℃，采用我公司的干法煤气显热回收技术，通过下降管烟道、急冷换热器回收显热生产蒸汽，经蓄能器调节后发电。
电炉余热电炉冶炼过程中产生200～1000℃的高温含尘废气，采用余热锅炉将其回收，电炉烟气属于周期波动热源，因此余热锅炉产生的蒸汽需要经过蓄能器调节后方可进入汽轮机发电。
加热炉余热加热炉有两处余热可以利用：一处是炉内支撑梁的汽化冷却系统，另一处是烟道高温烟气。
根据炉型不同，加热炉的烟气量在7000～300000Nm3/h，若用来发电，以烟气量10万Nm3，烟气温度400℃计算，发电量约2000kWh，折合标煤0.8t；汽化冷却系统可生产0.4~1.0Mpa的饱和蒸汽，每吨蒸汽（0.5Mpa）可发电120kWh，折合标煤48kg。
高炉冲渣水用高速水流冲击炉渣使之充分急冷、粒化的过程中，会产生大量的冲渣热水。
每吨铁排出约0.3t渣，每吨渣可产生80～95℃，5～10t 的冲渣水，将这部分热水减压产生低压蒸汽，再进入饱和蒸汽凝汽式汽轮机发电。
每吨90℃热水可发电1.5kWh，折标煤0.6kg，80℃热水可发电1kWh，折标煤0.4kg。
干法熄焦采用惰性气体来冷却红焦，加热后的气体在余热锅炉中产生蒸汽，蒸汽可发电或并入蒸汽管网。
吨焦可生产3.9Mpa、300℃的蒸汽0.45t～0.6t，可发电85～115kWh，折合标煤35～46kg。
梅钢烧结机余热回收现状分析与改善实践
的高温热风。含尘浓度高的高温热风经过除尘器 除尘后 ，进入余热锅炉 内部。首先进入高压锅炉 段 ，依次经过高压过热器、高压蒸发器和高压水
预热器 ，与 管 内水 发 生 热交 换 ，温 度 下 降 到
４号烧结机余热锅炉分为两段布置 ：高压锅 炉段 ，生产 压力为 １２ Ｍ ａ的过热蒸汽 ，送入 ．７ Ｐ
（ ） 热交换 效果 ２
热器 ，与高压锅炉入 口段温度最高的热风发生热 交换 。进一步吸收热量后转变为温度超过 ２７ ９℃ 的高压过 热蒸汽。过 热蒸汽进入公 司的蒸汽管
网，输送给各用户使用。 余热锅炉系统工艺流程如图 ｌ 所示。
２ 系统运 行状 况 与分析
２ １ 运 行 现状 ．
风换热。当烧结生产出现故障停机时 ，随着热风 带人锅炉的热量迅速减少 ， 蒸汽产量迅速下降直 至停炉 ， 蒸汽发生的连续性被破坏。停炉期 间，
高温的锅炉系统大量散热使汽包 内的温度下降。 当烧结生产恢复时 ，由于温度下降，热风带人的
热量并不能使蒸汽发生量迅速恢复 ，而是必需经 过 ０ ５一ｌ ． ｈ的升 温过程 。可见余热 蒸汽 发生 量提 高需要以烧结机稳定生产为前提。 此外 ，进入环形冷却机的烧结矿温度受到原 料种类、燃料粒度、烧结料层厚度、机速、风量 等生产条件的影响 ，所以应保证原料条件及生产 操作 的稳定性 ，以保证烧结矿热源的稳定性 …。
保 持 必要 的清 洁 。 （ ） 设 备密 封 和保 温效果 ３
设备的密封效果方面：当前环冷机回转台车 与风箱接合部位的密封材料老化 ，漏风现象非常 严重 ，必然导致实际进入余热锅炉的热风流量较
设计 水平 大 幅下 降。 基 于 以上 理 论 和现 实 两 个 层 面 的分 析 印证 ， 当前实 际热风 流 量 与 设计 流量 相 比有 较 大 差 距 。 实 际热 风流量 低 ，而余 热锅 炉 内的 烟道 面积 是 按 照设计 流量 配置 的 ，所 以实际 的热 风流 速 比设计 水 平低 ，导致 热 风换 热系 数 ｈ 降 低 ；另 一 方 面 ，
余热回收技术在4号烧结机的应用
部分通 过漏风处进 人大气 ， 影 响了烧结 矿冷 却 不仅 效 果 ， 引起 进 入余 热 回收 系 统 的烟 气 量 的下 降 ， 也
导致余热高压蒸汽回收量下降； 环冷机上部密封效
果 变差后 ， 由于 余热 烟 道进 口处 为负 压 ， 界 冷 空 外
气会通 过漏风处 “ 侵袭 ” 入余热 回收段 ， 而进入 进 进
２ ０～ ９ ７ ２ ０℃ ； 环冷 机机 速在 １ ９ ／ ｉ ， ． ５ｍ ｒ ｎ时 烟气 ａ
余 热 回收系统 的主要 工作 原理 是循 环 风机将
风量鼓 人 余热 回收段 ， 穿透 炽 热烧结 矿 料层 ， 将烧
结矿 中的热 量带 出 ， 在封 闭环 境下 ， 然 由循 环 风 依 机 将 热量 回收 ， 过多 管除 尘后 ， 经 高温废 气经 过过 热器 、 发 器 、 蒸 预热 器 ， 气 与 除 氧水 进 行 热交 换 烟
故障 ， 因此对 于余 热 回收 系统设 备 的维护 问题 ， 也
是 正 常工作 中 的难点 。
３ 采取 的措 施
３ １ 匹配烧 结机 机速 和环 冷机 机速 ．
余热 回收 段 内的 环 冷 机 密 封 采 用 橡 胶 制 品 。 由于环 冷机一年 内几乎 不问断运行 ， 加上 高温工 作 环境 ， 封橡胶很 容易被磨 损或烫 伤。环 冷机下 部 密
余热 回收系统设计有高压蒸汽 回收和低压蒸汽
回收 ， 中 ， 蒸 汽段 内要求 烟气 温度 为 ３５℃ ， 其 高压 ７ 经高压蒸 汽段 降温后 ， 烟气温度 降为 １５℃ ， ８ 为产生 低 压蒸 汽提供 热量 。当进 口烟气 温度过 低时 ， 高压
蒸汽 回收段 内热交 换不充 分 ， 大量 热量将 分配 至低 压蒸 汽回收段 ， 造成高压蒸 汽产量不足 ， 而低压蒸 汽
烧结余热回收与利用系统的(火用)分析4
ａｒｅ
ａｌｓｏ ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ
ａｎａｌｙｓｉｓ
ｏｒ
ｔｏ
ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ
ｒｅｓｉｄｕａｌ—ｈｅａｔ
ｒｅｃｏｖｅｒｙ．Ｉｔ
ｉｓ ｐｕｔ
ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ｉｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｒｅｓｉｄｕａｌ—ｈｅａｔ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｓｙｓｔｅｍ，ｂｒｉｎｇ
则系统热效率、系统输出的热量和动力的总能级、系统火用效率分别为式（７）、式（８）、式（９） 所示：
盱警
㈩
豆２：龇：础：＋１一口
‘
（８）
ａ２ ４－Ｗ
‘
，７Ⅱ＝７７Ｉ－鲁
，７Ⅱ２ ７７Ｉ
Ａｔ２
‘）
（９）
１（ｉ／ｒ＝ｌ）－
式中，口为输出热量占输出总能量的比例；△Ｑ为输入热量与输出能量的能级差。由式（９）可 以看出，火用效率取决于系统的热效率和输入输出间的能级差，前者与热力学第一定律有关，后者与
余热回收过程中的总火用损失可以表示为：
衄＝蝇＋蝇…・＋蝇
余热回收过程中的总火用损失还可以表示为：
（５）
ｔ皿＝ｅｏｌｌ嘞旧）］
ｒ／．——余热资源回收过程中的热效率； △Ｑ——余热资源和回收产品的能级差。
结合本节的模型，我们讨论一下余热回收的分析思路。
㈤
从前面的理论可知，对余热资源的回收利用分析必须以热力学第一定律和第二定律为基础的。
ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｓｙｓｔｅｍ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ；ｒｅｓｉｄｕａｌ—ｈｅａｔ ｒｅｃｏｖｅｒｙ；ｅｘｅｒｇｉｅ ａｎａｌｙｓｅｓ
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烧结机工序的余热回收利用
烧结工序是高炉矿料入炉以前的准备工序。
有块状烧结和球团状烧结两种工艺。
块状烧结是将不能直接加入炉的炼铁原料，如精矿粉、高炉炉尘、硫酸渣等配加一定的燃料和溶剂，加热到1300～1500℃，使粉料烧结成块状。
球团烧结则是将细磨物料，如精矿粉配加一定的黏结剂，在造球设备上滚成球，然后在烧结设备上高温烧结。
两种烧结过程都要消耗大量的能源。
据统计，烧结工序的能耗约占冶金总能耗的12%。
而其排放的余热约占总能耗热能的49%。
回收和利用这些余热，显然极为重要。
烧结工序内废气温度分布示意图如右图。
由图可知，回收余热主要在成品显热及冷却机的排气显热两个方面。
烧结生产时，在烧结机尾部及溜槽部分，烧结矿热料温度可达700～800℃，除热废气外，料品还以辐射形式向外界散发热量。
这部分高品位热量主要通过余热锅炉回收。
热管技术目前主要应用在冷却机废气的余热回收。
热烧结矿从烧结机尾部落下经过单辊破碎振动筛筛分后，落到冷却机传送带上，在冷却机上布置有数个冷却风罩，风罩内装有轴流风机（吸风式），使冷却风通过矿料层，能过矿料层后的风温在第一风罩内一般可达250～400℃，第二风罩内风温一般为200℃左右。
冷却矿料的另一种形式是鼓风冷却，即风机在矿料层底部鼓风，通过矿层后进入风罩排空。
烧结余热回收的应用流程如右图所示。
在第一风罩内布置热管蒸汽发生器，冷却通过热的矿料，被加热到250～350℃，通过热管蒸汽发生器热管的蒸发段，温度降为150℃左右排空。
第二风罩的热风温度较低，一般为200℃左右。
在此风罩内布置软水加热器，加热汽包的给水。
在溜槽或冷却机前端的密封罩内布有蒸汽过热器，过热从汽包产出的饱和蒸汽。