烧结余热回收
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技术二： 环冷机操作参数优化（2013~现今） 维持现有环冷机结构型式前提下，开展技术攻关，改善 其操作参数，即：冷却风量、料层高度及环冷机运行速 →寻求技术合作。
2: 打破原有环冷机模式
2010年获国内首个发明专利
技术三：烧结矿余热竖罐式回收（2007~现今）
借鉴CDQ，结合炼铁高炉，提出了~；借助国家自然科 学基金及辽宁省科技计划项目，开展：理论研究→技术 攻关，提出了一整套中试系统（50万t/a）以及与360m2 烧结机配套的结构和操作参数→寻求合作伙伴。
烧结余热高效回收利用是目前我国钢铁企业余热利用的 主要方向之一。
东北大学热能工程系董辉、蔡九菊团队励精图 治，潜心于烧结余热回收研究10余年！
1、基于原有环冷机模式： 技术一： 烧结余热分级回收与梯级利用（2005-2012） 2009年获国内首个发明专利 依据吴仲华院士16字科学用能方针，提出了~；借助863 计划和发改委重大专项，开展：技术攻关→部分实施
2.1罐式余热回收系统的构思及研究思路
基于环冷机模式的余热回收存在着先天不足：
（1）冷却漏风率较高
上 部 漏 风 率 15%~20% ，集风罩
Ⅱ
因此而损失的发电量占现
Ⅰ
有发电量的27.3％ ；
风箱
下 部 漏 风 率 20%~30% ， 鼓风机因此消耗的无效功
率占现有功率的28.6%。 ——折合每生产1吨烧结矿损失1.5~1.8kgce；将使
得烧结工序能耗增加3%~4%。
2.1罐式余热回收系统的构思及研究思路
（2） 显热仅部分被回收，且回收得到余热品位较低
回收温度较高的一、二段冷却废气，此时，环冷二段尾 部烧结矿温度约300~320℃，回收率50% ~55%。
De-dust
一段 二段 三段
四段 五段
水Hale Waihona Puke Baidu
余热
锅炉
两部分损失，以我国7.0亿吨年产来计，3.8个三峡。
1 基于环冷机模式余热回收 1.1 烧结余热分级回收与梯级利用（技术一）
1.1.1 技术的提出
De-dust
一段 二段
三段
水
余热
锅炉
四段 五段
（123）余回引热收进部余分热回利锅收用炉：形以式后仅单的回一成收：套了设温余备度热较仅，高用只冷于关却回注废收余气蒸热显汽锅热炉（以，发 弃电后置的）了环，烧节忽结视，烟了造气热成和风烧温烧结度结矿居或取中预热的热困冷混难却合。废料气的所可携能带(用的于显自热身；)；
2.1罐式余热回收系统的构思及研究思路
不识庐山真面目，只缘身在此山中！
——传统模式余热回收方式需要一次变革性举措！
外排 直排 四段 五段
某328m2烧结机余热利用原则工艺流程图1
1.1 烧结余热分级回收与梯级利用（技术一）
1.1.3 关键技术与实施效果
1）保证余热锅炉热源稳定：2台烧结机-2套余热锅炉-1套 汽机系统，即两炉一机模式；或引入外界热源； 2）强化烧结矿取热：设置适宜的冷却风量、环冷机内 烧结矿料层高度、环冷机运行速度； 3）提高余热锅炉参数：强化烧结矿取热，提高锅炉进 口热风温；目前锅炉蒸汽参数尚具有一定挖掘潜力。 4）强化环冷机密封： 效果：部分实施（设想很丰满，实施很骨干）
3: 基于烧结烟气脱硫与余热回收相互孤立甚至矛盾：
技术四：烧结烟气显热回收与脱硫一体化（2008~2010） 借助辽宁省科技计划项目，提出了~，开展：理论研究 →技术攻关（目前搁浅，寻求技术合作）。获得发明专利
主要内容
1 基于环冷机模式余热回收 1.1 分级回收与梯级利用技术 1.2 环冷机操作参数优化 2 竖罐式余热回收 2.1 系统的构思及研究思路 2.2 关键科学问题的凝练及研究进展 2.3 关键技术问题的凝练及研究进展 3 总结及展望
冷却风量 环冷 热载体品质 余热 蒸汽品质 汽轮机 吨矿 料层高度 机 热载体数量 锅炉 蒸汽产量 发电机 发电
1.2 环冷机操作参数优化（技术二）
典型研究结果：
冷却风量
料层高度 热
环冷机
载 体
㶲
热载体品质
值
热载体数量
冷却风量 潜力：吨矿发电量有望提高20%。
主要内容
1 基于环冷机模式余热回收 1.1 分级回收与梯级利用技术 1.2 环冷机操作参数优化 2 竖罐式余热回收 2.1 系统的构思及研究思路 2.2 关键科学问题的凝练及研究进展 2.3 关键技术问题的凝练及研究进展 3 总结及展望
温度较高→动力回收（发电）； 居中→动力回收、直接热回收，改善工艺 较低→直接热回收，改善工艺。
1.1 烧结余热分级回收与梯级利用（技术一）
1.1.2 工艺路线
空气 孔板流量计
除尘器
De-dust
至非脱硫
至脱硫
主抽 风机
外接 汽源
阀体
De-dust
空气 一段 二段
除 尘 De器 dus
三段
水
余热
锅炉
1.1 烧结余热分级回收与梯级利用（技术一）
1.1.1 技术的提出
针对于目前我国烧结余热利用存在的不足，结合烧结 余热数量较大、品质差异较大，遵循吴仲华先生的“温度 对口、按质用能”的能源利用原则，集成国内外先进单体 技术，提出了“分级回收与梯级利用”技术 ：
①按余热品质分级回收；②将余热优先用于工序本身 即直接热回收，然后梯级利用各种品质余热：
烧结余热回收现有研究基础 及未来发展路径的探讨
董 辉 冯军胜 蔡九菊
东北大学 热能工程系
2016年5月1
每生产1吨烧结矿 显热 GJ
烧结烟气 0.42 烧 结 矿 1.02
能级
0.13 0.51
所占 比例%
29%
71%
温度㶲GJ
0.05 0.52
所占 比例%
10%
90%
烧结余热占钢铁企业余热总量13.4%；以我国7.0亿t烧结 矿产量计，烧结余热10.1亿GJ，相当于11.7个三峡。
吨矿发电能力18kWh；吨矿直接热回收2~4kgce
1.2 环冷机操作参数优化（技术二）
核心任务：对目前的环冷机模式余热回收进行技术改造 关键共性技术：维持现有环冷机结构形式、结构参数下
设置适宜冷却风量/ 料层高度/环冷机运行速度 环冷机更多是基于矿的冷却，不是基于余热回收；环冷 二段末端矿温较高；现有的操作参数需要重新审视。 设置适宜余热锅炉的运行参数（蒸汽的压力和温度） 余热锅炉在低参数下运行，再加上进口热载体品质的提 高；锅炉参数的提高具有一定潜力。
2: 打破原有环冷机模式
2010年获国内首个发明专利
技术三：烧结矿余热竖罐式回收（2007~现今）
借鉴CDQ，结合炼铁高炉，提出了~；借助国家自然科 学基金及辽宁省科技计划项目，开展：理论研究→技术 攻关，提出了一整套中试系统（50万t/a）以及与360m2 烧结机配套的结构和操作参数→寻求合作伙伴。
烧结余热高效回收利用是目前我国钢铁企业余热利用的 主要方向之一。
东北大学热能工程系董辉、蔡九菊团队励精图 治，潜心于烧结余热回收研究10余年！
1、基于原有环冷机模式： 技术一： 烧结余热分级回收与梯级利用（2005-2012） 2009年获国内首个发明专利 依据吴仲华院士16字科学用能方针，提出了~；借助863 计划和发改委重大专项，开展：技术攻关→部分实施
2.1罐式余热回收系统的构思及研究思路
基于环冷机模式的余热回收存在着先天不足：
（1）冷却漏风率较高
上 部 漏 风 率 15%~20% ，集风罩
Ⅱ
因此而损失的发电量占现
Ⅰ
有发电量的27.3％ ；
风箱
下 部 漏 风 率 20%~30% ， 鼓风机因此消耗的无效功
率占现有功率的28.6%。 ——折合每生产1吨烧结矿损失1.5~1.8kgce；将使
得烧结工序能耗增加3%~4%。
2.1罐式余热回收系统的构思及研究思路
（2） 显热仅部分被回收，且回收得到余热品位较低
回收温度较高的一、二段冷却废气，此时，环冷二段尾 部烧结矿温度约300~320℃，回收率50% ~55%。
De-dust
一段 二段 三段
四段 五段
水Hale Waihona Puke Baidu
余热
锅炉
两部分损失，以我国7.0亿吨年产来计，3.8个三峡。
1 基于环冷机模式余热回收 1.1 烧结余热分级回收与梯级利用（技术一）
1.1.1 技术的提出
De-dust
一段 二段
三段
水
余热
锅炉
四段 五段
（123）余回引热收进部余分热回利锅收用炉：形以式后仅单的回一成收：套了设温余备度热较仅，高用只冷于关却回注废收余气蒸热显汽锅热炉（以，发 弃电后置的）了环，烧节忽结视，烟了造气热成和风烧温烧结度结矿居或取中预热的热困冷混难却合。废料气的所可携能带(用的于显自热身；)；
2.1罐式余热回收系统的构思及研究思路
不识庐山真面目，只缘身在此山中！
——传统模式余热回收方式需要一次变革性举措！
外排 直排 四段 五段
某328m2烧结机余热利用原则工艺流程图1
1.1 烧结余热分级回收与梯级利用（技术一）
1.1.3 关键技术与实施效果
1）保证余热锅炉热源稳定：2台烧结机-2套余热锅炉-1套 汽机系统，即两炉一机模式；或引入外界热源； 2）强化烧结矿取热：设置适宜的冷却风量、环冷机内 烧结矿料层高度、环冷机运行速度； 3）提高余热锅炉参数：强化烧结矿取热，提高锅炉进 口热风温；目前锅炉蒸汽参数尚具有一定挖掘潜力。 4）强化环冷机密封： 效果：部分实施（设想很丰满，实施很骨干）
3: 基于烧结烟气脱硫与余热回收相互孤立甚至矛盾：
技术四：烧结烟气显热回收与脱硫一体化（2008~2010） 借助辽宁省科技计划项目，提出了~，开展：理论研究 →技术攻关（目前搁浅，寻求技术合作）。获得发明专利
主要内容
1 基于环冷机模式余热回收 1.1 分级回收与梯级利用技术 1.2 环冷机操作参数优化 2 竖罐式余热回收 2.1 系统的构思及研究思路 2.2 关键科学问题的凝练及研究进展 2.3 关键技术问题的凝练及研究进展 3 总结及展望
冷却风量 环冷 热载体品质 余热 蒸汽品质 汽轮机 吨矿 料层高度 机 热载体数量 锅炉 蒸汽产量 发电机 发电
1.2 环冷机操作参数优化（技术二）
典型研究结果：
冷却风量
料层高度 热
环冷机
载 体
㶲
热载体品质
值
热载体数量
冷却风量 潜力：吨矿发电量有望提高20%。
主要内容
1 基于环冷机模式余热回收 1.1 分级回收与梯级利用技术 1.2 环冷机操作参数优化 2 竖罐式余热回收 2.1 系统的构思及研究思路 2.2 关键科学问题的凝练及研究进展 2.3 关键技术问题的凝练及研究进展 3 总结及展望
温度较高→动力回收（发电）； 居中→动力回收、直接热回收，改善工艺 较低→直接热回收，改善工艺。
1.1 烧结余热分级回收与梯级利用（技术一）
1.1.2 工艺路线
空气 孔板流量计
除尘器
De-dust
至非脱硫
至脱硫
主抽 风机
外接 汽源
阀体
De-dust
空气 一段 二段
除 尘 De器 dus
三段
水
余热
锅炉
1.1 烧结余热分级回收与梯级利用（技术一）
1.1.1 技术的提出
针对于目前我国烧结余热利用存在的不足，结合烧结 余热数量较大、品质差异较大，遵循吴仲华先生的“温度 对口、按质用能”的能源利用原则，集成国内外先进单体 技术，提出了“分级回收与梯级利用”技术 ：
①按余热品质分级回收；②将余热优先用于工序本身 即直接热回收，然后梯级利用各种品质余热：
烧结余热回收现有研究基础 及未来发展路径的探讨
董 辉 冯军胜 蔡九菊
东北大学 热能工程系
2016年5月1
每生产1吨烧结矿 显热 GJ
烧结烟气 0.42 烧 结 矿 1.02
能级
0.13 0.51
所占 比例%
29%
71%
温度㶲GJ
0.05 0.52
所占 比例%
10%
90%
烧结余热占钢铁企业余热总量13.4%；以我国7.0亿t烧结 矿产量计，烧结余热10.1亿GJ，相当于11.7个三峡。
吨矿发电能力18kWh；吨矿直接热回收2~4kgce
1.2 环冷机操作参数优化（技术二）
核心任务：对目前的环冷机模式余热回收进行技术改造 关键共性技术：维持现有环冷机结构形式、结构参数下
设置适宜冷却风量/ 料层高度/环冷机运行速度 环冷机更多是基于矿的冷却，不是基于余热回收；环冷 二段末端矿温较高；现有的操作参数需要重新审视。 设置适宜余热锅炉的运行参数（蒸汽的压力和温度） 余热锅炉在低参数下运行，再加上进口热载体品质的提 高；锅炉参数的提高具有一定潜力。