烧结机冷却余热发电改造的技术创新

烧结机冷却余热发电改造的技术创新
在大力倡导绿色发展理念的背景下，河钢邯钢公司拟对一套400m2烧结机的冷却设施及烟气脱硝、脱硫治理系统进行升级改造。

改造成功后，既可提高烧结矿的显热回收效率，又实现了烧结烟气低成本治理和达标排放，本文重点阐述利用烧结机竖式冷却余热发电节能项目的技术改造和创新。

标签：烧结冷却；余热发电；技术创新
当前我国经济发展进入由高速增长阶段转向高质量发展阶段的新常态。

在大力倡导绿色发展理念的背景下，节能及环保问题日益受到重视。

而钢铁业则是我国节能及环境治理的重点领域。

河钢邯钢公司为响应国家号召，拟对一套400m2烧结机的冷却设施及烟气脱硝、脱硫治理系统进行升级改造，并开发烧结矿竖式冷却与烟气治理一体化技术创新。

1 烧结机升级项目改造的必要性
烧结是冶金行业铁前系统必不可少的重要工序，其产生的NOx、SOx等有害物質严重地污染着空气质量。

烧结矿烟气脱硝脱硫与余热利用一体化技术，利用成熟的SCR脱硝技术将NOx有效脱除。

烟气余热用来蒸气发电，利用后的烟气再进入采用SDS工艺的脱硫设施中脱硫，从而实现达标排放。

拟进行的400m2烧结机升级改造项目建设范围，包括烧结机竖式冷却系统、烟气调温补燃系统、余热发电系统及烧结烟气SCR脱硝系统、脱硫系统、烟道及配套除尘系统等内容。

升级改造的目的是克服原环冷机漏风率高，余热利用率低，运行环境差，设备维护量大等问题。

采用新型竖式冷却系统可大大降低漏风率、改善运行环境、减少设备运行故障率和维护量，较大幅度的提高烧结矿余热回收率。

余热发电系统拟建设1套处理650t/h烧结矿竖式冷却设施及配套140t双压余热锅炉和25MW汽轮发电机组。

主要设备包括：余热锅炉；汽轮机及发电机组及并网系统；循环给水系统；蒸汽减压并网系统和三电系统等。

2 升级改造后的工艺流程
烧结矿经单齿破碎机破碎后，通过高温链板机输送至竖式冷却器上料缓冲仓内，经中间称量斗放入上料小车中，再通过斜桥输送至竖式冷却器上部的受料斗中，进入竖式冷却器。

热烧结矿与竖式冷却器下部鼓入并均布入料床内的烧结烟气逆流换热，在烧结矿得到有效冷却的同时，烟气温度提升。

为保证NOx的脱除率满足要求，所有烟气都经过脱硝塔脱硝。

一台主抽风机的烟气进入竖冷器换热，经旋风除尘后在进入脱硝反应器之前与另一台主抽风机的烟气混合，配合补燃调温，温度达到SCR脱硝反应的窗口温度，在反应器内在催化剂的作用下与喷入的氨反应，分解为氮气。

脱硝后的烟气进入余热锅炉产蒸汽发电。

经余热锅
炉调温后的烟气进入后续的脱硫设施脱硫，保证烟气NOx、SOx达标排放。

3 余热发电系统的组成及设计参数
3.1 竖式冷却器
竖式冷却器是烧结矿冷却与余热回收的主体设备。

设计每小时成品烧结矿量最大量为450t，实际进入竖冷器的烧结矿最大处理矿量为650t/h。

烧结矿的温度按平均650℃计算，排矿温度按150℃计算。

烧结烟气量按工况流量2000000m3/h，温度150℃核算。

通过增压风机将烧结烟气从主抽风机的出口处抽出，自下而上地鼓入竖式冷却器内，经过多点布风，尽可能均匀的分布到竖式冷却器内，与自上而下的热烧结矿逆流换热，在冷却烧结矿的同时，烟气温度逐步升高，达到中高温烟气脱硝反应的窗口温度。

烧结机停机重启时，在没有热烧结矿产出的时段，为了保证烟气能够达到脱硝温度，需补燃煤气；在有热烧结矿产出时，为确保烟气温度达到最佳脱硝反应窗口温度，适当的补燃是保证烟气温度稳定及最佳脱硝效率必要且有效的手段。

为此，在竖式冷却器上安装升温调温措施，对烟气温度进行调节。

经烧结矿的显热加热及补燃调温，将脱硝烟气温度提升到380℃以上，达到催化脱硝反应的最佳窗口温度。

主要设施有竖冷器本体：最大内径16m，最大高度35m；排料设施：振动排料器，给料能力55m3/h×8；链板机：输送能力650t/h；增压冷却风机：350000Nm3/h×2，全压11000Pa。

3.2 锅炉
锅炉是利用热能转换为蒸气能的重要设备。

设计采用的锅炉型式为立式双压锅炉1台套；额定蒸发量：～140t/h；额定蒸汽压力：1.6MPa（g）；额定蒸汽温度：～335℃；入口烟气温度：～360℃；排烟温度：～140℃。

3.3 汽轮发电机组
汽轮发电机是余热发电的核心机组。

设计采用低温、低压、凝汽式汽轮机1台套；额定功率：25MW；额定进汽压力：1.8MPa；气压力：0.5MPa；补气温度：180℃；额定进汽温度：335℃。

三相发电机1台套；额定功率：25MW；额定电压：10.5kV；功率因数：0.8；额定频率：50Hz；额定转速：3000r/min；发电机效率：≥98%；冷却方式：空气冷却。

4 结语
烧结矿竖式冷却与烟气治理一体化技术经多方反复论证，认为该项目具有余热回收利用率高、烟气治理效果好、成本低廉的优势。

利用烧结矿竖式冷却产生的余热发电，必将成为冶金行业环保节能技术改造与创新的一个成功范例。

参考文献：
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[2]李冬庆.烧结冷却机余热发电系统及其关键技术[J].烧结球团，2010，35（6）：5-12.
[3]张兰芳，陈长景.烧结冷却机低温余热发电技术及经济分析[J].发电设备，2010，24（1）：81-84.。