梅鋼5號燒結機余熱鍋爐生產實踐

摘要：本文介紹了梅鋼5號燒結機余熱鍋爐的設備參數和工藝流程。回顧了針對提高余熱蒸汽產量這一課題而開展的一系列實踐活動，總結了提高余熱產汽量的一些措施及取得的一些成果。

關鍵詞：余熱鍋爐 燒結 冷卻 蒸汽

1 概述

燒結工序能耗約占鋼鐵生產總能耗的10%，僅次于煉鐵，是鋼鐵生產的第二耗能大戶。實現燒結節能，對降低燒結生產成本和工序能耗有著重要的意義。

燒結過程中可供利用的余熱約占鋼鐵廠總熱耗的12%，其中燒結礦余熱占8%，燒結廢氣余熱占4%，而冷卻機廢氣和燒結煙氣的顯熱約占燒結過程全部熱支出的50%，若能將這些氣體的余熱加以利用，無疑是燒結節能的重要途徑和發展趨勢[1]。

梅鋼現有2臺450m2燒結機，其中4號燒結機原抽風面積為400m2，2012年對其進行了橫向擴容改造。2臺燒結機均采用鼓風冷卻工藝，環冷機冷卻面積為400m2，匹配5臺冷卻風機，每臺風機的風量為5520000m3/h，2臺燒結機投產時就配備了相應的余熱鍋爐設備，主要回收環冷機入口處的高溫廢氣，平均每小時能生產40t左右的中壓蒸汽，輸送到能源中心的蒸汽管網。

2 余熱鍋爐設計參數

余熱鍋爐僅回收環冷機24個風箱中前6個風箱的高溫廢氣，生產1.00MPa，300℃的中壓蒸汽，余熱鍋爐設計的主要參數如表1所示。

3 鍋爐工藝流程

從整個余熱鍋爐的工藝流程來看，可以分成余熱煙氣循環系統和鍋爐汽水循環系統。

3.1 余熱煙氣循環系統。該系統主要由環冷機、除塵器、鍋爐、循環風機等組成。工作原理如下：環冷機1～6#風箱的高溫余熱煙氣經過除塵器進入鍋爐，余熱煙氣在鍋爐中由上而下，依次經過過熱器、高壓蒸發器、水預熱器、低壓蒸發器，完成熱交換后的低溫廢氣通過循環風機加壓后，再回到環冷機2#風箱。除塵器產生的粉塵經過余熱AV泵管道回收到配料粉塵槽回收利用。

3.2 鍋爐汽水循環系統。汽水循環系統系統主要是由給水泵、加藥泵、軟水箱、除氧器、鍋爐（低、高壓蒸發器，水預熱器，過熱器）及汽包等組成。其循環流程：①除鹽水（電廠）——軟水箱——除氧器——低壓汽包——低壓蒸發器——低壓汽包——除氧器、機頭。②除鹽水——軟水箱——除氧器——水預熱器——高壓汽包——高壓蒸發器——高壓汽包——蒸汽過熱器——外供總網；其工作原理是，經電廠處理過的軟水進軟水箱，再由軟水泵進除氧器，除氧器中的水分兩路，一路由低壓給水泵進低壓汽包，在低壓蒸發器和185℃左右的余熱廢氣進行熱交換后產生蒸汽上升回到低壓汽包輸往除氧器和機頭進行無動力熱風燒結；另一路由高壓給水泵進水預熱器再到高壓汽包，在高壓蒸發器和350～400℃的余熱廢氣進行熱交換后產生高壓蒸汽上升回到高壓汽包經蒸汽過熱器變成飽和干蒸汽后并入總網。

4 生產運行情況分析

自2012年1月投產以來，借鑒了4號機生產中的一些經驗及存在的問題，避免了很多設計缺陷，少走了很多彎路。比如，針對4號機余熱鍋爐熱管積灰嚴重的情況，5號機新投用了聲波清掃器，對熱管進行定時清掃，大大提高了鍋爐的熱交換效率。但有些問題目前還沒有找到很好的解決辦法，比如環冷密封板缺失造成煙氣熱量損失的問題等等。以下是基于提高5號機余熱蒸汽產量采取的摸索實踐活動。

4.1 控制好燒結終點。這要從兩個方面來探討，一個是終點的位置；另一個是終點的溫度。

①從熱回收的角度看，燒結終點控制在靠近排礦端是有利的。生產中由于工藝控制的要求，燒結終點并不是控制在最后一個風箱，而是在倒數第二第三個風箱之間。甚至有時由于過程的波動（水分、料層等）導致終點可能會前移的更多。這就導致燒結礦在燒結機上進行抽風冷卻，大大降低了燒結礦的溫度，大量熱量沒有進入余熱回收系統，導致蒸汽產量降低。在燒結生產控制上，我們盡量把燒結終點向后移，前提要保證燒透，因此我們嘗試把終點控制在倒數第二個風箱和最后一個風箱之間，取得了不錯的效果。②通過跟蹤發現，過高或過低的燒結終點溫度下，余熱可利用廢氣溫度都不是最理想的。為了使余熱熱利用效率發揮到最佳，我們通過摸索找到了比較適宜的燒結終點溫度。在工況穩定的情況下，燒結終點溫度在380℃±10℃時，余熱的蒸汽產量最高。

4.2 環冷密封效果。環冷機密封效果的好壞將直接影響到煙氣溫度，進而影響余熱鍋爐的換熱效果和余熱產量。由于系統長時間在高溫條件下運轉，加之環冷機臺車輕微跑偏等原因，經常容易造成環冷機內外圈的密封板脫落和缺失，造成大量熱循環廢氣的流失，直接影響到蒸汽產量。為此我們要求操作人員密切跟蹤好冷卻機密封板的完好狀況，發現有螺栓松動的盡快緊固，對脫落缺失的密封板在定修中安排補缺，確保環冷機密封的良好。

4.3 FeO的控制。FeO大小最終反映出來的就是配碳量的多少，固體燃料帶入的總熱量就越多，可供余熱吸收的總熱量就越高，相應地蒸汽發生量也就越多；反之，蒸汽產量就少。其實這也能為我們在日常生產中判斷FeO大小提供間接的依據。

4.4 環境溫度。季節變化甚至晝夜的變化對蒸汽產量都有一定程度的影響，環境溫度越高蒸汽產量越高。特別是暑季來臨，鍋爐吸收的煙氣溫度較冬季有明顯提高，產汽量大幅提升。

4.5 生產穩定和連續。余熱連續運行需要穩定的熱量輸入，這就要求燒結機連續穩定地提供熱燒結礦作為熱源供循環煙氣換熱，當燒結機出現短時間（<15min）故障停機時，鍋爐引入的循環煙氣熱量急劇減少，蒸汽發生的連續性被破壞，產量迅速降低。待生產恢復后，燒結機機上冷卻的燒結礦不能為鍋爐帶來大量穩定的熱源使蒸汽發生量迅速恢復到停機前的水平，而是必須經歷一個0.5～1h左右的升溫過程。因此，燒結過程的穩定是提高余熱產汽量的重要前提。

4.6 環冷機速度給定。在生產中摸索適宜的環冷機和燒結機速度之比對蒸汽產量的提高也有積極的意義。通過實驗，我們發現降低環冷機和燒結機速度比提高環冷機中燒結礦料層厚度而言，提高了煙氣溫度，增加了蒸汽產量。料層是影響燒結礦冷卻速度和冷卻介質終溫的主要因素。研究表明，冷卻機料層厚度每提高0.1m，廢氣溫度提高10℃。而且料層越厚，冷卻越趨均勻，溫度波動越小。

除上述原因外，還有一些對余熱蒸汽產量有影響的因素，比如蒸汽總網的壓力、鍋爐水質的好壞等都會對余熱的產汽量造成一定的影響。

5 結束語

5號機余熱鍋爐自投產以來，與燒結機同步作業率較高，產汽量漸趨穩定，為燒結降低工序能耗做出了巨大的貢獻。后期設想：增加對主抽煙道后幾個風箱高溫廢氣的利用環節，以進一步提高余熱吸收的循環煙氣熱量，同時又能對故障停機造成的燒結礦機上冷卻狀況加以改善。

參考文獻：

[1]伍英，周茂軍，馬洛文.寶鋼燒結余熱鍋爐生產實踐[J].燒結球團，2011，36（3）：44-53.

[2]宋興剛，梁山偉.余熱鍋爐節能技術改造應用[J].價值工程，2010（06）.

[3]馬占鵬.余熱鍋爐安裝質量控制[J].華章，2010（15）.

作者簡介：吳孟愷（1984-），男，安徽涇縣人，助理工程師，本科，主要研究方向：燒結球團。