棒材1號加熱爐余熱回收技術改造實踐

王立鵬 賈志偉

廣東韶鋼松山股份有限公司煉軋廠 廣東韶關 512123

棒材1號加熱爐設計能力冷裝125t/h，加熱爐燃料采用高爐煤氣和焦爐煤氣的混合煤氣，煤氣熱值約7540kJ/Nm3，設計混合煤氣用量為2.8萬Nm3/h。熱裝時加熱爐尾部空氣預熱器前煙氣溫度約850℃，空氣預熱器后煙氣溫度約500～550℃，之后通過煙囪直接排放（煙囪高度70 米，出口2.6 米）。浪費煙氣熱能，而且加熱爐能耗較高。 對該加熱爐進行余熱回收改造后。平均可產生1.0MPa，300℃的過熱蒸汽15t/h。每年回收蒸汽折合節(jié)約標煤10000噸。

1 技術改造要點

1.1 熱力系統(tǒng)

余熱鍋爐采用單壓單通道立式自然循環(huán)形式，設置在加熱爐煙道內的煙道蒸發(fā)器及鍋爐本體內的蒸發(fā)器均采用自然循環(huán)方式，鍋爐本體內的蒸發(fā)器采用自然循環(huán)方式。余熱鍋爐額定蒸汽參數(shù)為1.25MPa，280℃，鍋爐蒸發(fā)量：15t/h；鍋爐為模塊化散裝鍋爐，受熱面包含過熱器、蒸發(fā)器、省煤器。受熱面采用螺旋翅片管形式。鍋爐主機包含汽包、受熱面、鋼架、雨棚、平臺扶梯、保溫護板等。余熱鍋爐進口新增一氣動調節(jié)蝶閥，出口新增一電動蝶閥。主煙道新增的蝶閥及余熱鍋爐進口處蝶閥為高溫閥門，耐溫等級≥600℃。當余熱鍋爐投運時，余熱鍋爐進出口煙道上的閥門完全開啟，主煙道上的閥門完全關閉，使高溫煙氣全部進入余熱鍋爐進行換熱。當余熱鍋爐發(fā)生故障不能滿足換熱功能時，開啟主煙道上的閥門，再關閉余熱鍋爐煙氣進出口管道上的閥門。主煙道上的煙道蝶閥為失電失氣常開型。為克服余熱鍋爐及系統(tǒng)煙氣阻力，余熱鍋爐出口設置引風機。風量80000Nm3/h。全壓2500Pa。電機功率132kW。工作溫度160℃。

1.2 給排水系統(tǒng)

棒1鍋爐余熱回收系統(tǒng)需要提供凈循環(huán)冷卻水及軟水補水。凈循環(huán)水管道就近接自煉軋區(qū)域架空管廊的凈循環(huán)水供回水管XH1/XH2。 軟水管道（DMW）就近接自煉軋區(qū)域架空管廊的軟水水管，架空主管管徑約DN200。余熱回收系統(tǒng)的凈循環(huán)水主要用于鍋爐引風機的水冷系統(tǒng)及取樣冷卻器的冷卻水。棒1所需凈循環(huán)水量為2 m3/h，供水壓力≥0.35MPa，設備內壓力損失≤0.1MPa。取自軋區(qū)域凈環(huán)水供水管XH1，使用后凈環(huán)水水溫升高8℃，回水排至煉軋區(qū)域凈環(huán)水回水管XH2。余熱回收系統(tǒng)補充水采用軟水，均就近接自煉軋區(qū)域軟水母管，棒1所需水量為15m3/h，管徑為DN65，采用鋼襯塑管道送至工藝水箱[1]。

1.3 配電系統(tǒng)

本工程低壓配電系統(tǒng)擬采用單母線分段結線方式，雙回路電源進線，分別從煉軋廠原有2#主電室低壓配電室內兩組不同進線的低壓配電柜的母排上，引兩路低壓（380V）電源。正常狀態(tài)下，母聯(lián)斷路器斷開，母線分開運行，當進線一段故障時，將該段進線斷路器斷開，母聯(lián)斷路器合閘，有另一路進線電源供電，能滿足主要用電負荷的供電需求。新增的此部分低壓配電柜分別為棒1線和棒3線加熱爐煙氣余熱回收項目設備提供380V電源，放置于原有2#主電室低壓配電室內。

1.4 控制系統(tǒng)

棒1線的余熱鍋爐設置一套獨立的儀表、電氣一體化的控制系統(tǒng)來實現(xiàn)對相應余熱鍋爐工藝生產過程相關設備、冷卻水輔助設備、電氣設備等進行監(jiān)控和操作，實現(xiàn)對工藝生產過程數(shù)據(jù)的采集、報表打印等功能。每套控制系統(tǒng)配置主要包括：1套操作站、1套操作站兼工程師站、1套遠程操作站（棒1線設置在出鋼控制室）、1套光纖通訊設備、1臺打印機、1套控制站(主要包括： CPU、電源、通訊網(wǎng)絡和信號采集組件)。控制系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)（TCP/IP）實現(xiàn)HMI、控制站之間的通訊（預留與韶鋼全廠EMS系統(tǒng)的通訊接口）。

1.5 建筑設施

棒1加熱爐煙氣余熱回收系統(tǒng)輔機樓，生產的火災危險類別丁類，耐火等級：二級。二層鋼筋混凝土框架結構建筑，建筑平面軸線尺寸：8m×6m，建筑面積約102.8㎡。建筑高度9.3m（室外地坪至屋面面層）。建筑室內地坪設計標高±0.000m，室外地坪設計標高-0.300m，室內外高差300mm。棒1加熱爐煙氣余熱回收系統(tǒng)輔機室墻體采用240厚蒸壓灰沙實心磚，雙面粉刷涂料飾面。屋面防水等級Ⅰ級，倒置式防水保溫屋面，吊頂采用鋁合金微孔板[2]。地坪采用混凝土墊層上鋪水泥砂漿面層，樓面采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆板上鋪防滑地磚。

2 技術改造效果

對該加熱爐進行余熱回收改造后。平均每小時可產生1.0MPa，300℃的過熱蒸汽15噸。排煙溫度從450℃降至150℃，減少了高溫煙氣對環(huán)境的污染。

3 效益分析

項目建設總投資為1787.79萬元。固定資產折舊按平均年限法計取，折舊年限為15年，殘值率為5%，年折舊費用為：113.23萬元。

余熱鍋爐電能裝機容量190kW，年工作小時7000小時，年耗電133.2x104kWh。電價0.5元/kWh

余熱鍋爐除鹽水消耗量為16.5噸/小時，年工作小時7000小時，年耗水量可達11.55萬噸，除鹽水價格按5元/噸。

余熱鍋爐產汽量15噸/小時，年工作小時7000小時，年產汽量可達10.5萬噸，蒸汽價格按100元/噸。

則每年產生的直接經(jīng)濟效益為：

則每年產生的直接經(jīng)濟效益為：

4 結語

對該加熱爐進行余熱回收改造后。排煙溫度從450℃降至150℃，減少了高溫煙氣對環(huán)境的污染。平均每小時可產生1.0MPa，300℃的過熱蒸汽15噸。每年產生的直接經(jīng)濟效益為812.42萬元。