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約標煤10000噸。

1 技術改造要點

1.1 熱力系統

余熱鍋爐采用單壓單通道立式自然循環形式，設置在加熱爐煙道內的煙道蒸發器及鍋爐本體內的蒸發器均采用自然循環方式，鍋爐本體內的蒸發器采用自然循環方式。余熱鍋爐額定蒸汽參數為1.25MPa，280℃，鍋爐蒸發量：15t/h；鍋爐為模塊化散裝鍋爐，受熱面包含過熱器、蒸發器、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

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

本工程低壓配電系統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。正常狀態下，母聯斷路器斷開，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

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來實現對相應余熱鍋爐工藝生產過程相關設備、冷卻水輔助設備、電氣設備等進行監控和操作，實現對工藝生產過程數據的采集、報表打印等功能。每套控制系統配置主要包括：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、通訊網絡和信號采集組件)。控制系統通過工業以太網（TCP/IP）實現HMI、控制站之間的通訊（預留與韶鋼全廠EMS系統的通訊接口）。

1.5 建筑設施

棒1加熱爐煙氣余熱回收系統輔機樓，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濟效益為：

則每年產生的直接經濟效益為：

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。每年產生的直接經濟效益為812.42萬元。