360m2燒結煙道余熱利用研究與實施

刁呈振

摘 要：宣鋼3#360 m2燒結機環(huán)冷機已投運余熱發(fā)電項目，但燒結大煙道末端高溫煙氣并未回收利用，大量300 ℃～400 ℃的高溫煙氣經(jīng)過除塵脫硫后直接排放，造成能源浪費。該項目利用燒結機尾部大煙道的高溫煙氣，采用內(nèi)置式余熱鍋爐進行余熱回收，生產(chǎn)蒸汽并入發(fā)燒結電系統(tǒng)，從而提高發(fā)電負荷，實現(xiàn)燒結機煙道余熱回收利用。

關鍵詞：燒結大煙道；余熱利用；鍋爐

中圖分類號：TK11 文獻標志碼：A

0 引言

根據(jù)宣鋼3#360 m2燒結機煙道煙氣參數(shù)和生產(chǎn)特點選用可靠性高的余熱鍋爐進行熱量回收，研究論證煙道鍋爐蒸汽并入環(huán)冷余熱發(fā)電系統(tǒng)需要解決的技術問題，通過技術改造和系統(tǒng)優(yōu)化實現(xiàn)煙道鍋爐穩(wěn)定的熱量回收。

1 技術方案

1.1 燒結機機尾風箱溫度介紹

將余熱鍋爐安裝在燒結機大煙道尾部高溫段，充分利用燒結機大煙道尾部高溫煙氣熱量換熱產(chǎn)生蒸汽，并入原有燒結環(huán)冷余熱發(fā)電系統(tǒng)。3#360 m2燒結機機尾風箱溫度見表1。

由表1可以看出，煙氣在燒結機16#-20#風箱之間的溫度為300 ℃～450 ℃，可利用效果最佳，此溫度下可產(chǎn)生較高溫度的蒸汽，因此采用余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽發(fā)電的方式進行熱量回收。

1.2 煙道回收利用應滿足的條件

（1）作為燒結工序的節(jié)能項目，必須以保證燒結的正常生產(chǎn)、檢修為前提。在符合上述前提條件下，盡可能地減少熱損失，以提高鍋爐產(chǎn)能，獲得最大的經(jīng)濟效益；

（2）對燒結機操作工藝不做任何改變，符合操作人員正常操作習慣；

（3）盡可能減少設備阻力損失，對燒結主抽風機能力不產(chǎn)生任何影響；

（4）在保證大煙道余熱回收后煙氣溫度符合后續(xù)工藝要求的前提下，盡可能地提高鍋爐產(chǎn)汽量；

（5）便于設備日常維護保養(yǎng)及檢修更換，日常檢修不影響燒結機正常生產(chǎn)。

1.3 煙道鍋爐系統(tǒng)流程確定

根據(jù)燒結機結構及生產(chǎn)規(guī)律，綜合各方面要求，余熱鍋爐采用內(nèi)置式，余熱回收裝置各換熱模塊，內(nèi)置于燒結機機尾大煙道，中壓汽包布置于大煙道上層18.7 m平臺上。余熱回收裝置所產(chǎn)過熱蒸汽匯入環(huán)冷鍋爐過熱器前的飽和蒸汽母管，與環(huán)冷鍋爐飽和蒸汽混合后，經(jīng)環(huán)冷鍋爐過熱器過熱后送至汽機做功發(fā)電；為確保系統(tǒng)安全，燒結機蒸汽匯入環(huán)冷鍋爐過熱器管道設置2路，一路直接匯入環(huán)冷鍋爐過熱器前飽和蒸汽母管，一路作為旁通匯入環(huán)冷鍋爐出口過熱蒸汽母管（出口主汽閥之后）。

1.4 采用熱管式余熱鍋爐避免鍋爐故障影響燒結主線生產(chǎn)

由于煙道余熱鍋爐安裝在燒結煙道內(nèi)部，如果采用傳統(tǒng)換熱模式，受熱面一旦發(fā)生內(nèi)部泄漏必將影響到燒結機生產(chǎn)，造成燒結停產(chǎn)。通過論證發(fā)現(xiàn)，熱管式換熱方式可以消除這樣的安全隱患。

熱管余熱鍋爐是由翅片管式過熱器、熱管蒸汽發(fā)生器、熱管省煤器、汽包、設備間連接管路、供水系統(tǒng)及儀電控制系統(tǒng)等組成，其主要工藝流程如圖1所示。

高溫熱廢氣為熱管蒸汽發(fā)生器換熱管束不斷提供加熱熱源，換熱管束內(nèi)的軟化水吸熱汽化由蒸汽上升管引入汽包進行汽水分離，分離后的飽和水經(jīng)液體回流管流入蒸汽發(fā)生器換熱管束重新進行加熱汽化，形成連續(xù)的產(chǎn)汽循環(huán)系統(tǒng)。

余熱鍋爐由眾多熱管組裝而成，各熱管之間相互獨立，一根或幾根熱管損壞煙道內(nèi)部發(fā)生爆管泄漏時，只能泄漏掉發(fā)生故障的熱管內(nèi)部的介質(zhì)，不會造成大面積介質(zhì)泄漏影響燒結主線生產(chǎn)。同時其他熱管還能正常吸熱放熱，鍋爐能正常生產(chǎn)。

1.5 煙道鍋爐接入環(huán)冷余熱發(fā)電系統(tǒng)的運行方案

1.5.1 煙道鍋爐上水問題技術解決方案

煙道鍋爐利用燒結機生產(chǎn)余熱進行生產(chǎn)，環(huán)冷鍋爐利用環(huán)冷機礦料余熱進行生產(chǎn)，因此在啟動時，熱量先抵達煙道鍋爐，需要在燒結機點火后對煙道鍋爐進行上水，象從除鹽水箱上水，開啟除鹽水泵后，環(huán)冷鍋爐也會進入給水，冬季溫度低，余熱鍋爐未到暖爐時機，給水進入環(huán)冷鍋爐極易發(fā)生凍堵事故。

經(jīng)過對工藝流程研究后，決定新增加一種上水方式，設置專門為煙道鍋爐上水的管道，從除鹽水泵到環(huán)冷鍋爐水預熱器之間的除鹽水管道接引至煙道鍋爐給水泵前，并設置相應的隔絕閥門，當溫度較低時采用從除鹽水管道只給煙道鍋爐上水。其他季節(jié)可采用從除鹽水箱上水，同時嚴密監(jiān)視環(huán)冷鍋爐汽包水位。

1.5.2 煙道鍋爐單獨運行時技術方案

煙道鍋爐單獨運行時，過熱蒸汽經(jīng)過環(huán)冷鍋爐會造成大量熱損失，且不能將環(huán)冷鍋爐隔絕進行檢修維護工作，通過技術改造使煙道鍋爐過熱蒸汽不經(jīng)過環(huán)冷鍋爐過熱器直接引至環(huán)冷鍋爐中壓主蒸汽門后，這樣避免了2臺鍋爐運行過程中相互影響。

2 實施效果

該項目實施投產(chǎn)以來，運行平穩(wěn)，節(jié)能效益明顯，自2018年1月～2018年12月一年間，累計運行7 973.5 h、蒸汽產(chǎn)量63 381 t，每月具體數(shù)據(jù)見表2。

項目的投產(chǎn)將余熱利用技術轉化到了燒結機大煙道上，煙道鍋爐前煙氣溫度370 ℃，經(jīng)過鍋爐吸收熱量后，煙氣溫度降為200 ℃，高溫熱量被充分吸收實現(xiàn)了煙道煙氣中的能源由熱能到電能的轉換，該項目年新增發(fā)電量1 022萬kW·h。

燒結廢熱的利用是冶金企業(yè)普遍面臨的問題，也是節(jié)能降耗的有力舉措，為宣鋼節(jié)能發(fā)電創(chuàng)效工作增添了新的活力，使宣鋼燒結余熱回收率邁上一個新的臺階。

參考文獻

[1]劉立新.馬鋼380 m2燒結機煙道余熱利用實踐[J].安徽冶金科技職業(yè)學院學報，2017（4）：26-27.

[2]王學敏.燒結大煙道余熱利用節(jié)能實踐[J].冶金動力，2017（4）：38-40.