360m2燒結煙道余熱利用研究與實施

刁呈振

摘 要：宣鋼3#360 m2燒結機環冷機已投運余熱發電項目，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，采用內置式余熱鍋爐進行余熱回收，生產蒸汽并入發燒結電系統，從而提高發電負荷，實現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

根據宣鋼3#360 m2燒結機煙道煙氣參數和生產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冷余熱發電系統需要解決的技術問題，通過技術改造和系統優化實現煙道鍋爐穩定的熱量回收。

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生蒸汽，并入原有燒結環冷余熱發電系統。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，此溫度下可產生較高溫度的蒸汽，因此采用余熱鍋爐產生蒸汽發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）作為燒結工序的節能項目，必須以保證燒結的正常生產、檢修為前提。在符合上述前提條件下，盡可能地減少熱損失，以提高鍋爐產能，獲得最大的經濟效益；

（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工藝要求的前提下，盡可能地提高鍋爐產汽量；

（5）便于設備日常維護保養及檢修更換，日常檢修不影響燒結機正常生產。

1.3 煙道鍋爐系統流程確定

根據燒結機結構及生產規律，綜合各方面要求，余熱鍋爐采用內置式，余熱回收裝置各換熱模塊，內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。余熱回收裝置所產過熱蒸汽匯入環冷鍋爐過熱器前的飽和蒸汽母管，與環冷鍋爐飽和蒸汽混合后，經環冷鍋爐過熱器過熱后送至汽機做功發電；為確保系統安全，燒結機蒸汽匯入環冷鍋爐過熱器管道設置2路，一路直接匯入環冷鍋爐過熱器前飽和蒸汽母管，一路作為旁通匯入環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

由于煙道余熱鍋爐安裝在燒結煙道內部，如果采用傳統換熱模式，受熱面一旦發生內部泄漏必將影響到燒結機生產，造成燒結停產。通過論證發現，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、熱管蒸汽發生器、熱管省煤器、汽包、設備間連接管路、供水系統及儀電控制系統等組成，其主要工藝流程如圖1所示。

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

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部發生爆管泄漏時，只能泄漏掉發生故障的熱管內部的介質，不會造成大面積介質泄漏影響燒結主線生產。同時其他熱管還能正常吸熱放熱，鍋爐能正常生產。

1.5 煙道鍋爐接入環冷余熱發電系統的運行方案

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余熱進行生產，環冷鍋爐利用環冷機礦料余熱進行生產，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，給水進入環冷鍋爐極易發生凍堵事故。

經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。其他季節可采用從除鹽水箱上水，同時嚴密監視環冷鍋爐汽包水位。

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，過熱蒸汽經過環冷鍋爐會造成大量熱損失，且不能將環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過環冷鍋爐過熱器直接引至環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

該項目實施投產以來，運行平穩，節能效益明顯，自2018年1月～2018年12月一年間，累計運行7 973.5 h、蒸汽產量63 381 t，每月具體數據見表2。

項目的投產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，該項目年新增發電量1 022萬kW·h。

燒結廢熱的利用是冶金企業普遍面臨的問題，也是節能降耗的有力舉措，為宣鋼節能發電創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].安徽冶金科技職業學院學報，2017（4）：26-27.

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