趙玉會 管立君 韓雷雷

(河北漢堯環(huán)保科技股份有限公司)

摘 要：針對燒結(jié)大煙道煙氣余熱目前尚未充分回收和利用，提出應(yīng)用內(nèi)置式大煙道煙氣余熱鍋爐回收技術(shù)，并將產(chǎn)生的蒸汽并入環(huán)冷蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，結(jié)合宣鋼 3 號燒結(jié)機(jī)上的應(yīng)用，介紹了該技術(shù)的主要設(shè)備組成、 工藝流程、 技術(shù)特色和創(chuàng)新。 通過對 2017 年全年蒸汽產(chǎn)量和各種能源介質(zhì)消耗量統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出年節(jié)能量7199 取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會環(huán)境效益。 

關(guān)鍵詞：燒結(jié)；大煙道；余熱回收；節(jié)能

燒結(jié)工序在鋼鐵企業(yè)中屬于高能耗工序，燒結(jié)工序余熱主要包括燒結(jié)礦成品顯熱及燒結(jié)煙氣顯熱。目前余熱回收技術(shù)主要集中在燒結(jié)礦顯熱回收上，而燒結(jié)機(jī)尾部大煙道內(nèi)高溫?zé)煔庥酂嵘形慈婊厥绽谩?nbsp;

在燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)時(shí)， 燒結(jié)礦從燒結(jié)機(jī)頭跟隨臺車依次緩慢推進(jìn)平移向燒結(jié)機(jī)尾，在燒結(jié)機(jī)尾部對熱燒結(jié)礦進(jìn)行破碎。燒結(jié)機(jī)頭主抽風(fēng)機(jī)通過燒結(jié)臺車下方大煙道上的若干風(fēng)箱提供引風(fēng)動(dòng)力，使熱煙氣強(qiáng)制穿過燒結(jié)礦料層，燒結(jié)礦經(jīng)加熱灼燒后，燒結(jié)機(jī)尾部大煙道內(nèi)煙氣溫度為 300 ~ 400℃， 最高可達(dá) 450℃左右。 

公司通過 EMC合同能源管理模式對宣鋼 3號 360m² 燒結(jié)機(jī)大煙道進(jìn)行局部改造， 安裝內(nèi)置式大煙道煙氣余熱回收裝置 (余熱鍋爐)，對燒結(jié)機(jī)尾部大煙道末端高溫?zé)煔庥酂徇M(jìn)行有效回收，將余熱鍋爐汽包產(chǎn)生的蒸汽并入環(huán)冷蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，進(jìn)而提高燒結(jié)系統(tǒng)整體余熱利用的蒸汽產(chǎn)量和發(fā)電量，達(dá)到節(jié)能減排、 降本增效的目的。

1 基礎(chǔ)參數(shù)

宣鋼 3 號 360m²大煙道余熱回收裝置為單壓、 無補(bǔ)燃、 自然循環(huán)、 臥式、 組合式余熱鍋爐， 額定產(chǎn)汽壓力 2.0MPa，設(shè)計(jì)壓力 2.45MPa。

1.1宣鋼3號360m²燒結(jié)機(jī)及大煙道的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

(1) 燒結(jié)機(jī)

有效面積: 360m² 

利用系數(shù): 1.14t/（m²·h）

成品率 (平均): 93％

成品礦產(chǎn)能 (平均): 353 萬 t / a 

(2) 大煙道

進(jìn)燒結(jié)機(jī)頭電除塵器煙氣溫度 (平均): 南側(cè) 160℃ ，北側(cè) 140℃

直徑: 3500mm

(3) 主抽風(fēng)機(jī)

數(shù)量: 2 臺

風(fēng)機(jī)全壓: 17.5kPa

1.2  大煙道余熱回收鍋爐主要參數(shù)

燒結(jié)機(jī)尾 4個(gè)風(fēng)箱平均溫度: 約 360 ± 10℃

大煙道鍋爐產(chǎn)量: 9 ~ 12t / h 

蒸汽壓力: 2.0MPa

蒸汽溫度: 320℃

給水溫度: 140℃

給水流量: 最大 16t / h 

鍋爐通風(fēng)阻力≤500Pa 

大煙道出口煙氣溫度≥120℃

2 工藝流程及技術(shù)概述

2.1主要設(shè)備組成

燒結(jié)大煙道煙氣余熱回收裝置為熱管余熱鍋爐，主要由管式過熱器、 熱管蒸汽發(fā)生器、 熱管省煤器、 汽包、 設(shè)備間連接管路、 供水系統(tǒng)及電氣儀表控制系統(tǒng)等組成。 

2.2工藝流程

燒結(jié)大煙道煙氣余熱回收裝置內(nèi)置于燒結(jié)機(jī)尾末端大煙道內(nèi)，高溫?zé)釤煔鈱峁軗Q熱管束不斷提供熱源，換熱管束內(nèi)的除鹽水吸熱汽化由蒸汽上升管引入汽包進(jìn)行汽水分離，分離后的飽和水經(jīng)液體回流管流入換熱管束重新進(jìn)行加熱汽化，從而形成連續(xù)的產(chǎn)汽循環(huán)系統(tǒng)。分離后的飽和蒸汽可直接并入飽和蒸汽管網(wǎng)。形成過熱蒸汽并入過熱蒸汽管網(wǎng)，燒結(jié)大煙道煙氣余熱回收裝置主要工藝流程如圖 1 所示。

2.3余熱回收系統(tǒng)技術(shù)特色和創(chuàng)新

(1) 余熱鍋爐各受熱面 (省煤器、 蒸發(fā)器和過熱器) 采用直接內(nèi)插入燒結(jié)機(jī)大煙道技術(shù)，系統(tǒng)阻力損失小， 阻力小于 500Pa， 對燒結(jié)生產(chǎn)工藝無不良影響。 

(2) 采用模塊化設(shè)計(jì)理念， 很好地解決了燒結(jié)機(jī)大煙道場地空間狹小的限制，依據(jù)燒結(jié)機(jī)大煙道的各單元間的實(shí)際空間，熱管余熱鍋爐分若干模塊直接插入燒結(jié)大煙道內(nèi)，在符合工藝要求的前提下，實(shí)現(xiàn)了最大限度地能量階梯回收利用? 同時(shí)系統(tǒng)布置靈活，不會占用燒結(jié)機(jī)其他部件布置空間，更無需占用額外的場地。 

(3) 余熱鍋爐受熱面采用熱管技術(shù)， 實(shí)現(xiàn)鍋爐受熱面 (高溫?zé)煔饧訜醾?cè)) 與給水產(chǎn)汽側(cè)(鍋水吸熱產(chǎn)汽側(cè)) 完全分離， 即使燒結(jié)大煙道內(nèi)粉塵對熱管鍋爐受熱面沖刷而造成受熱面磨損，以及低溫酸腐蝕致使鍋受熱面損壞，也不會產(chǎn)生鍋水泄漏至燒結(jié)大煙道內(nèi)的事故，更不會使整個(gè)裝置緊急停車，保證了系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。 

(4) 余熱鍋爐對燒結(jié)機(jī)大煙道煙氣進(jìn)行余熱回收后， 大煙道內(nèi)煙氣溫度降低，流速減慢，有利于大煙道內(nèi)粉塵沉降，減輕了粉塵對大煙道的沖刷磨損，提高了燒結(jié)機(jī)頭電除塵器的除塵效率，延長主抽風(fēng)機(jī)葉輪的使用壽命，同時(shí)，降塵管上冷風(fēng)吸入閥燒結(jié)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)作為備用閥無需開啟，降低風(fēng)機(jī)能耗，減少燒結(jié)機(jī)頭粉塵排放，經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)保效益極為顯著。

3 大煙道改造后節(jié)能效益分析

宣鋼3 號 360m²燒結(jié)大煙道余熱鍋爐回收利用裝置 2017 年全年蒸汽產(chǎn)量和各種能源介質(zhì)消耗量統(tǒng)計(jì)見表1。 

3.1節(jié)能量分析

2017 年全年 3號 360m² 燒結(jié)大煙道煙氣余熱回收裝置產(chǎn)蒸汽量70701t，全部并入環(huán)冷發(fā)電系統(tǒng)，扣除設(shè)備耗電量和消耗除鹽水量后，折標(biāo)煤量為:

(70701 × 2988.78 × 0.03412-48198×0.1229-9798×0.4857）÷1000=7199.21tce/a

其中: 蒸 汽 熱 焓 值 為 2988.78KJ/kg(0.9MPa，270℃ )；熱力( 當(dāng)量值) 折標(biāo)系數(shù)0.03412kgce/MJ；電力(當(dāng)量值)折標(biāo)系數(shù)0.1229kgce/KWh；除鹽水折標(biāo)系數(shù) 0.4857kgce/t。

3.2節(jié)能效益分析

2017 年全年產(chǎn)蒸汽量 70701t，按蒸汽 140 元/ t，電價(jià) 0.54 元/ kWh， 除鹽水 8 元/ t計(jì)算，則全年產(chǎn)生的節(jié)能效益為：

(70701 × 140 － 48198 × 0.54-9798×8）÷10000＝ 979.37萬元

通過以上分析計(jì)算可知，宣鋼 3 號 360m² 燒結(jié)機(jī)大煙道安裝內(nèi)置式煙氣余熱回收利用裝置后，年節(jié)省 7199.21tce年節(jié)能效益 979.37萬元。 

4 結(jié)語

宣鋼 3 號360m² 燒結(jié)大煙道通過安裝煙氣余熱回收裝置，，有效利用燒結(jié)機(jī)尾大煙道高溫?zé)煔庥酂幔岣邿Y(jié)系統(tǒng)的發(fā)電量，從而有效地降低燒結(jié)工序生產(chǎn)成本，節(jié)能效果非常顯著， 符合國家節(jié)能減排產(chǎn)業(yè)政策，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會環(huán)境效益。