燒結余熱技術在鋼鐵企業的應用

馮文彬(首鋼長鋼有限公司燒結廠 山西省 長治市 046031)

為了響應國家的政策，同時提高企業的效益，某鋼廠新建了2臺200平米的燒結環冷機。由于目前國內多數對燒結環冷機的使用僅僅限于余熱的回收，而對燒結機數量眾多的煙氣沒有足夠的重視，所以為了進一步提高企業的效益，筆者考慮將煙氣的回收利用合并入燒結機的利用項目，項目需要一臺35千瓦補氣凝汽式汽輪發電機組、兩臺燒結余熱鍋爐和兩臺環冷機余熱鍋爐。通過以上配置，每年可以為不同規模的鋼鐵企業提供數額不等的利潤回報，也可以說是成本節約。

一、燒結余熱再利用的現狀

燒結余熱再利用主要是針對目前對燒結余熱的利用不夠充分而提出的，當前燒結余熱的利用主要是用于冷卻機部分，技術雖然已經很成熟了，運行也足夠穩定，但是對余熱的利用不夠充分[1]。尤其是目前鋼鐵行業競爭激烈，如果能夠很好的利用燒結余熱以及這個過程中產生的低溫煙氣，那么會給鋼鐵企業帶來兩大好處，一個是節約能源，另一個是降低成本。基于以上情況，必須要有一次技術革新，從而實現節約能源并且降低成本。

二、發電系統的設計方案

1.整體發電方案

首先要有兩條360平米的燒結生產線，配套的是兩臺燒結余熱鍋爐、兩臺環冷機余熱鍋爐和一臺35千瓦補氣凝氣式汽輪發電機組。[2]。其流程如下：

(1)煙氣系統的流程

在360平米的燒結機的大煙道上用隔板設置隔離，用來把余熱回收的高溫煙氣與不用于余熱發電的低溫煙氣隔離開來。其中用于發電的高溫余熱煙氣被引到余熱鍋爐，經過鍋爐的換熱器降溫之后，廢氣回到大煙道，與剛剛的被隔離的低溫煙氣混合后被排放到脫硫系統，在脫硫系統脫硫除塵之后，使用主抽風機通過煙囪把低溫煙氣排入大氣。為了保證在余熱鍋爐發生事故或者檢修的時候，燒結機依然能夠正常運行，可以在余熱鍋爐的進口和出口位置裝上電動插板閥門，用以連接旁通煙道，這樣在余熱鍋爐因故不能運行的時候打開旁通煙道的閥門，關閉余熱鍋爐的進口和出口，讓煙氣從旁通煙道通過。

(2)熱力系統的流程

當前國內由于低溫余熱回收技術并不十分發達，所以一般存在的熱力循環系統有以下幾種：雙壓系統、閃蒸系統以及單壓系統。由于燒結機存在尾氣含硫量大、磨損性強以及波動性大的缺點，所以在設計的過程中要堅持以穩定并且簡單為首要原則，故而本次設計使用的余熱鍋爐的工藝系統使用的是單壓系統[3]。

燒結機余熱鍋爐和環冷機余熱鍋爐經過蒸汽管道在蒸汽機房的母管混合，再通過蒸汽母管把蒸汽導入汽輪機進行發電，汽輪機的凝結水產生之后通過水泵分配到鍋爐的凝結水加熱器進行加熱，等溫度達到104攝氏度的時候進行除氧，之后再進入鍋爐，加熱后形成水蒸氣，以上就是整個熱力循環系統的設計。

三、燒結機尾氣余熱發電的技術要點

1.系統安全

(1)為了盡可能多的利用余熱，必須把高溫尾氣的回收做到極致，但以上過程中必須做好安全防護，以保證鍋爐及其他設備不受到損壞，所以選擇適當的排煙溫度是關鍵。

(2)為了不影響鍋爐檢修時燒結機的正常運轉，將廢氣通過旁路輸送也是技術要點。

2.工藝可靠

(1)單壓系統由于工藝簡單，可以保證在運行過程中故障率較低，并且易于實現運行維護同步。

(2)余熱鍋爐的使用壽命較長，主要是因為采用了熱管束的防磨損工藝，同時還能夠提升熱管束的換熱效率，減少時間和浪費。另外在設計材質和容量的時候一定要考慮好余量，這樣更能適應燒結工藝中的負荷波動，從而保證長期穩定的運行。

看得出來，在設計的過程中如果能夠把細節完美的把握，可以更好的保障設備的運行。

四、經濟分析

根據以上設計的方案，該項目能夠增加的燒結機尾氣余熱發電的經濟分析如下所示：

假如說每臺燒結機余熱鍋爐每個小時可以產生3.0MPa，320攝氏度過熱蒸汽20t/h計算，兩臺過熱鍋爐可以產生的過熱蒸汽40t/h。發電機功率為每小時提高11720kW h,機組假如每年運行達到7000小時，那么每年的發電量可以達到8204萬千瓦，假如發電的電價按0.5元/千瓦時計算，那么每年可以創造的經濟效益達到4102萬元，或者可以說每年為企業節省成本4102萬元。由此可知，燒結機尾余熱發電是具有非常可觀的經濟效益的。

總結

由以上論述可知，在國家大力倡導的節能減排政策影響之下，可持續發展和能源的回收利用已經引起很多企業的重視。但是技術的應用從來不是一步到位的，所以在燒結余熱的利用上由于位置的不同導致了觀點的不同，故而在應用上也各有不同。未來的發展趨勢必將是燒結環冷機器余熱發電成為優先選擇的工藝，并且設定適當的排煙溫度以及提高鍋爐受熱面防磨技術都會是影響該技術的關鍵。燒結余熱回收利用技術也是綠色制造工藝的一種，所以提高燒結余熱利用技術也正是提高國家大力倡導的綠色制造工藝，環保節能。

[1]劉莉，梁青，閆謹.過程氣體分析技術在鋼鐵企業的應用[J].冶金設備，2013（06）.

[2]楊昭平，封雷迅.鋼鐵企業綜合節能新概念IESM[J].電氣技術，2010（12）.

[3]陳剛.淺談MES技術在鋼鐵企業的應用[J].安徽冶金科技職業學院學報，2013（08）.