銅陵市某鋼鐵公司燒結機改造及生產效果

李智虎，邵曉騏

(馬鞍山焓谷能源審計有限公司，安徽　馬鞍山　243000)

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化工機械

銅陵市某鋼鐵公司燒結機改造及生產效果

李智虎，邵曉騏

(馬鞍山焓谷能源審計有限公司，安徽馬鞍山243000)

介紹了銅陵市某鋼鐵公司將原有78 m2和84 m2燒結機改為一臺252 m2新型燒結機，改機上抽風冷卻為鼓風環冷(280 m2環冷機)，并對環冷機增加余熱回收系統。通過改造，燒結機提高產能，具備了年產130萬噸燒結礦的生產能力，并配置25 t鍋爐，建設6 MW余熱電站，從而降低單位產品能耗，取得了顯著的經濟效益。

燒結機；改造；生產效果

銅陵市某鋼鐵公司原有燒結系統為平面步進式燒結機系統，包括1# 78 m2燒結機和2# 84 m2燒結機，產能為100萬噸，原有燒結機均采用機上冷卻方式，在燒結機冷卻段完成燒結礦的冷卻。冷卻段主要由臺車、風箱、滑道及密封裝置、干油潤滑系統、軌道、降塵管、雙層卸灰閥、輸灰皮帶機、冷卻段除塵器、抽風機和煙囪等組成。冷卻段和燒結段布置在同一軌道上，分界點是中間密封裝置。燒結完成后，冷卻風機開始對燒結餅進行大風量、低負壓的抽風冷卻，當臺車運行到冷卻段末端時結束。主要生產設備(設施)如下：①混配系統：1# 78 m2燒結機和2# 84 m2燒結機共用一套混配系統，主要設備為一次混合機：φ3.2 m×12 m圓筒混合機1臺；二次混合機：φ3.4 m×14 m圓筒混合機1臺。②燒結冷卻系統：1#燒結機為1臺78 m2平面步進式燒結機，采用機上冷卻，冷燒比為1:1。主抽風機風量為：8000 m3/min，負壓:15.5 kPa，電機功率：2800 kW；冷卻風機風量為：12000 m3/min，負壓：8.5 kPa，電機功率：2500 kW；燒結機主抽采用重力除塵配陶瓷SXDφ208×640多管除塵器(組合式)，冷卻采用重力除塵配陶瓷多管SXDφ208 mm×800 mm多管除塵器(組合式)。

2#燒結機為1臺84 m2平面步進式燒結機，采用機上冷卻，冷燒比為1:1。主抽風機風量為：9000 m3/min，負壓:16.5 kPa，電機功率：3200 kW；冷卻風機風量為：13000 m3/min，負壓:9.5 kPa，電機功率：2800 kW；燒結機主抽采用163 m2三電場電除塵器，冷卻采用重力除塵配陶瓷多管SXDφ208 mm×800 mm多管除塵器(組合式)。

1　改造方案

1.1燒結段改造

按照用戶要求，1#燒結機有效燒結面積由78 m2擴容為126 m2，燒結段增加16 m(臺車：長2 m，寬3 m)；2#燒結機有效燒結面積由84 m2擴容為126 m2，燒結段增加14 m。改造后新型燒結機總面積為252 m2。對應燒結段的增加和冷卻方式的改變，燒結室主體設備要進行相應改造：燒結主機中的機尾密封的位置和干油潤滑系統進行適當調整；降塵系統的風箱、降塵管、卸灰閥和輸灰皮帶機等應的增加數量或延長，冷卻段降塵管除一部分用于燒結外，其余部分作為灰箱使用；推車機、遷車機、翻車機和回車機組成的運行系統要提速或加快操作節奏；鋪底料系統、混合料布料系統和單輥破碎機要核定生產能力，滿足燒結生產需要；點火爐加大，保證燒結點火溫度和時間[1]。

為方便新增設備的安裝與維修，燒結室向右延長60 m，延長部分為露天棧橋，不設屋蓋和維護墻等，起重設備利用燒結室現有20/5 t電動橋式起重機[3]。

改造后，新型燒結機有效燒結面積為252 m2，綜合考慮燒結機系統的實際情況，取利用系數1.25 t/m2·h，作業率按90.4%，工作制為連續作業，則燒結礦產量和質量指標如下表所示。

表1　改造后燒結機參數表Table 1　Parameters of sintering machine after modification

1.2冷卻方式改造

將機上冷卻改為280 m2鼓風環式冷卻。

表2　改造后環冷機參數表Table 2　Parameters of annular cooler after modification

續表2

減速機型號RDC04-17-983.1最大輸出扭矩/(kN·m)173.87減速機速比983.1銷齒傳動速比51.8總速比50925主機旋轉方向順時針鼓風機數量/臺4鼓風機型號G4-73№20D離心通風機,風量320000m3/h,出口壓力3870Pa

在單輥破碎機破碎后，1#燒結機的燒結礦通過溜槽落入環冷機的1#給礦口，2#燒結機的燒結礦通過溜槽落入環冷機的2#給礦口，均勻的布到臺車上，在傳動裝置驅動下，燒結礦隨臺車順時針旋轉，同時鼓風機通過風箱向臺車底部鼓冷風，冷風自下而上地穿過熱燒結礦時完成熱量交換，熱風經煙囪外排。經60～120 min鼓風冷卻，燒結礦溫度從750 ℃左右降到≤150 ℃，從環冷機的排礦口落到板式給礦機上，然后到成1皮帶機上輸出。板式給礦機的主要作用是實現均勻給料，避免成1皮帶機溢料、灑料現象。

在冷卻過程中產生的散料和灰塵，通過風箱和卸灰閥定期排到卸灰小車內，卸灰小車可沿環形軌道運行，將車內物料通過灰塵溜槽，卸到成1皮帶機上，隨燒結礦輸出。

冷卻燒結礦產生大量的廢氣，溫度在環冷機的各段不同，從開始布料到冷卻結束，溫度從450 ℃左右逐漸降低到100 ℃左右，為余熱利用提供了方便[4]。

1.3余熱回收方案

燒結生產時，環冷機臺車上入口的燒結礦溫度達700℃左右，以輻射熱的形式向外散熱，環冷機上部依次排開的4臺風機，使冷卻風通過風罩強制穿過礦層，經過熱礦加熱在第一風罩內的冷卻風約在180～230 ℃之間，在第二風罩內的冷卻風溫度加熱到150 ℃左右，這兩個風罩內的冷卻風都可利用。

按照環冷機冷卻煙氣(熱風)中的熱量60%保守估計，則每小時回收的熱量為77283.42 MJ，按照熱值估算每小時可產生蒸汽總量為28.8 t；依據測算，小時蒸汽產量在28.8噸左右，建議配置一25 t左右鍋爐，余熱電站規模在6 MW左右[2]。

圖1　本項目余熱回收改造流程圖Fig.1　Waste heat recovery process flow chart

主要流程：燒結礦環冷機上是通過鼓風進行冷卻，由底部鼓入的冷風在穿過熱燒結礦層時被加熱，成為高溫廢氣。將這些高溫的廢氣通過引風機引入鍋爐，加熱鍋爐內的水產生蒸汽，蒸汽推動汽輪機轉動帶動發電機發電。

考慮到本項目的規模，部分冷凝水在余熱鍋爐內加熱產生高溫水后可直接經過降壓產生蒸汽直接進入汽輪機帶動發電機發電。

2　效果對比

項目實施前年產燒結礦1153631.52 t，實施后產量預計達

到130萬t；新增焦粉用量3351 t，新增用電-3102.53萬kWh(即節約電能3102.53萬 kWh)，新增高爐煤氣消耗90萬m3(即節約高爐煤氣消耗110萬m3)，新增用水1.68萬m3，回收蒸汽97500 t；項目總新增能源為-9215.45 t標煤(當量值)，等價值為-15640.8 t標煤(等價值)[5]。

表3　年對比項目能源消耗種類、年總消耗量Table 3　Comparison of types of energy consumption and total annual consumption

經濟性分析：

表4　年節約成本核算表Table 4　Annual cost accounting

本項目年可節約2143.56萬元，項目總投資為10426萬元。

表5　經濟性分析表Table 5　Economic analysis

經核算，本項目6年可回收成本。

3　結　論

銅陵市某鋼鐵公司燒結機改造取得了成功，從實際生產過程中得出以下結論：

(1)燒結冷卻系統改造：將企業原有的1#和2#燒結機改造為一臺252 m2新型燒結機后，充分利用了企業現有的土地及設備資源，提高了企業生產效率。

(2)將機上冷卻改為280 m2鼓風環式冷卻后；冷卻后廢氣溫度為300～400 ℃，可以對廢氣余熱進行回收。

(3)除塵設施改造：將老煉鋼1#除塵器代替新增280 m2環冷機區域內現有的三臺除塵器，減少了耗能設備，節約了能耗。

(4)電氣改造：高壓部分改造前用電負荷為5300 kW，改造后為2600 kW，實際負荷減少2700 kW。

(5)利用PLC控制系統代替傳統的繼電器控制，提高了控制穩定性，降低了控制自身能耗。

[1]Guo Z C，Fu Z X．Current Situation of Energy Consumption and Measures Taken for Energy Saving in the Iron and Steel Industry in China[J]．Energy,2010,35(11):4356-4360.

[2]胡長慶,張玉柱,張春霞．燒結過程物質流和能量流分析[J]．燒結球團,2007,32(1):16-21．

[3]胡志遠,樓國鋒,溫治,等．燒結熱過程質量和能量平衡的診斷及分析[J]．冶金自動化，2008,32(5):20-24．

[4]潘鶴．燒結環冷機系統測試技術及優化研究[D]．鞍山:遼寧科技大學,2007．

[5]張玉柱,胡長慶．煉鐵節能與工藝計算[M]．北京:冶金工業出版社,2005．

Modification and Production Effect of Sintering Machine of A Steel Corp in Tongling

LIZhi-hu,SHAOXiao-qi

(Maanshan Hangu Energy Audit Co., Ltd., Anhui Maanshan 243000, China)

A 252 m2new type sintering machine changed by 78 m2and 84 m2sintering machine in a steel company in Tongling city, with downdraught cooling blast ring cold (280 m2annular cooler) and increased heat recovery system in the annular cooler, was introduced. Through the transformation, sintering machine increased productivity, with an annual production capacity of 130 million tons of sinter, and the configuration of 25 t boiler, construction of 6 MW waste heat power station, thereby reduced energy consumption per unit of product, had achieved remarkable economic benefits.

sintering machine；reconstruction；manufacturing

李智虎(1987-)，男，碩士研究生，主要研究方向為系統節能，余熱回收，余熱制冷。

TF046

B

1001-9677(2016)015-0152-03