淺析鋼鐵廠燒結余熱回收利用

李玉清

摘 要：眾所周知，鋼鐵企業(yè)燒結工序需要巨大的能耗，通常都能夠占到總能耗的10%-20%，僅次于煉鐵工序。基于此，文章對鋼鐵廠燒結余熱回收利用的相關內容進行了分析和總結，從而有效的節(jié)約能源。

關鍵詞：鋼鐵廠；燒結；余熱回收；利用

1 前言

鋼鐵生產過程中，燒結工序的能耗約占冶金總能耗的12%，僅次于煉鐵工序。鋼鐵工業(yè)燒結廠余熱資源有三個：一是燒結機大煙道煙氣余熱，所含顯熱約占燒結工序能耗總熱量的15%-20%左右；二是冷卻機廢氣余熱，冷卻機廢氣溫度在100℃-400℃之間，其顯熱約占燒結工序能耗總熱量的28%-35%。三是排礦端廢氣余熱，排礦端廢氣粉塵含量較高，且溫度波動較大，由于受技術及設備的限制，現(xiàn)階段該系統(tǒng)煙氣余熱未進行收集及利用。因此燒結余熱利用潛力巨大，有很好的經濟效益和社會效益，具有良好的推廣前景。

2 燒結余熱回收中出現(xiàn)得較為普遍的問題

2.1漏風現(xiàn)象

在余熱回收系統(tǒng)中的漏風問題主要是通過臺車與煙罩之間的密封以及臺車與風箱之間的密封體現(xiàn)出來的。因為煙氣系統(tǒng)屬于全閉路式循環(huán)，臺車與煙罩、臺車與風箱都是在實際運轉過程中進行相互配合的，風箱中一般為正壓3000PA-4000PA之間，眼罩中為負壓-100PA-400PA。結果已經表明，如果漏風問題不能夠得到妥善解決的話，就會直接導致吸冷風和熱風外溢等問題，很大程度上都會影響到余熱回收效果，與此同時煙氣外溢也會直接導致環(huán)冷機場地內出現(xiàn)數(shù)量較大的灰塵，問題嚴重的情況下還會影響到崗位工人的正常操作。

2.2灰塵磨損現(xiàn)象

因為回熱式燒結余熱回收煙氣系統(tǒng)一般都是全閉路循環(huán)系統(tǒng)，當熱廢氣穿透料面后經過煙氣管道和環(huán)冷罩以后進入鍋爐，這個時候整個流程廢氣都會呈現(xiàn)高速流動狀態(tài)。而且廢氣中所夾帶的顆粒粉塵還沒有沉降就都已經進入到鍋爐和風機當中。但是值得注意的是，我國除塵器大部分還是采用慣性除塵器，它只能祛除廢氣當中的那些大顆粒，而且這些大顆粒廢棄物在經過一段時間的運行以后風機葉輪、鍋爐管束以及機殼等部位都會出現(xiàn)不同程度的磨損，大大影響系統(tǒng)的正常運轉。

2.3工況波動現(xiàn)象

一般的燒結余熱熱源都具備廢氣溫度波動大、整體品質低以及連續(xù)性弱的特點。其中廢氣溫度波動大和連續(xù)性若的特點是目前技術條件下燒結余熱發(fā)電技術應用中的重要障礙。除此之外，如何有效提高系統(tǒng)的回收率，盡量的提高噸礦發(fā)電量也已經成為燒結廠迫在眉睫需要解決的問題。鑒于此，我們應當想方設法在運用該項技術的過程中提高燒結余熱熱源的穩(wěn)定性以及系統(tǒng)回收效率。然而汽輪機對于發(fā)電機組的熱源穩(wěn)定性具有很高的要求，如果溫度無法達到要求的話將會直接威脅到機組的安全運行。另外，熱源的中斷也會造成機組的頻繁甩爐，嚴重影響到發(fā)電設備的使用壽命。

3 余熱利用方案

3.1 熱管余熱利用技術

熱管余熱利用技術是利用熱管中導熱介質的熱活性和熱敏感性來實現(xiàn)氣水之間的熱量傳遞的技術，具有導熱性強、換熱效率高、安全可靠和應用范圍廣的優(yōu)點。熱管余熱鍋爐裝置由熱管過熱器、蒸發(fā)器、省煤器、汽包、外部連接管路、汽包附件、供水系統(tǒng)、自控系統(tǒng)等組成，其工作原理為：高溫熱煙氣氣不斷地流過熱管蒸汽發(fā)生器換熱管束一端的表面，將熱量傳遞給熱管管束，另一端換熱管束外的水吸熱變成汽水混合物，由上聯(lián)箱通過總上升管進入汽包，通過汽水分離裝置后，飽和水通過下降管返回至下聯(lián)箱，再次受熱蒸發(fā)，如此反復循環(huán)，將煙氣熱量傳給水側產生蒸汽。為確保設備安全可靠，蒸發(fā)器采用水夾套熱管結構，實現(xiàn)煙氣與水側完全隔離，即使出現(xiàn)換熱管腐蝕、磨損等現(xiàn)象，也不會造成設備漏水及裝置緊急停車狀況。

3.2 余熱回收技術方案

經過與多個余熱鍋爐廠家交流討論，最終考慮采用江蘇中天科技股份有限公司設計的內置式余熱利用方案。燒結機內置式余熱鍋爐占地面積小，系統(tǒng)穩(wěn)定性高，內部阻力小，投資相對外置式低，壽命長，應用范圍廣。在保證燒結機順行、高效生產前提下，設計在燒結機兩個大煙道的前4個風箱內增設一套余熱利用裝置，包括兩套過熱器、蒸發(fā)器、省煤器，一套汽包和除氧系統(tǒng)以及相應的附屬系統(tǒng)。經專業(yè)人員考察，現(xiàn)場條件完全符合設計條件及要求。

3.3 系統(tǒng)布置

余熱回收裝置的煙風系統(tǒng)直接布置在燒結機南北兩側的大煙道內，從煙道機尾依次布置過熱器、蒸發(fā)器、省煤器，利用后的煙氣與其它風箱內煙氣混合后經除塵排至大氣。

余熱回收裝置的汽水系統(tǒng)由過熱器、蒸發(fā)器、省煤器、汽包、除氧器、下降管、集箱、給水泵、水箱以及必要的汽水管道、閥門等構成。余熱設備中的蒸發(fā)器、過熱器、省煤器可以布置在燒結機大煙道平臺，分別直接安裝在煙道中，汽包布置在燒結機一側外建平臺上，鍋爐給水泵等布置在汽包平臺下部的地基上。 基礎自動化系統(tǒng)采用與燒結機控制系統(tǒng)相同的PLC，將過程檢測信號送入控制系統(tǒng)，完成鍋爐工藝單元過程參數(shù)的集中監(jiān)視和控制，以保證鍋爐能夠安全、可靠、經濟運行。相關熱控控制系統(tǒng)全部接入燒結主控室統(tǒng)一控制。

4 總結

鋼鐵企業(yè)燒結機大煙道煙氣排放量大，煙氣溫度較高，具有較大的利用潛力，可以利用熱管余熱裝置將此煙氣余熱進行回收，用于生產蒸汽，供其他工序使用，可以降低排煙溫度并降低排煙中的粉塵含量，具有較大的環(huán)保效益。

參考文獻：

[1]譚瑋其，徐忠.燒結機煙氣余熱利用存在的問題和應對方式[J].燒結球團，2013（06）.

[2]李冰.余熱發(fā)電技術應用及前景[J].中國鋼鐵業(yè)，2009（07）