燒結(jié)環(huán)冷余熱回收拖動燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)技術(shù)

黃國平 徐寧 平勇

摘要：近年來，隨著鋼鐵冶煉行業(yè)先進(jìn)節(jié)能技術(shù)不斷涌現(xiàn)，燒結(jié)、環(huán)冷機(jī)余熱回收水平有很大幅度提高。本文對我公司總包的一個(gè)燒結(jié)環(huán)冷余熱回收拖動燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)項(xiàng)目的創(chuàng)新技術(shù)進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)余熱利用；余熱鍋爐；拖動；燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)

一、項(xiàng)目概況

河北某鑄業(yè)有限公司現(xiàn)有一條114㎡和一條120㎡燒結(jié)生產(chǎn)線，配套環(huán)冷機(jī)冷卻面積均為140㎡。為了充分利用燒結(jié)環(huán)冷余熱資源，最大限度的降低綜合能耗，該公司決定建設(shè)燒結(jié)環(huán)冷余熱利用項(xiàng)目。

二、建設(shè)內(nèi)容和范圍

（1）環(huán)冷余熱蒸汽鍋爐系統(tǒng)；（2）燒結(jié)余熱蒸汽鍋爐系統(tǒng)； （2）一套6.0MW拖動汽輪機(jī)系統(tǒng)，包括：汽輪機(jī)系統(tǒng)、變速離合器；（3）一套燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（含電機(jī)）；（4）煙風(fēng)管道、環(huán)冷機(jī)風(fēng)罩密封改造系統(tǒng)；（5）配套除鹽水系統(tǒng)范圍內(nèi)的水箱和除鹽水泵； （6）配套的循環(huán)水系統(tǒng)；（7）配套給排水系統(tǒng)，包括：工業(yè)水、生活水、消防水以及雨排水等設(shè)計(jì)；（8）自動控制系統(tǒng)，包括：余熱鍋爐、汽輪機(jī)組及循環(huán)水站系統(tǒng)控制，控制部分采用分散控制系統(tǒng)； （9）電氣系統(tǒng)，包括：動力控制、過電壓保護(hù)、照明網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)。

三、燒結(jié)環(huán)冷余熱回收系統(tǒng)

本工程熱力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遵守“溫度對口、梯級利用”的原則。

余熱回收部分：在燒結(jié)線旁分別設(shè)置燒結(jié)余熱鍋爐和環(huán)冷余熱鍋爐。燒結(jié)鍋爐煙氣來自燒結(jié)機(jī)大煙道溫度較高的幾個(gè)風(fēng)箱，進(jìn)入燒結(jié)鍋爐換熱產(chǎn)生飽和蒸汽，送入環(huán)冷鍋爐進(jìn)行過熱。環(huán)冷機(jī)一、二段部分高、中溫?zé)犸L(fēng)匯合后進(jìn)入環(huán)冷鍋爐換熱，產(chǎn)生1.15MPa、310℃的過熱蒸汽和0.28MPa、170℃的補(bǔ)汽。

動力部分：為燒結(jié)線主抽風(fēng)機(jī)配置一套燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)拖動系統(tǒng)，選用1臺6.0MW帶補(bǔ)汽式純凝汽輪機(jī)，利用余熱回收部分產(chǎn)生的高、低壓過熱蒸汽推動汽輪機(jī)，通過變速離合器與同步電機(jī)聯(lián)合拖動燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)。

1、設(shè)計(jì)規(guī)模

兩臺環(huán)冷余熱蒸汽鍋爐和兩臺燒結(jié)余熱蒸汽鍋爐，共產(chǎn)生1.15MPa、310℃蒸汽33.6t/h；產(chǎn)生0.28MPa、170℃的低壓蒸汽6t/h；一套6.0MW工業(yè)汽輪機(jī)拖動系統(tǒng)。

本設(shè)計(jì)采用純凝汽輪拖動機(jī)組，汽輪機(jī)采用快裝型工業(yè)汽輪機(jī)，裝機(jī)容量1×6.0MW。

2、主要設(shè)計(jì)原則

（1）環(huán)冷蒸汽鍋爐采用雙壓余熱鍋爐，鍋爐煙氣利用遵循梯級用能原則，以期獲得最高的熱回收效率；（2）環(huán)冷余熱鍋爐采用煙氣再循環(huán)，進(jìn)一步回收環(huán)冷機(jī)余熱資源，并且無廢氣排放； （3）動力部分采用汽輪機(jī)拖動系統(tǒng)，汽輪機(jī)與電動機(jī)同側(cè)布置，中間設(shè)置變速離合器，以實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)的在線投入/切除；（4）選用純凝補(bǔ)汽式汽輪機(jī)，汽水循環(huán)利用；（5）鍋爐系統(tǒng)汽水閉式循環(huán)； （6）為了保證電站事故不影響燒結(jié)生產(chǎn)，設(shè)置余熱鍋爐時(shí)保留燒結(jié)環(huán)冷機(jī)原有的廢氣通道并增設(shè)壓頂閥門，一旦余熱鍋爐或拖動系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí)，打開閥門可以將余熱鍋爐從燒結(jié)生產(chǎn)系統(tǒng)中分離，不影響燒結(jié)線的正常運(yùn)行；

3、主要設(shè)備參數(shù)選擇

（1）在各環(huán)冷機(jī)、燒結(jié)機(jī)旁分別設(shè)置一臺蒸汽鍋爐。對煙氣進(jìn)行合理分區(qū)，利用其高、中溫?zé)煔馑椭琳羝仩t，產(chǎn)生1.15MPa、310℃的主蒸汽和0.28MPa、170℃的補(bǔ)汽；（2）為2#燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)設(shè)置1套汽輪機(jī)拖動設(shè)備，汽輪機(jī)為1臺6.0MW純凝補(bǔ)汽式汽輪機(jī)（主蒸汽參數(shù)1.05/0.2MPa），汽輪機(jī)與電機(jī)同側(cè)布置，汽輪機(jī)與電機(jī)之間設(shè)置變速離合器，汽輪機(jī)、變速離合器及電機(jī)之間均以膜片聯(lián)軸器相連。

4、煙風(fēng)參數(shù)選取及余熱回收技術(shù)

4.1余熱鍋爐煙氣參數(shù)的選取

注：1#和2#環(huán)冷機(jī)冷卻面積均為140㎡，燒結(jié)產(chǎn)量相近，方案選取的余熱資源相同。

4.2燒結(jié)環(huán)冷余熱回收系統(tǒng)簡述

4.2.1環(huán)冷機(jī)余熱回收技術(shù)

環(huán)冷機(jī)煙罩一段約400℃，二段高溫段約270℃，兩股廢氣混合引至余熱鍋爐上部，混合后廢氣溫度約為340℃左右，高溫廢氣依次經(jīng)過鍋爐過熱器，蒸發(fā)器，高溫省煤器、低壓過熱器，低壓蒸發(fā)器、低溫省煤器，鍋爐排煙溫度約140℃；為提高余熱資源的熱利用率，環(huán)冷機(jī)建設(shè)時(shí)，需要做好風(fēng)罩的密封工作；此外，利用環(huán)冷余熱鍋爐排煙再循環(huán)技術(shù)，進(jìn)一步提高熱風(fēng)溫度，提高熱風(fēng)品位，以提高蒸汽產(chǎn)量。

4.2.2燒結(jié)余熱回收技術(shù)

燒結(jié)大煙道供余熱回收的高溫?zé)煔馐菑拇鬅煹篮?-5個(gè)風(fēng)箱引出進(jìn)入余熱鍋爐。為防止電除塵器產(chǎn)生酸露點(diǎn)腐蝕，必須保證主排風(fēng)機(jī)人口煙氣溫度，因此余熱鍋爐排煙溫度要控制在200℃的范圍內(nèi)。

四、燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)拖動系統(tǒng)

燒結(jié)余熱能量回收與電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)技術(shù)是在BPRT技術(shù)（TRT與電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動高爐鼓風(fēng)機(jī)技術(shù)）基礎(chǔ)上的創(chuàng)新與發(fā)展而來。

該項(xiàng)目余熱利用方案，是基于企業(yè)當(dāng)前能源平衡現(xiàn)狀，對國內(nèi)外鋼鐵企業(yè)現(xiàn)有余熱利用技術(shù)進(jìn)行充分比較，充分考慮企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)條件以及燒結(jié)余熱利用的可行性和經(jīng)濟(jì)性，結(jié)合國家可持續(xù)發(fā)展和資源綜合利用政策而得出。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈江平，柳黎光，陸海華，等.燒結(jié)余熱與電動機(jī)聯(lián)合驅(qū)動主抽風(fēng)機(jī)技術(shù)[J].通用機(jī)械，2013（6）：64-66.

[2]劉雁飛.燒結(jié)廠余熱利用與主抽汽輪機(jī)驅(qū)動案例分析[J].燒結(jié)球團(tuán)，2012，37（4）：64-66.

（作者單位：南京凱盛開能環(huán)保能源有限公司）