燒結機煙道廢氣余熱回收利用技術的相關應用

鄭璇 李巖

南京華電節能環保設備有限公司 江蘇南京 210000

1 燒結機煙道廢氣余熱回收利用概述

我國的鋼鐵生產燒結工序能耗約為總能耗的10%，且有約50%的熱能排入大氣，造成了余熱的浪費。傳統的燒結工序一般會應用熱風燒結、熱水蒸汽等利用余熱，但國內仍然有大部分企業未能對余熱加以利用，不僅浪費了能耗，且破壞了我國的生態環境，這樣的情況不符合我國當前綠色可持續發展理念。因此，需要從能源利用的效益出發，在該技術的應用中可以余熱轉化為更高級的能源，即以余熱轉化為電能，實現資源的重復利用與高效利用，為鋼鐵廠實現經濟可持續發展奠定基礎，該技術的節能減排策略已經成為了余熱利用主要的發展方向。

2 燒結機煙道廢氣余熱回收利用的裝備技術革新

近幾年我國大力推廣燒結機煙道廢氣余熱回收利用技術，使得該技術不斷完善，且發展速度也在不斷加快，技術的整體應用已趨于成熟，為能源二次利用提供了有效推動力。

2.1 余熱回收系統的組成

燒結機煙道廢氣余熱回收系統組成分為鍋筒、過熱器、熱管蒸發器省煤器及卸灰裝置，具體如下。

（1）鍋筒：鍋筒內部裝置需要進行設計，且鍋筒的汽水混合物蒸汽含量不大，應采用三級分離，將外供蒸汽干度控制在＜10%，從而為蒸汽過熱創造條件。

（2）過熱器：過熱器需要采用蛇形管結構，充分考慮熱膨脹問題，使高溫煙氣先流經過熱器，蒸汽加熱后轉變為2.5MPa、300℃的過熱蒸汽。

（3）熱管蒸發器：熱管蒸發器利用徑向熱管叉排布置，吸收煙氣熱量，加熱汽水混合物供至鍋筒產汽。

（4）省煤器;省煤器布置在熱管蒸發器后，將除鹽水預熱后送至鍋筒，降低爐水與給水溫差，減小對鍋筒產生的冷熱應力，同時提高鍋爐熱效率，減少排煙熱損失。

（5）卸灰裝置：熱管換熱器下部均設有積灰斗，需要提高密封要求，避免出現漏氣現象，從而控制定期排灰[1]。

2.2 裝備技術革新

（1）換熱模塊梯級分布，合理利用煙風量及煙溫余熱。

（2）采用內置式換熱器模塊，優化余熱回收系統結構，節省空間，減少熱損。

（3）燒結煙道煙氣含塵量很大，常有燒結料碎石伴隨，考慮蒸發段換熱管耐磨抗沖刷，在每個蒸發器模塊進口設置NM360耐磨角鋼，有效阻擋煙氣中細小顆粒對換熱管沖刷磨損。

（4）換熱管采用徑向熱管技術，換熱管在煙道內叉排布置，有效吸收煙氣余熱，將熱量傳遞給熱管內工質，工質受熱汽化，間接加熱換熱管內汽水混合物，熱管內工質在加熱管內汽水混合物后放熱冷凝，通過毛細作用重新輸送至熱管外壁，通過外壁與煙氣換熱，循環往復，將熱量回收產汽，徑向熱管技術能有效避免換熱管泄露，即使煙氣磨損沖刷損壞外壁導致泄露，也只有少量熱管內工質泄露，熱管失效，但內管依然可以可靠換熱，待停爐檢修時可計劃性更換熱管修復，熱管技術雙重保護，最大程度減少翅片管泄露造成的經濟損失。

（5）通過對燒結煙道底部灰斗改造，在熱管蒸發器底部的灰斗處設置擋風板，避免煙氣短路，增強換熱效果[2]。

3 燒結機煙道廢氣余熱回收利用技術的實際應用

為了從根本上解決上述問題，我國對燒結機煙道余熱的回收利用加大了關注力度，以此充分回收燒結工序余熱資源，現如今該技術已經成為資源二次回收利用的重要課題。

3.1 主要設計技術原則

選用合理的大煙道余熱回收技術，在不影響燒結正常生產的前提下，實現廢氣余熱的高效梯級利用。

（1）按參數標準進行匹配，使其適應多種工況調節；

（2）合理排煙溫度防止低溫腐蝕；

（3）避免影響正常生產；

（4）結合燒結工藝生產特點，有效除塵措施防止設備磨損；

3.2 余熱回收系統

某工程燒結生產線燒結機實際運行風門開度為 95% ，在此過程中充分利用燒結機機尾中溫煙氣余熱，設計參數見表1。

表1 燒結機余熱額定參數設計

3.3 煙氣系統設計

蒸發器采用內置式模塊布置，煙氣進口受熱面管設置防磨板，采用徑向熱管余熱回收技術，大程度地降低對鍋爐受熱面的沖刷和磨損，并準確回收燒結機機尾高溫煙氣余熱，從而保證燒結機的正常運行，避免出現露點腐蝕。

3.4 熱力系統設計

（1）主蒸汽系統余熱鍋爐產生壓力2.5MPa，溫度310℃的過熱蒸汽，通過母管進入原燒結余熱發電汽輪機做功。

（2）鍋爐補水采用工頻給水泵+電動調節閥形式供水，電動調節閥通過鍋筒遠傳液位信號、給水流量、蒸汽流量三沖量調節，使汽包液位更穩定。

（3）系統內鍋筒設置定期排污口、連續排污口，過熱器、蒸發器、省煤器進出水集箱底部設置排污口，系統排污管道匯總至排污總管接入定排擴容器降溫排放回收。

（4）系統設置加藥、取樣裝置，通過檢測爐、蒸汽水品質，通過鍋筒加藥口給系統內加藥，維持爐水堿度、減少絮狀漂浮物，避免或減少鍋筒內壁、換熱管內壁結垢[3]。

4 結語

燒結機煙道廢氣余熱回收利用技術對于企業實現綠色可持續發展有著積極的作用。該技術需要在設計時明確方案，以應用中產生的蒸汽及熱量作為基礎，充分利用燒結工藝熱資源，抓住設備投資省和易于安裝的特點，在此基礎上減少熱源排放，采用熱風燒結系統，可以將余熱轉化為電能，進而提高企業的經濟效益。