梅鋼5號燒結機余熱鍋爐生產(chǎn)實踐

摘要：本文介紹了梅鋼5號燒結機余熱鍋爐的設備參數(shù)和工藝流程?；仡櫫酸槍μ岣哂酂嵴羝a(chǎn)量這一課題而開展的一系列實踐活動，總結了提高余熱產(chǎn)汽量的一些措施及取得的一些成果。

關鍵詞：余熱鍋爐 燒結 冷卻 蒸汽

1 概述

燒結工序能耗約占鋼鐵生產(chǎn)總能耗的10%，僅次于煉鐵，是鋼鐵生產(chǎn)的第二耗能大戶。實現(xiàn)燒結節(jié)能，對降低燒結生產(chǎn)成本和工序能耗有著重要的意義。

燒結過程中可供利用的余熱約占鋼鐵廠總熱耗的12%，其中燒結礦余熱占8%，燒結廢氣余熱占4%，而冷卻機廢氣和燒結煙氣的顯熱約占燒結過程全部熱支出的50%，若能將這些氣體的余熱加以利用，無疑是燒結節(jié)能的重要途徑和發(fā)展趨勢[1]。

梅鋼現(xiàn)有2臺450m2燒結機，其中4號燒結機原抽風面積為400m2，2012年對其進行了橫向擴容改造。2臺燒結機均采用鼓風冷卻工藝，環(huán)冷機冷卻面積為400m2，匹配5臺冷卻風機，每臺風機的風量為5520000m3/h，2臺燒結機投產(chǎn)時就配備了相應的余熱鍋爐設備，主要回收環(huán)冷機入口處的高溫廢氣，平均每小時能生產(chǎn)40t左右的中壓蒸汽，輸送到能源中心的蒸汽管網(wǎng)。

2 余熱鍋爐設計參數(shù)

余熱鍋爐僅回收環(huán)冷機24個風箱中前6個風箱的高溫廢氣，生產(chǎn)1.00MPa，300℃的中壓蒸汽，余熱鍋爐設計的主要參數(shù)如表1所示。

3 鍋爐工藝流程

從整個余熱鍋爐的工藝流程來看，可以分成余熱煙氣循環(huán)系統(tǒng)和鍋爐汽水循環(huán)系統(tǒng)。

3.1 余熱煙氣循環(huán)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由環(huán)冷機、除塵器、鍋爐、循環(huán)風機等組成。工作原理如下：環(huán)冷機1～6#風箱的高溫余熱煙氣經(jīng)過除塵器進入鍋爐，余熱煙氣在鍋爐中由上而下，依次經(jīng)過過熱器、高壓蒸發(fā)器、水預熱器、低壓蒸發(fā)器，完成熱交換后的低溫廢氣通過循環(huán)風機加壓后，再回到環(huán)冷機2#風箱。除塵器產(chǎn)生的粉塵經(jīng)過余熱AV泵管道回收到配料粉塵槽回收利用。

3.2 鍋爐汽水循環(huán)系統(tǒng)。汽水循環(huán)系統(tǒng)系統(tǒng)主要是由給水泵、加藥泵、軟水箱、除氧器、鍋爐（低、高壓蒸發(fā)器，水預熱器，過熱器）及汽包等組成。其循環(huán)流程：①除鹽水（電廠）——軟水箱——除氧器——低壓汽包——低壓蒸發(fā)器——低壓汽包——除氧器、機頭。②除鹽水——軟水箱——除氧器——水預熱器——高壓汽包——高壓蒸發(fā)器——高壓汽包——蒸汽過熱器——外供總網(wǎng)；其工作原理是，經(jīng)電廠處理過的軟水進軟水箱，再由軟水泵進除氧器，除氧器中的水分兩路，一路由低壓給水泵進低壓汽包，在低壓蒸發(fā)器和185℃左右的余熱廢氣進行熱交換后產(chǎn)生蒸汽上升回到低壓汽包輸往除氧器和機頭進行無動力熱風燒結；另一路由高壓給水泵進水預熱器再到高壓汽包，在高壓蒸發(fā)器和350～400℃的余熱廢氣進行熱交換后產(chǎn)生高壓蒸汽上升回到高壓汽包經(jīng)蒸汽過熱器變成飽和干蒸汽后并入總網(wǎng)。

4 生產(chǎn)運行情況分析

自2012年1月投產(chǎn)以來，借鑒了4號機生產(chǎn)中的一些經(jīng)驗及存在的問題，避免了很多設計缺陷，少走了很多彎路。比如，針對4號機余熱鍋爐熱管積灰嚴重的情況，5號機新投用了聲波清掃器，對熱管進行定時清掃，大大提高了鍋爐的熱交換效率。但有些問題目前還沒有找到很好的解決辦法，比如環(huán)冷密封板缺失造成煙氣熱量損失的問題等等。以下是基于提高5號機余熱蒸汽產(chǎn)量采取的摸索實踐活動。

4.1 控制好燒結終點。這要從兩個方面來探討，一個是終點的位置；另一個是終點的溫度。

①從熱回收的角度看，燒結終點控制在靠近排礦端是有利的。生產(chǎn)中由于工藝控制的要求，燒結終點并不是控制在最后一個風箱，而是在倒數(shù)第二第三個風箱之間。甚至有時由于過程的波動（水分、料層等）導致終點可能會前移的更多。這就導致燒結礦在燒結機上進行抽風冷卻，大大降低了燒結礦的溫度，大量熱量沒有進入余熱回收系統(tǒng)，導致蒸汽產(chǎn)量降低。在燒結生產(chǎn)控制上，我們盡量把燒結終點向后移，前提要保證燒透，因此我們嘗試把終點控制在倒數(shù)第二個風箱和最后一個風箱之間，取得了不錯的效果。②通過跟蹤發(fā)現(xiàn)，過高或過低的燒結終點溫度下，余熱可利用廢氣溫度都不是最理想的。為了使余熱熱利用效率發(fā)揮到最佳，我們通過摸索找到了比較適宜的燒結終點溫度。在工況穩(wěn)定的情況下，燒結終點溫度在380℃±10℃時，余熱的蒸汽產(chǎn)量最高。

4.2 環(huán)冷密封效果。環(huán)冷機密封效果的好壞將直接影響到煙氣溫度，進而影響余熱鍋爐的換熱效果和余熱產(chǎn)量。由于系統(tǒng)長時間在高溫條件下運轉，加之環(huán)冷機臺車輕微跑偏等原因，經(jīng)常容易造成環(huán)冷機內(nèi)外圈的密封板脫落和缺失，造成大量熱循環(huán)廢氣的流失，直接影響到蒸汽產(chǎn)量。為此我們要求操作人員密切跟蹤好冷卻機密封板的完好狀況，發(fā)現(xiàn)有螺栓松動的盡快緊固，對脫落缺失的密封板在定修中安排補缺，確保環(huán)冷機密封的良好。

4.3 FeO的控制。FeO大小最終反映出來的就是配碳量的多少，固體燃料帶入的總熱量就越多，可供余熱吸收的總熱量就越高，相應地蒸汽發(fā)生量也就越多；反之，蒸汽產(chǎn)量就少。其實這也能為我們在日常生產(chǎn)中判斷FeO大小提供間接的依據(jù)。

4.4 環(huán)境溫度。季節(jié)變化甚至晝夜的變化對蒸汽產(chǎn)量都有一定程度的影響，環(huán)境溫度越高蒸汽產(chǎn)量越高。特別是暑季來臨，鍋爐吸收的煙氣溫度較冬季有明顯提高，產(chǎn)汽量大幅提升。

4.5 生產(chǎn)穩(wěn)定和連續(xù)。余熱連續(xù)運行需要穩(wěn)定的熱量輸入，這就要求燒結機連續(xù)穩(wěn)定地提供熱燒結礦作為熱源供循環(huán)煙氣換熱，當燒結機出現(xiàn)短時間（<15min）故障停機時，鍋爐引入的循環(huán)煙氣熱量急劇減少，蒸汽發(fā)生的連續(xù)性被破壞，產(chǎn)量迅速降低。待生產(chǎn)恢復后，燒結機機上冷卻的燒結礦不能為鍋爐帶來大量穩(wěn)定的熱源使蒸汽發(fā)生量迅速恢復到停機前的水平，而是必須經(jīng)歷一個0.5～1h左右的升溫過程。因此，燒結過程的穩(wěn)定是提高余熱產(chǎn)汽量的重要前提。

4.6 環(huán)冷機速度給定。在生產(chǎn)中摸索適宜的環(huán)冷機和燒結機速度之比對蒸汽產(chǎn)量的提高也有積極的意義。通過實驗，我們發(fā)現(xiàn)降低環(huán)冷機和燒結機速度比提高環(huán)冷機中燒結礦料層厚度而言，提高了煙氣溫度，增加了蒸汽產(chǎn)量。料層是影響燒結礦冷卻速度和冷卻介質(zhì)終溫的主要因素。研究表明，冷卻機料層厚度每提高0.1m，廢氣溫度提高10℃。而且料層越厚，冷卻越趨均勻，溫度波動越小。

除上述原因外，還有一些對余熱蒸汽產(chǎn)量有影響的因素，比如蒸汽總網(wǎng)的壓力、鍋爐水質(zhì)的好壞等都會對余熱的產(chǎn)汽量造成一定的影響。

5 結束語

5號機余熱鍋爐自投產(chǎn)以來，與燒結機同步作業(yè)率較高，產(chǎn)汽量漸趨穩(wěn)定，為燒結降低工序能耗做出了巨大的貢獻。后期設想：增加對主抽煙道后幾個風箱高溫廢氣的利用環(huán)節(jié)，以進一步提高余熱吸收的循環(huán)煙氣熱量，同時又能對故障停機造成的燒結礦機上冷卻狀況加以改善。

參考文獻：

[1]伍英，周茂軍，馬洛文.寶鋼燒結余熱鍋爐生產(chǎn)實踐[J].燒結球團，2011，36（3）：44-53.

[2]宋興剛，梁山偉.余熱鍋爐節(jié)能技術改造應用[J].價值工程，2010（06）.

[3]馬占鵬.余熱鍋爐安裝質(zhì)量控制[J].華章，2010（15）.

作者簡介：吳孟愷（1984-），男，安徽涇縣人，助理工程師，本科，主要研究方向：燒結球團。