燒結(jié)余熱技術(shù)在鋼鐵企業(yè)的應(yīng)用

馮文彬(首鋼長鋼有限公司燒結(jié)廠 山西省 長治市 046031)

為了響應(yīng)國家的政策，同時提高企業(yè)的效益，某鋼廠新建了2臺200平米的燒結(jié)環(huán)冷機。由于目前國內(nèi)多數(shù)對燒結(jié)環(huán)冷機的使用僅僅限于余熱的回收，而對燒結(jié)機數(shù)量眾多的煙氣沒有足夠的重視，所以為了進一步提高企業(yè)的效益，筆者考慮將煙氣的回收利用合并入燒結(jié)機的利用項目，項目需要一臺35千瓦補氣凝汽式汽輪發(fā)電機組、兩臺燒結(jié)余熱鍋爐和兩臺環(huán)冷機余熱鍋爐。通過以上配置，每年可以為不同規(guī)模的鋼鐵企業(yè)提供數(shù)額不等的利潤回報，也可以說是成本節(jié)約。

一、燒結(jié)余熱再利用的現(xiàn)狀

燒結(jié)余熱再利用主要是針對目前對燒結(jié)余熱的利用不夠充分而提出的，當前燒結(jié)余熱的利用主要是用于冷卻機部分，技術(shù)雖然已經(jīng)很成熟了，運行也足夠穩(wěn)定，但是對余熱的利用不夠充分[1]。尤其是目前鋼鐵行業(yè)競爭激烈，如果能夠很好的利用燒結(jié)余熱以及這個過程中產(chǎn)生的低溫煙氣，那么會給鋼鐵企業(yè)帶來兩大好處，一個是節(jié)約能源，另一個是降低成本。基于以上情況，必須要有一次技術(shù)革新，從而實現(xiàn)節(jié)約能源并且降低成本。

二、發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計方案

1.整體發(fā)電方案

首先要有兩條360平米的燒結(jié)生產(chǎn)線，配套的是兩臺燒結(jié)余熱鍋爐、兩臺環(huán)冷機余熱鍋爐和一臺35千瓦補氣凝氣式汽輪發(fā)電機組。[2]。其流程如下：

(1)煙氣系統(tǒng)的流程

在360平米的燒結(jié)機的大煙道上用隔板設(shè)置隔離，用來把余熱回收的高溫煙氣與不用于余熱發(fā)電的低溫煙氣隔離開來。其中用于發(fā)電的高溫余熱煙氣被引到余熱鍋爐，經(jīng)過鍋爐的換熱器降溫之后，廢氣回到大煙道，與剛剛的被隔離的低溫煙氣混合后被排放到脫硫系統(tǒng)，在脫硫系統(tǒng)脫硫除塵之后，使用主抽風機通過煙囪把低溫煙氣排入大氣。為了保證在余熱鍋爐發(fā)生事故或者檢修的時候，燒結(jié)機依然能夠正常運行，可以在余熱鍋爐的進口和出口位置裝上電動插板閥門，用以連接旁通煙道，這樣在余熱鍋爐因故不能運行的時候打開旁通煙道的閥門，關(guān)閉余熱鍋爐的進口和出口，讓煙氣從旁通煙道通過。

(2)熱力系統(tǒng)的流程

當前國內(nèi)由于低溫余熱回收技術(shù)并不十分發(fā)達，所以一般存在的熱力循環(huán)系統(tǒng)有以下幾種：雙壓系統(tǒng)、閃蒸系統(tǒng)以及單壓系統(tǒng)。由于燒結(jié)機存在尾氣含硫量大、磨損性強以及波動性大的缺點，所以在設(shè)計的過程中要堅持以穩(wěn)定并且簡單為首要原則，故而本次設(shè)計使用的余熱鍋爐的工藝系統(tǒng)使用的是單壓系統(tǒng)[3]。

燒結(jié)機余熱鍋爐和環(huán)冷機余熱鍋爐經(jīng)過蒸汽管道在蒸汽機房的母管混合，再通過蒸汽母管把蒸汽導(dǎo)入汽輪機進行發(fā)電，汽輪機的凝結(jié)水產(chǎn)生之后通過水泵分配到鍋爐的凝結(jié)水加熱器進行加熱，等溫度達到104攝氏度的時候進行除氧，之后再進入鍋爐，加熱后形成水蒸氣，以上就是整個熱力循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計。

三、燒結(jié)機尾氣余熱發(fā)電的技術(shù)要點

1.系統(tǒng)安全

(1)為了盡可能多的利用余熱，必須把高溫尾氣的回收做到極致，但以上過程中必須做好安全防護，以保證鍋爐及其他設(shè)備不受到損壞，所以選擇適當?shù)呐艧煖囟仁顷P(guān)鍵。

(2)為了不影響鍋爐檢修時燒結(jié)機的正常運轉(zhuǎn)，將廢氣通過旁路輸送也是技術(shù)要點。

2.工藝可靠

(1)單壓系統(tǒng)由于工藝簡單，可以保證在運行過程中故障率較低，并且易于實現(xiàn)運行維護同步。

(2)余熱鍋爐的使用壽命較長，主要是因為采用了熱管束的防磨損工藝，同時還能夠提升熱管束的換熱效率，減少時間和浪費。另外在設(shè)計材質(zhì)和容量的時候一定要考慮好余量，這樣更能適應(yīng)燒結(jié)工藝中的負荷波動，從而保證長期穩(wěn)定的運行。

看得出來，在設(shè)計的過程中如果能夠把細節(jié)完美的把握，可以更好的保障設(shè)備的運行。

四、經(jīng)濟分析

根據(jù)以上設(shè)計的方案，該項目能夠增加的燒結(jié)機尾氣余熱發(fā)電的經(jīng)濟分析如下所示：

假如說每臺燒結(jié)機余熱鍋爐每個小時可以產(chǎn)生3.0MPa，320攝氏度過熱蒸汽20t/h計算，兩臺過熱鍋爐可以產(chǎn)生的過熱蒸汽40t/h。發(fā)電機功率為每小時提高11720kW h,機組假如每年運行達到7000小時，那么每年的發(fā)電量可以達到8204萬千瓦，假如發(fā)電的電價按0.5元/千瓦時計算，那么每年可以創(chuàng)造的經(jīng)濟效益達到4102萬元，或者可以說每年為企業(yè)節(jié)省成本4102萬元。由此可知，燒結(jié)機尾余熱發(fā)電是具有非?？捎^的經(jīng)濟效益的。

總結(jié)

由以上論述可知，在國家大力倡導(dǎo)的節(jié)能減排政策影響之下，可持續(xù)發(fā)展和能源的回收利用已經(jīng)引起很多企業(yè)的重視。但是技術(shù)的應(yīng)用從來不是一步到位的，所以在燒結(jié)余熱的利用上由于位置的不同導(dǎo)致了觀點的不同，故而在應(yīng)用上也各有不同。未來的發(fā)展趨勢必將是燒結(jié)環(huán)冷機器余熱發(fā)電成為優(yōu)先選擇的工藝，并且設(shè)定適當?shù)呐艧煖囟纫约疤岣咤仩t受熱面防磨技術(shù)都會是影響該技術(shù)的關(guān)鍵。燒結(jié)余熱回收利用技術(shù)也是綠色制造工藝的一種，所以提高燒結(jié)余熱利用技術(shù)也正是提高國家大力倡導(dǎo)的綠色制造工藝，環(huán)保節(jié)能。

[1]劉莉，梁青，閆謹.過程氣體分析技術(shù)在鋼鐵企業(yè)的應(yīng)用[J].冶金設(shè)備，2013（06）.

[2]楊昭平，封雷迅.鋼鐵企業(yè)綜合節(jié)能新概念I(lǐng)ESM[J].電氣技術(shù)，2010（12）.

[3]陳剛.淺談MES技術(shù)在鋼鐵企業(yè)的應(yīng)用[J].安徽冶金科技職業(yè)學(xué)院學(xué)報，2013（08）.